Bakteri apa yang dilepaskan ke lingkungan. Jenis bakteri - baik dan buruk

Organisme hidup paling kuno di planet kita. Anggotanya tidak hanya bertahan selama miliaran tahun, tetapi mereka juga cukup kuat untuk memusnahkan semua spesies lain di Bumi. Pada artikel ini kita akan melihat jenis bakteri apa saja yang ada.

Mari kita bicara tentang struktur, fungsinya, dan juga menyebutkan beberapa jenis yang berguna dan berbahaya.

Penemuan bakteri

Mari kita mulai perjalanan kita ke dunia mikroorganisme dengan definisi. Apa yang dimaksud dengan "bakteri"?

Istilah ini berasal dari kata Yunani kuno yang berarti "tongkat". Christian Ehrenberg memperkenalkannya ke dalam leksikon akademis. Ini adalah mikroorganisme bebas nuklir yang tidak memiliki inti. Sebelumnya, mereka juga disebut “prokariota” (bebas nuklir). Namun pada tahun 1970 terjadi pembagian menjadi archaea dan eubacteria. Namun, konsep ini masih lebih sering digunakan untuk semua prokariota.

Ilmu bakteriologi mempelajari jenis bakteri apa saja yang ada. Para ilmuwan mengatakan sejauh ini sekitar sepuluh ribu telah ditemukan. berbagai jenis makhluk hidup ini. Namun, diyakini ada lebih dari satu juta varietas.

Anton Leeuwenhoek, seorang naturalis Belanda, ahli mikrobiologi dan anggota Royal Society of London, dalam sebuah surat ke Inggris pada tahun 1676, menjelaskan sejumlah mikroorganisme sederhana yang ia temukan. Pesannya mengejutkan publik, dan sebuah komisi dikirim dari London untuk memeriksa ulang data ini.

Setelah Nehemiah Grew mengkonfirmasi informasi tersebut, Leeuwenhoek menjadi ilmuwan terkenal di dunia, seorang penemu. Namun dalam catatannya dia menyebut mereka “animalcules.”

Ehrenberg melanjutkan pekerjaannya. Peneliti inilah yang menciptakan istilah modern “bakteri” pada tahun 1828.

Mikroorganisme juga digunakan untuk keperluan militer. Dengan bantuan berbagai spesies, zat mematikan tercipta. Untuk ini, tidak hanya bakteri itu sendiri yang digunakan, tetapi juga racun yang dikeluarkannya.

Secara damai, sains menggunakan organisme bersel tunggal untuk penelitian di bidang genetika, biokimia, rekayasa genetika, dan biologi molekuler. Dengan bantuan eksperimen yang berhasil, algoritma untuk sintesis vitamin, protein, dan zat lain yang diperlukan manusia telah dibuat.

Bakteri juga digunakan di area lain. Dengan bantuan mikroorganisme, bijih diperkaya dan badan air serta tanah dibersihkan.

Para ilmuwan juga mengatakan bahwa bakteri penyusun mikroflora di usus manusia dapat disebut sebagai organ tersendiri yang memiliki tugas dan fungsi tersendiri. Menurut peneliti, ada sekitar satu kilogram mikroorganisme ini di dalam tubuh!

Dalam kehidupan sehari-hari, kita menjumpai bakteri patogen dimana-mana. Menurut statistik, jumlah koloni terbesar terdapat pada pegangan troli supermarket, diikuti oleh mouse komputer di kafe internet, dan hanya di urutan ketiga terdapat pegangan toilet umum.

Bakteri bermanfaat

Bahkan di sekolah mereka mengajarkan apa itu bakteri. Kelas 3 mengetahui semua jenis cyanobacteria dan organisme bersel tunggal lainnya, struktur dan reproduksinya. Sekarang kita akan berbicara tentang sisi praktis dari masalah ini.

Setengah abad yang lalu, tidak ada seorang pun yang memikirkan masalah seperti keadaan mikroflora di usus. Semuanya baik-baik saja. Makan lebih alami dan sehat, lebih sedikit hormon dan antibiotik, lebih sedikit emisi bahan kimia ke lingkungan.

Saat ini, dalam kondisi gizi buruk, stres, dan antibiotik yang berlebihan, disbiosis dan masalah terkait menempati posisi terdepan. Bagaimana saran dokter untuk mengatasi hal ini?

Salah satu jawaban utamanya adalah penggunaan probiotik. Ini adalah kompleks khusus yang mengisi kembali usus manusia dengan bakteri menguntungkan.

Intervensi semacam itu dapat membantu mengatasi masalah tidak menyenangkan seperti alergi makanan, intoleransi laktosa, gangguan pencernaan, dan penyakit lainnya.

Sekarang mari kita bahas bakteri menguntungkan apa saja yang ada, dan pelajari juga pengaruhnya terhadap kesehatan.

Tiga jenis mikroorganisme telah dipelajari secara paling rinci dan digunakan secara luas untuk memberikan efek positif pada tubuh manusia - acidophilus, basil Bulgaria, dan bifidobacteria.

Dua yang pertama dirancang untuk merangsang sistem kekebalan tubuh, serta mengurangi pertumbuhan beberapa mikroorganisme berbahaya seperti ragi, E. coli, dan sebagainya. Bifidobacteria bertanggung jawab untuk mencerna laktosa, memproduksi vitamin tertentu dan menurunkan kolesterol.

Bakteri berbahaya

Sebelumnya kita telah membahas tentang jenis bakteri apa saja yang ada. Jenis dan nama mikroorganisme bermanfaat yang paling umum diumumkan di atas. Selanjutnya kita akan berbicara tentang “musuh sel tunggal” manusia.

Ada yang hanya berbahaya bagi manusia, dan ada pula yang mematikan bagi hewan atau tumbuhan. Orang-orang telah belajar menggunakan yang terakhir, khususnya, untuk memusnahkan gulma dan serangga yang mengganggu.

Sebelum mempelajari jenis apa saja yang ada, ada baiknya menentukan cara distribusinya. Dan ada banyak sekali. Ada mikroorganisme yang ditularkan melalui makanan yang terkontaminasi dan tidak dicuci, melalui tetesan dan kontak di udara, melalui air, tanah atau melalui gigitan serangga.

Hal terburuknya adalah hanya satu sel, yang berada dalam lingkungan yang menguntungkan bagi tubuh manusia, mampu berkembang biak hingga beberapa juta bakteri hanya dalam beberapa jam.

Jika kita berbicara tentang jenis bakteri apa saja, nama bakteri patogen dan bakteri menguntungkan sulit dibedakan oleh orang awam. Dalam sains, istilah Latin digunakan untuk menyebut mikroorganisme. Dalam bahasa umum, kata-kata yang sulit dipahami digantikan oleh konsep - “Escherichia coli”, “patogen” kolera, batuk rejan, TBC dan lain-lain.

Tindakan pencegahan untuk mencegah penyakit ini ada tiga jenis. Yaitu vaksinasi dan vaksinasi, pemutusan jalur penularan (perban kasa, sarung tangan) dan karantina.

Dari mana asal bakteri dalam urin?

Beberapa orang mencoba memantau kesehatannya dan menjalani tes di klinik. Seringkali penyebab hasil yang buruk adalah adanya mikroorganisme dalam sampel.

Kita akan membicarakan bakteri apa yang ada dalam urin nanti. Sekarang ada baiknya untuk memikirkan secara terpisah di mana sebenarnya makhluk bersel tunggal muncul di sana.

Idealnya urin seseorang steril. Tidak mungkin ada organisme asing di sana. Satu-satunya cara bakteri dapat masuk ke dalam limbah adalah di tempat pembuangan limbah dari tubuh. Khususnya, dalam hal ini adalah uretra.

Jika analisis menunjukkan jumlah kecil masuknya mikroorganisme ke dalam urin, artinya sejauh ini semuanya normal. Tetapi ketika indikatornya meningkat di atas batas yang diizinkan, data tersebut menunjukkan perkembangan proses inflamasi pada sistem genitourinari. Ini mungkin termasuk pielonefritis, prostatitis, uretritis, dan penyakit tidak menyenangkan lainnya.

Jadi, pertanyaan tentang jenis bakteri apa yang ada di kandung kemih sepenuhnya salah. Mikroorganisme tidak masuk ke dalam cairan yang keluar dari organ ini. Para ilmuwan saat ini telah mengidentifikasi beberapa alasan yang menyebabkan adanya makhluk bersel tunggal dalam urin.

  • Pertama, ini adalah kehidupan seks bebas.
  • Kedua, penyakit pada sistem genitourinari.
  • Ketiga, mengabaikan aturan kebersihan pribadi.
  • Keempat, penurunan imunitas, diabetes, dan sejumlah gangguan lainnya.

Jenis bakteri dalam urin

Sebelumnya pada artikel disebutkan bahwa mikroorganisme dalam limbah hanya ditemukan pada kasus penyakit. Kami berjanji untuk memberi tahu Anda apa itu bakteri. Nama-nama yang akan diberikan hanya pada spesies-spesies yang paling sering ditemukan pada hasil analisis.

Jadi mari kita mulai. Lactobacillus adalah perwakilan organisme anaerobik, bakteri gram positif. Itu pasti ada di sistem pencernaan manusia. Kehadirannya dalam urin menunjukkan beberapa malfungsi. Peristiwa seperti itu tidaklah penting, tetapi merupakan peringatan yang tidak menyenangkan bahwa Anda harus menjaga diri sendiri dengan serius.

Proteus juga merupakan penghuni alami saluran pencernaan. Namun kehadirannya dalam urin menunjukkan kegagalan ekskresi kotoran. Mikroorganisme ini berpindah dari makanan ke urin hanya dengan cara ini. Tanda adanya proteus dalam jumlah besar pada limbah adalah rasa terbakar di perut bagian bawah dan nyeri saat buang air kecil saat cairan berwarna gelap.

Enterococcus fecalis sangat mirip dengan bakteri sebelumnya. Penyakit ini masuk ke dalam urin dengan cara yang sama, berkembang biak dengan cepat dan sulit diobati. Selain itu, mikroorganisme enterococcus resisten terhadap sebagian besar antibiotik.

Jadi, pada artikel ini kita telah mengetahui apa itu bakteri. Kami berbicara tentang struktur dan reproduksinya. Anda telah mempelajari nama-nama beberapa spesies yang berbahaya dan bermanfaat.

Semoga beruntung, para pembaca yang budiman! Ingatlah bahwa mengikuti aturan kebersihan pribadi adalah pencegahan terbaik.

Tubuh manusia adalah rumah bagi berbagai jenis bakteri, termasuk bakteri menguntungkan, patogen, dan oportunistik. Mari kita perhatikan ciri-ciri perkembangan mikroba, penyakit yang dipicunya, dan metode infeksi patogen.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa ada sekitar 1 juta spesies mikroba di Bumi.

Ada pendapat bahwa jumlah bakteri dalam tubuh manusia melebihi volume selnya sendiri sebanyak 10 kali lipat. Namun, penelitian terbaru meragukan indikator ini. Menurut bahan baru, jumlahnya bervariasi antara 1,5 hingga 2. Total ada sekitar 10 ribu spesies bakteri yang telah beradaptasi untuk hidup dalam berbagai kondisi.

Mereka masuk ke dalam tubuh manusia dari lingkungan, di mana mereka dapat bertahan dalam waktu lama. Bentuk patogen adalah agen penyebab penyakit yang memanifestasikan dirinya dalam berbagai tingkat intensitas dan bahaya. Hal ini dapat berkisar dari ruam kulit ringan hingga manifestasi infeksi serius yang mengancam nyawa pasien.

Bakteri muncul di Bumi sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu. Strukturnya sedikit berbeda dari spesies modern. Semua bakteri adalah prokariota, artinya sel-selnya tidak memiliki inti yang terbentuk. Di luar, mereka dikelilingi oleh dinding sel yang menjaga bentuk mikroorganisme. Beberapa spesies mampu menghasilkan lendir yang mirip kapsul dan melindungi mikroba dari kekeringan. Ada bentuk yang bisa bergerak aktif dengan menggunakan flagela khusus.

Struktur internal bakteri cukup sederhana. Sel berisi inklusi utama:

  • sitoplasma, yaitu 75% air, dan 25% sisanya adalah mineral;
  • butiran yang merupakan sumber energi bagi tubuh;
  • mesosom diperlukan untuk pembelahan sel dan sporulasi;
  • sebuah nukleoid yang mengandung informasi genetik dan bertindak sebagai nukleus;
  • ribosom terlibat dalam sintesis protein;
  • plasmid.

Mikroba adalah spesies makhluk tertua yang hidup di planet kita, muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu.

Bentuk sel bakteri bisa bulat, berbentuk batang, berbelit-belit, atau berbentuk gada. Mereka dapat ditemukan sendiri-sendiri atau berkelompok. Dalam hal ini, diplokokus (berpasangan), streptokokus (dalam bentuk rantai), stafilokokus (dalam bentuk selentingan) dan sartsina (penempatan dalam satu paket). Beberapa bakteri berbentuk batang membentuk spora bila terkena kondisi buruk. Jenis ini disebut basil.

Semua mikroorganisme berkembang biak dengan membagi sel menjadi dua. Terlebih lagi, laju pertambahan populasi hanya terjadi dalam waktu 20 menit. Tingkat reproduksi yang tinggi diamati pada produk makanan dan substrat nutrisi lainnya.

Bakteri menguntungkan yang hidup di tubuh manusia

Perwakilan utama mikroflora yang bermanfaat meliputi:

  1. Bifidobakteri. Mereka hidup terutama di usus besar, di mana mereka berpartisipasi dalam aktivasi pencernaan parietal. Dalam proses aktivitas vitalnya, mereka membentuk penghalang biologis alami yang mencegah penetrasi patogen dan racun. Selain itu, mereka menghasilkan asam khusus yang menekan reproduksi bentuk patogen dan oportunistik. Tanpa partisipasi bifidobacteria, sintesis vitamin B dan K, serta penyerapan zat besi dan kalsium, tidak terjadi.
  2. Lactobacilli selama proses hidupnya membentuk laktase, yang memecah gula susu. Karena produksi asam laktat, mereka mempertahankan tingkat keasaman yang diperlukan di usus, dan juga mempercepat penyembuhan daerah yang terkena saluran pencernaan. Dengan analogi dengan bifidobacteria, mereka merangsang sistem kekebalan tubuh dengan mengaktifkan proses fagositosis.

Mikroba ini menjaga saluran pencernaan, melindunginya dari mikroorganisme tidak berguna yang dapat menetap di perut dan memperburuk kondisi seseorang.

Mikroflora manusia normal harus mengandung kedua jenis mikroorganisme tersebut. Selain itu, jumlah bifidobacteria bisa mencapai 95% dari seluruh biocenosis tubuh, dan laktobasilus - hanya 5%. Selain itu, yang terakhir hidup terutama di vagina dan rongga mulut.

Bifidobacteria dan Lactobacilli termasuk dalam sediaan yang digunakan untuk menormalkan mikroflora manusia. Mereka disebut probiotik, dan selain mikroorganisme ini, mereka mengandung spesies asam propionat, streptokokus termofilik, dan laktokokus. Obat kombinasi sering diresepkan untuk disbiosis, pengobatan antibiotik, serta infestasi cacing apa pun.

Untuk menjaga tingkat bakteri menguntungkan yang optimal, Anda perlu mengonsumsi makanan tertentu. Mereka harus terdiri dari komponen yang tidak dicerna di usus bagian atas, sehingga merangsang perkembangbiakan mikroba bermanfaat. Produk-produk tersebut termasuk sayuran mentah, produk susu, dedak, sereal, beri, buah-buahan kering.

Bentuk patogen dari corynebacteria

Mikroorganisme dari genus Corynebacterium termasuk bakteri gram positif dengan bentuk tubuh berbentuk batang. Sebagian besar perwakilannya hidup di alam dan tidak menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia. Namun, beberapa spesies menyebabkan penyakit serius yang memerlukan perawatan di rumah sakit.

Jenis mikroba berbahaya muncul di tempat yang paling tidak nyaman, tempat yang pastinya tidak Anda duga akan menemukannya.

Corynebacterium diphtheriae berbentuk batang agak melengkung dengan penebalan pada salah satu sisi sel. Ukurannya berkisar antara 0,1 hingga 8 mikron. Seperti namanya, bakteri tersebut merupakan penyebab penyakit difteri. Gejala penyakit tergantung pada lokasi patogennya. Ini mungkin rongga mulut, hidung, laring, trakea, bronkus, alat kelamin, kulit. Keracunan pada tubuh manusia terjadi karena pelepasan zat khusus yang disebut eksotoksin oleh bakteri. Akumulasinya menyebabkan peningkatan suhu, demam, sakit kepala, mual, rasa tidak nyaman di tenggorokan, dan pembesaran kelenjar getah bening.

Spesies lain, Corynebacterium minutissimum, memicu perkembangan penyakit dermatologis. Salah satunya adalah eritrasma yang hanya terjadi pada orang dewasa. Tampaknya berupa ruam pada permukaan lipatan kulit: inguinal-skrotum, di antara bokong, kadang di daerah interdigital. Lesinya terlihat seperti bintik-bintik coklat struktur yang tidak meradang, yang dapat menyebabkan gatal ringan. Bakteri ini bertahan dengan baik pada barang-barang rumah tangga, termasuk ponsel dan tablet.

Corynebacteria juga merupakan bagian dari mikroflora normal usus besar manusia. Bentuk non-patogen secara aktif digunakan dalam industri untuk produksi asam amino, enzim, dan keju. Corynebacterium glutamicum digunakan dalam produksi asam glutamat, yang dikenal sebagai bahan tambahan makanan E620.

Streptomycetes, signifikansinya bagi manusia

Genus Streptomyces termasuk spesies pembentuk spora yang hidup terutama di tanah. Mereka membentuk rantai sel dan menyerupai bentuk miselium jamur. Dalam proses kehidupannya, mereka melepaskan zat-zat khusus yang mudah menguap yang memberikan bau lembab yang khas pada bumi. Suatu kondisi yang diperlukan Keberadaan streptomycetes adalah adanya oksigen molekuler.

Genus bakteri yang mengandung lebih dari 550 spesies.

Banyak spesies yang mampu menghasilkan zat obat berharga yang termasuk dalam kelompok antibiotik (streptomisin, eritromisin). Pada periode sebelumnya, streptomycetes digunakan untuk menghasilkan:

  • Physostigmine, digunakan sebagai pereda nyeri pada tekanan mata tinggi;
  • Tacrolimus, diperlukan untuk profilaksis selama transplantasi ginjal, hati dan sumsum tulang;
  • Allosamidine, yang aktif melawan serangga dan jamur.

Streptomyces bikiniensis adalah bentuk patogen yang memicu perkembangan bakteremia. Dengan penyakit ini, bakteri masuk ke aliran darah dan bisa menyebar ke seluruh tubuh.

Helicobacter pylori sebagai bakteri berbahaya

Helicobacter pylori memiliki sel berbentuk spiral berukuran hingga 3 mikron. Ia mampu bergerak aktif bahkan dalam lendir yang kental dengan bantuan flagela. Bakteri ini menginfeksi berbagai bagian lambung dan duodenum sehingga menyebabkan penyakit helicobacteriosis. Penyebab maag dan maag seringkali adalah mikroba jenis ini.

Helicobacter menempel pada permukaan mukosa lambung, merusaknya dan memicu perkembangan proses inflamasi. Infeksi bakteri memanifestasikan dirinya dalam bentuk sakit perut parah yang berulang, yang mereda setelah makan. Mulas, mual, muntah, pencernaan buruk hidangan daging juga mengacu pada gejala penyakitnya.

Ada pendapat bahwa Helicobacter pylori adalah bagian dari mikroflora normal manusia, dan kondisi patologis terjadi ketika jumlahnya meningkat. Pada saat yang sama, sekitar 50 strain bakteri ini hidup di perut manusia, hanya 5 yang menimbulkan bahaya kesehatan. Jika antibiotik diresepkan, semua mikroorganisme dimusnahkan, termasuk yang tidak berbahaya.

Helicobacter pylori hidup di tubuh manusia sejak usia dini dan sepanjang hidup.

Escherichia coli sebagai perwakilan mikroflora alami manusia

Escherichia coli merupakan bakteri berbentuk batang yang berperan penting dalam fungsi saluran pencernaan. Mereka dapat bertahan hidup dalam waktu lama di lingkungan, termasuk tanah, air, dan kotoran. Mikroorganisme cepat mati bila direbus dan terkena larutan klorin. Bakteri aktif berkembang biak pada produk makanan, terutama pada susu.

Escherichia coli mampu menyerap oksigen dari lumen usus, sehingga melindungi lakto- dan bifidobakteri yang bermanfaat dari kehancuran. Selain itu, terlibat dalam produksi vitamin B, asam lemak, dan juga mempengaruhi penyerapan zat besi dan kalsium oleh usus. Normalnya, kandungan bakteri dalam kotoran manusia tidak boleh lebih dari 108 CFU/g. Melebihi indikator ini menunjukkan perkembangan disbiosis dengan latar belakang proses inflamasi dalam tubuh.

Bentuk patogen mungkin menjadi penyebabnya penyakit menular saluran pencernaan, disertai keracunan dan demam. Strain Escherichia coli enteropatogenik berkembang di usus kecil bayi baru lahir dan menyebabkan diare parah. Pada wanita, jika tidak diperhatikan kebersihan intim bakteri dapat memasuki organ genitourinari, menyebabkan berkembangnya bakteriuria.

Escherichia coli memenuhi tubuh dengan vitamin K, sehingga melindungi arteri kita.

Bakteri berbahaya Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus termasuk dalam mikroba bola non-motil dari genus Staphylococcus. Sel dapat disusun sendiri-sendiri, berpasangan, atau berkelompok. Karena kandungan pigmen golongan karotenoid, bakteri ini memiliki warna emas yang terlihat jika diperiksa di bawah mikroskop. Staphylococcus aureus ditandai dengan peningkatan resistensi terhadap paparan suhu tinggi, ringan dan bahan kimia.

Mikroorganisme adalah penyebab munculnya fokus infeksi inflamasi bernanah pada manusia. Area utama lokalisasi patogen termasuk saluran hidung dan ketiak. Namun, kasus kerusakan pada laring dan saluran cerna tidak jarang terjadi. Bakteri ini tersebar luas di institusi medis. Sekitar 30% pasien setelah rawat inap adalah pembawa Staphylococcus aureus.

Gejala utama infeksi patogen termasuk demam, lesu, mual, dan kurang nafsu makan. Jika kulit rusak, timbul lepuh kecil menyerupai luka bakar, yang lama kelamaan berubah menjadi luka terbuka. Rinitis, radang amandel, faringitis, pneumonia dapat berkembang ketika patogen menyebar di saluran pernapasan. Buang air kecil yang sering dan nyeri serta nyeri punggung bawah menunjukkan lokalisasi stafilokokus di uretra.

Pseudomonas aeruginosa sebagai salah satu spesies bakteri patogen

Bakteri ini merupakan mikroorganisme flagela yang bergerak; habitat utamanya adalah tanah dan air. Selama hidupnya, ia mewarnai lingkungan makanan dengan warna biru kehijauan, dari situlah namanya berasal. Ini sangat resisten terhadap antibiotik.

Pseudomonas aeruginosa berbahaya bagi orang dengan kekebalan rendah dan biasanya merupakan infeksi nosokomial. Infeksi dapat terjadi melalui barang-barang rumah tangga, handuk, dan peralatan medis yang tidak dirawat. Peningkatan akumulasi mikroorganisme diamati pada permukaan luka dan di kedalaman area kulit yang bernanah.

Infeksi Pseudomonas aeruginosa dapat berkembang di:

  • Organ THT dan disertai otitis, sinusitis;
  • saluran kemih dengan munculnya uretritis, sistitis;
  • jaringan lunak;
  • usus, menyebabkan dysbacteriosis, enteritis, kolitis.

Bakteri, bersama dengan virus, adalah agen penyebab berbagai penyakit yang tidak selalu dapat diobati. Keanekaragaman spesies dan adaptasinya yang cepat terhadap efek obat menjadikan mikroba sebagai ancaman serius bagi kesehatan manusia. Namun, dalam banyak kasus, infeksi dapat dihindari dengan menjaga kebersihan diri dan memperkuat sistem kekebalan tubuh.

Semua orang tahu bahwa bakteri adalah jenis makhluk hidup paling purba yang menghuni planet kita. Bakteri pertama adalah yang paling primitif, namun seiring dengan perubahan bumi, bakteri pun ikut berubah. Mereka ada dimana-mana, di air, di darat, di udara yang kita hirup, di makanan, di tumbuhan. Sama seperti manusia, bakteri bisa bersifat baik dan jahat.

Bakteri yang bermanfaat adalah:

  • Asam laktat atau laktobasilus. Salah satu bakteri baik tersebut adalah bakteri asam laktat. Ini adalah jenis bakteri berbentuk batang yang hidup pada produk susu dan produk susu fermentasi. Bakteri ini juga menghuni rongga mulut, usus, dan vagina manusia. Manfaat utama dari bakteri ini adalah mereka menghasilkan asam laktat sebagai hasil fermentasi, sehingga kita mendapatkan yogurt, kefir, susu panggang fermentasi dari susu, selain itu produk ini sangat bermanfaat bagi manusia. Di usus, mereka berperan membersihkan lingkungan usus dari bakteri jahat.
  • Bifidobakteri. Bifidobacteria ditemukan terutama di saluran pencernaan, seperti halnya bakteri asam laktat yang mampu menghasilkan asam laktat dan asam asetat, sehingga bakteri ini mengontrol pertumbuhan bakteri patogen, sehingga mengatur tingkat pH di usus kita. Berbagai jenis bifidobacteria membantu menghilangkan sembelit, diare, dan infeksi jamur.
  • Escherichia coli. Mikroflora usus manusia terdiri dari sebagian besar mikroba dari kelompok Escherichia coli. Mereka meningkatkan pencernaan yang baik dan juga terlibat dalam proses seluler tertentu. Namun beberapa jenis tongkat ini dapat menyebabkan keracunan, diare, dan gagal ginjal.
  • Streptomycetes. Habitat streptomycetes adalah air, senyawa pengurai, tanah. Oleh karena itu, mereka sangat berguna bagi lingkungan, karena Banyak proses dekomposisi dan kombinasi dilakukan dengan mereka. Selain itu, beberapa bakteri ini digunakan dalam produksi antibiotik dan obat antijamur.

Bakteri berbahaya adalah:

  • Streptokokus. Bakteri berbentuk rantai yang bila masuk ke dalam tubuh menjadi penyebab berbagai penyakit, seperti radang amandel, bronkitis, otitis media dan lain-lain.
  • Tongkat wabah. Bakteri berbentuk batang yang hidup pada hewan pengerat kecil menyebabkan penyakit mengerikan seperti wabah atau pneumonia. Wabah adalah penyakit mengerikan yang dapat menghancurkan seluruh negara, dan penyakit ini disamakan dengan senjata biologis.
  • Helicobacter pylori. Habitat Helicobacter pylori adalah lambung manusia, namun pada sebagian orang keberadaan bakteri tersebut menyebabkan maag dan maag.
  • Stafilokokus. Nama staphylococcus berasal dari bentuk selnya yang menyerupai tandan buah anggur. Bagi manusia, bakteri ini menyebabkan penyakit parah dengan keracunan dan pembentukan nanah. Betapapun buruknya bakteri tersebut, umat manusia telah belajar untuk bertahan hidup di antara bakteri tersebut berkat vaksinasi.

Ketika kita berbicara tentang bakteri, kita sering membayangkan sesuatu yang negatif. Namun kita hanya tahu sedikit tentang mereka. Struktur dan aktivitas bakteri cukup primitif, tetapi menurut beberapa ilmuwan, mereka adalah penghuni Bumi yang paling kuno, dan selama bertahun-tahun mereka tidak menghilang atau punah. Banyak jenis mikroorganisme yang dimanfaatkan manusia untuk keuntungannya sendiri, sementara yang lain menyebabkan penyakit serius bahkan epidemi. Namun kerugian dari beberapa bakteri terkadang tidak sebanding dengan manfaat bakteri lainnya. Mari kita bicara tentang mikroorganisme menakjubkan ini dan mengenal struktur, fisiologi, dan klasifikasinya.

Kerajaan bakteri

Ini adalah mikroorganisme bebas nuklir, paling sering bersel tunggal. Penemuan mereka pada tahun 1676 merupakan hasil dari ilmuwan Belanda A. Leeuwenhoek, yang pertama kali melihat bakteri kecil di bawah mikroskop. Namun ahli kimia dan mikrobiologi Perancis Louis Pasteur pertama kali mempelajari sifat, fisiologi, dan perannya dalam kehidupan manusia pada tahun 1850-an. Struktur bakteri mulai dipelajari secara aktif dengan munculnya mikroskop elektron. Selnya terdiri dari membran sitoplasma, ribosom dan nukleotida. DNA suatu bakteri terkonsentrasi di satu tempat (nukleoplasma) dan berbentuk bola benang tipis. Sitoplasma dipisahkan dari dinding sel oleh membran sitoplasma; mengandung nukleotida, berbagai sistem membran, dan inklusi seluler. Ribosom bakteri terdiri dari 60% RNA, sisanya protein. Foto di bawah menunjukkan struktur Salmonella.

Dinding sel dan komponennya

Bakteri memiliki struktur seluler. Dinding sel tebalnya sekitar 20 nm dan, tidak seperti tumbuhan tingkat tinggi, tidak memiliki struktur fibrilar. Kekuatannya dijamin dengan penutup khusus yang disebut tas. Ini terutama terdiri dari zat polimer - murein. Komponen-komponennya (subunit) dihubungkan dalam urutan tertentu menjadi untaian poliglikan khusus. Bersama dengan peptida pendek, mereka membentuk makromolekul yang menyerupai jaringan. Ini adalah kantung murein.

Organ penggerak

Mikroorganisme ini mampu bergerak aktif. Hal ini dilakukan karena flagela plasmatik, yang memiliki struktur heliks. Bakteri dapat bergerak dengan kecepatan hingga 200 mikron per detik dan memutar porosnya sebanyak 13 kali per detik. Kemampuan flagela untuk bergerak disediakan oleh protein kontraktil khusus - flagellin (analog miosin dalam sel otot).

Dimensinya adalah sebagai berikut: panjang - hingga 20 mikron, diameter - 10-20 nm. Setiap flagel muncul dari badan basal, yang tertanam di dinding sel bakteri. Alat geraknya bisa tunggal atau tersusun berkelompok, seperti misalnya pada spirila. Jumlah flagela mungkin bergantung pada kondisi lingkungan. Misalnya, Proteus vulgaris, dengan gizi buruk, hanya memiliki dua flagela subpolar, sedangkan dalam kondisi perkembangan normal dapat terdapat 2 hingga 50 tandan.

Pergerakan mikroorganisme

Struktur bakteri (diagram di bawah) sedemikian rupa sehingga dapat bergerak cukup aktif. Pergerakan dalam banyak kasus terjadi karena tenaga penggerak dan terjadi terutama di lingkungan cair atau lembab. Tergantung pada faktor aktifnya, dengan kata lain, jenis stimulus eksternal, dapat berupa:

  • kemotaksis adalah pergerakan bakteri yang diarahkan menuju nutrisi atau, sebaliknya, menjauhi racun;
  • aerotaksis - gerakan menuju oksigen (dalam aerob) atau menjauhinya (dalam anaerob);
  • fototaksis - reaksi terhadap cahaya, yang dimanifestasikan dalam gerakan, merupakan ciri utama fototrof;
  • magnetotaxis - reaksi terhadap perubahan medan magnet, dijelaskan oleh adanya partikel khusus (magnetosom) pada beberapa mikroorganisme.

Salah satu metode yang terdaftar Bakteri yang struktur selnya memungkinkan untuk bergerak dapat membentuk kelompok di tempat-tempat yang kondisinya optimal bagi kehidupannya. Selain flagela, beberapa spesies memiliki banyak filamen tipis - disebut “fimbriae” atau “pili”, namun fungsinya belum cukup dipelajari. Bakteri yang tidak memiliki flagela khusus mampu melakukan gerakan meluncur, meskipun kecepatannya sangat rendah: sekitar 250 mikron per menit.

Kelompok kecil bakteri kedua adalah autotrof. Mereka mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik, dapat menyerap sebagian karbon dioksida di atmosfer, dan bersifat kemotrof. Bakteri ini menempati tempat yang sangat penting dalam siklus tersebut unsur kimia di alam.

Ada juga dua kelompok fototrof sejati. Ciri-ciri struktur bakteri dalam kategori ini adalah mengandung zat (pigmen) bakterioklorofil, yang sifatnya mirip dengan klorofil tumbuhan, dan karena tidak memiliki fotosistem II, fotosintesis terjadi tanpa pelepasan oksigen.

Reproduksi dengan pembagian

Cara utama reproduksi adalah pembelahan sel induk asli menjadi dua (amitosis). Untuk bentuk yang mempunyai bentuk memanjang selalu terjadi tegak lurus terhadap sumbu memanjang. Struktur bakteri mengalami perubahan jangka pendek: septum melintang terbentuk dari tepi sel ke tengah, di mana organisme induk kemudian membelah. Ini menjelaskan nama lama kerajaan - Drobyanki. Setelah pembelahan, sel-sel dapat tetap terhubung dalam rantai yang tidak stabil dan longgar.

Inilah yang dapat Anda soroti ciri khas struktur jenis bakteri tertentu, misalnya streptokokus.

Sporulasi dan reproduksi seksual

Cara reproduksi yang kedua adalah sporulasi. Hal ini berkaitan langsung dengan keinginan untuk beradaptasi dengan kondisi buruk dan ditujukan untuk bertahan hidup. Pada beberapa bakteri berbentuk batang, spora terbentuk secara endogen, yaitu di dalam sel. Mereka sangat tahan terhadap panas dan dapat diawetkan bahkan setelah direbus dalam waktu lama. Pembentukan spora dimulai dengan berbagai reaksi kimia di dalam sel induk, di mana sekitar 75% dari seluruh proteinnya terurai. Lalu terjadilah perpecahan. Dalam hal ini, dua sel anak terbentuk. Salah satunya (yang lebih kecil) ditutupi dengan cangkang tebal, yang dapat menempati hingga 50% volume - inilah spora. Ia tetap dapat hidup dan siap berkecambah selama 200-300 tahun.

Beberapa spesies mampu bereproduksi secara seksual. Proses ini pertama kali ditemukan pada tahun 1946, ketika struktur sel bakteri Escherichia coli dipelajari. Ternyata transfer sebagian materi genetik mungkin terjadi. Artinya, fragmen DNA dipindahkan dari satu sel (donor) ke sel lain (penerima) melalui proses konjugasi. Hal ini dilakukan dengan bantuan bakteriofag atau transformasi.

Struktur bakteri dan ciri-ciri fisiologinya sedemikian rupa sehingga kondisi ideal proses pembelahan terjadi terus-menerus dan sangat cepat (setiap 20-30 menit). Namun dalam lingkungan alam dibatasi oleh berbagai faktor ( sinar matahari, media nutrisi, suhu, dll.).

Klasifikasi mikroorganisme ini didasarkan pada perbedaan struktur dinding sel bakteri, yang menentukan pelestarian pewarna anilin di dalam sel atau pencuciannya. Hal ini diidentifikasi oleh H.K. Gram, dan selanjutnya, sesuai dengan namanya, dua divisi besar mikroorganisme diidentifikasi, yang akan kita bahas di bawah ini.

Bakteri gram positif: ciri struktural dan fungsi vital

Mikroorganisme ini memiliki penutup murein berlapis-lapis (30-70% dari total massa kering dinding sel), sehingga pewarna anilin tidak hilang dari sel (pada foto di atas, struktur bakteri gram positif secara skematis ditampilkan di sebelah kiri, dan gram negatif di sebelah kanan). Keunikannya adalah asam diaminopimelic sering digantikan oleh lisin. Kandungan proteinnya jauh lebih rendah, dan polisakarida tidak ada atau dihubungkan melalui ikatan kovalen. Semua bakteri di departemen ini dibagi menjadi beberapa kelompok:

  1. Kokus gram positif. Mereka adalah sel tunggal atau kelompok yang terdiri dari dua, empat atau lebih sel (hingga 64), disatukan oleh selulosa. Berdasarkan jenis nutrisi, biasanya anaerob obligat atau fakultatif, misalnya bakteri asam laktat dari keluarga Streptokokus, tetapi mungkin juga ada aerob.
  2. Batang yang tidak membentuk spora. Dari namanya Anda sudah bisa memahami struktur sel bakteri. Kelompok ini mencakup spesies asam laktat anaerobik atau aerobik fakultatif dari keluarga Lactobacillus.
  3. Batang pembentuk spora. Mereka hanya diwakili oleh satu keluarga - Clostridia. Mereka adalah anaerob obligat yang mampu membentuk spora. Banyak dari mereka membentuk rantai atau benang khas dari sel-sel individual.
  4. Mikroorganisme corynemorphic. Struktur eksternal Sel-sel bakteri pada kelompok ini dapat berubah secara signifikan. Dengan demikian, batang dapat berbentuk gada, pendek, kokus, atau bercabang lemah. Mereka tidak membentuk endospora. Ini termasuk asam propionat, bakteri streptomycete, dll.
  5. mikoplasma. Jika Anda memperhatikan struktur bakteri (diagram pada gambar di bawah - panah menunjuk ke rantai DNA), Anda dapat melihat bahwa bakteri tersebut tidak memiliki dinding sel (sebaliknya terdapat membran sitoplasma) dan, oleh karena itu, tidak diwarnai dengan pewarna anilin, sehingga tidak dapat diklasifikasikan pada bagian ini berdasarkan pewarnaan Gram. Namun menurut penelitian terbaru, mikoplasma berasal dari mikroorganisme gram positif.

Bakteri gram negatif: fungsi, struktur

Pada mikroorganisme seperti itu, jaringan murein sangat tipis, bagiannya dalam massa kering seluruh dinding sel hanya 10%, sisanya adalah lipoprotein, lipopolisakarida, dll. Zat yang diperoleh selama pewarnaan Gram mudah tersapu. Berdasarkan jenis nutrisinya, bakteri gram negatif bersifat fototrof atau kemotrof; beberapa spesies mampu melakukan fotosintesis. Klasifikasi dalam departemen sedang dalam proses pembentukan; berbagai keluarga digabungkan menjadi 12 kelompok, berdasarkan karakteristik morfologi, metabolisme dan faktor lainnya.


Pentingnya bakteri bagi manusia

Meskipun tampaknya tidak terlihat, bakteri memilikinya sangat penting bagi seseorang, baik positif maupun negatif. Produksi banyak produk makanan tidak mungkin terjadi tanpa partisipasi masing-masing perwakilan kerajaan ini. Struktur dan aktivitas bakteri memungkinkan kita memperoleh banyak produk susu (keju, yoghurt, kefir, dan banyak lagi). Mikroorganisme ini terlibat dalam proses pengawetan dan fermentasi.

Berbagai jenis bakteri merupakan agen penyebab penyakit pada hewan dan manusia, seperti antraks, tetanus, difteri, tuberkulosis, wabah penyakit, dll. Namun pada saat yang sama, mikroorganisme juga terlibat dalam berbagai penyakit. produksi industri: ini adalah rekayasa genetika, produksi antibiotik, enzim dan protein lainnya, penguraian limbah secara buatan (misalnya, pencernaan metana dalam air limbah), pengayaan logam. Beberapa bakteri tumbuh pada substrat yang kaya akan produk minyak bumi, dan ini berfungsi sebagai indikator dalam pencarian dan pengembangan deposit baru.

BAKTERI
sekelompok besar mikroorganisme uniseluler yang ditandai dengan tidak adanya inti sel yang dikelilingi oleh membran. Pada saat yang sama, materi genetik bakteri (asam deoksiribonukleat, atau DNA) menempati tempat yang sangat spesifik di dalam sel - zona yang disebut nukleoid. Organisme dengan struktur sel seperti itu disebut prokariota (“pranuklear”), berbeda dengan organisme lainnya - eukariota (“inti sejati”), yang DNA-nya terletak di dalam nukleus yang dikelilingi oleh cangkang. Bakteri, yang sebelumnya dianggap tumbuhan mikroskopis, kini diklasifikasikan ke dalam kingdom Monera yang independen - satu dari lima kingdom dalam sistem klasifikasi saat ini, bersama dengan tumbuhan, hewan, jamur, dan protista.

Bukti fosil. Bakteri mungkin merupakan kelompok organisme tertua yang diketahui. Struktur batu berlapis - stromatolit - dalam beberapa kasus berasal dari awal Archeozoic (Archean), yaitu. muncul 3,5 miliar tahun yang lalu, - hasil aktivitas vital bakteri, biasanya berfotosintesis, yang disebut. ganggang biru-hijau. Struktur serupa (lapisan bakteri yang diresapi dengan karbonat) masih terbentuk hingga saat ini, terutama di lepas pantai Australia, Bahama, California, dan Teluk Persia Namun, mereka relatif jarang dan tidak mencapai ukuran besar, karena organisme herbivora, seperti gastropoda, memakannya. Saat ini, stromatolit tumbuh terutama di tempat yang tidak terdapat hewan-hewan ini karena salinitas air yang tinggi atau karena alasan lain, tetapi sebelum munculnya bentuk herbivora selama evolusi, mereka dapat mencapai ukuran yang sangat besar, yang merupakan elemen penting dari perairan dangkal samudera, sebanding dengan modern. terumbu karang. Di beberapa zaman kuno batu
ditemukan bola kecil hangus, yang juga diyakini sebagai sisa-sisa bakteri. Yang nuklir pertama, yaitu. eukariotik, sel berevolusi dari bakteri sekitar 1,4 miliar tahun yang lalu. Ekologi. Bakteri banyak terdapat di tanah, di dasar danau dan lautan – di mana pun bahan organik terakumulasi. Mereka hidup di daerah dingin, ketika termometer sedikit di atas nol, dan di mata air panas dan asam dengan suhu di atas 90 ° C. Beberapa bakteri tahan terhadap salinitas yang sangat tinggi; khususnya, mereka adalah satu-satunya organisme yang ditemukan di Laut Mati. Di atmosfer, mereka terdapat dalam tetesan air, dan kelimpahannya di sana biasanya berkorelasi dengan tingkat debu di udara. Ya, di kota-kota air hujan mengandung lebih banyak bakteri daripada di dalamnya daerah pedesaan

STRUKTUR DAN AKTIVITAS HIDUP BAKTERI


Bakteri jauh lebih kecil daripada sel tumbuhan dan hewan multiseluler. Ketebalannya biasanya 0,5-2,0 mikron, dan panjangnya 1,0-8,0 mikron. Beberapa bentuk hampir tidak terlihat pada resolusi mikroskop cahaya standar (kira-kira 0,3 mikron), namun ada juga spesies yang diketahui memiliki panjang lebih dari 10 mikron dan lebar yang juga melampaui batas yang ditentukan, dan sejumlah bakteri yang sangat tipis dapat panjangnya melebihi 50 mikron. Di permukaan yang sesuai dengan titik yang ditandai dengan pensil, akan muat seperempat juta perwakilan berukuran sedang dari kerajaan ini.
Struktur. Berdasarkan ciri morfologinya, kelompok bakteri berikut dibedakan: kokus (kurang lebih bulat), basil (batang atau silinder dengan ujung membulat), spirila (spiral kaku) dan spirochetes (bentuk seperti rambut tipis dan fleksibel). Beberapa penulis cenderung menggabungkan dua kelompok terakhir menjadi satu - spirilla. Prokariota berbeda dari eukariota terutama karena tidak adanya inti yang terbentuk dan adanya hanya satu kromosom - molekul DNA melingkar yang sangat panjang yang melekat pada satu titik pada membran sel. Prokariota juga tidak memiliki organel intraseluler yang tertutup membran yang disebut mitokondria dan kloroplas. Pada eukariota, mitokondria menghasilkan energi selama respirasi, dan fotosintesis terjadi di kloroplas (lihat juga SEL). Pada prokariota, seluruh sel (dan terutama membran sel) mengambil fungsi mitokondria, dan dalam bentuk fotosintesis, ia juga mengambil fungsi kloroplas. Seperti eukariota, di dalam bakteri terdapat struktur nukleoprotein kecil - ribosom, yang diperlukan untuk sintesis protein, tetapi tidak terikat pada membran apa pun. Dengan sedikit pengecualian, bakteri tidak mampu mensintesis sterol - komponen penting membran sel eukariotik. Di luar dari membran sel Sebagian besar bakteri ditutupi dengan dinding sel, agak mengingatkan pada dinding selulosa sel tumbuhan, tetapi terdiri dari polimer lain (tidak hanya mencakup karbohidrat, tetapi juga asam amino dan zat khusus bakteri). Membran ini mencegah sel bakteri pecah ketika air masuk melalui osmosis. Di atas dinding sel seringkali terdapat kapsul lendir pelindung. Banyak bakteri dilengkapi dengan flagela, yang dengannya mereka berenang secara aktif. Flagela bakteri memiliki struktur yang lebih sederhana dan agak berbeda dari struktur serupa pada eukariota.


SEL BAKTERI "KHUSUS". dan struktur dasarnya.


Fungsi dan perilaku sensorik. Banyak bakteri memiliki reseptor kimia yang mendeteksi perubahan keasaman lingkungan dan konsentrasi berbagai zat, seperti gula, asam amino, oksigen, dan karbon dioksida. Setiap zat memiliki jenis reseptor “rasa” sendiri-sendiri, dan hilangnya salah satu reseptor tersebut akibat mutasi menyebabkan “kebutaan rasa” parsial. Banyak bakteri motil juga merespons fluktuasi suhu, dan spesies fotosintetik merespons perubahan intensitas cahaya. Beberapa bakteri merasakan arah garis medan medan magnet, termasuk medan magnet bumi, dengan bantuan partikel magnetit (bijih besi magnet - Fe3O4) yang ada di dalam selnya. Di dalam air, bakteri menggunakan kemampuan ini untuk berenang mengikuti garis gaya untuk mencari lingkungan yang menguntungkan. Refleks yang terkondisi pada bakteri tidak diketahui, namun mereka mempunyai memori primitif tertentu. Saat berenang, mereka membandingkan intensitas stimulus yang dirasakan dengan nilai sebelumnya, yaitu. menentukan apakah itu menjadi lebih besar atau lebih kecil, dan berdasarkan ini, pertahankan arah pergerakan atau ubah.
Reproduksi dan genetika. Bakteri bereproduksi secara aseksual: DNA dalam selnya bereplikasi (berganda), sel membelah menjadi dua, dan setiap sel anak menerima satu salinan DNA induk. DNA bakteri juga dapat ditransfer antar sel yang tidak membelah. Pada saat yang sama, fusi mereka (seperti pada eukariota) tidak terjadi, jumlah individu tidak bertambah, dan biasanya hanya sebagian kecil genom (satu set gen lengkap) yang ditransfer ke sel lain, berbeda dengan sel lain. Proses seksual “nyata”, di mana keturunannya menerima satu set gen lengkap dari masing-masing orang tua. Transfer DNA ini dapat terjadi melalui tiga cara. Selama transformasi, bakteri menyerap DNA “telanjang” dari lingkungan, yang didapat selama penghancuran bakteri lain atau sengaja “diseret” oleh peneliti. Prosesnya disebut transformasi karena itu tahap awal Studinya berfokus pada transformasi (transformasi) organisme tidak berbahaya menjadi organisme mematikan dengan cara ini. Fragmen DNA juga dapat berpindah dari bakteri ke bakteri melalui virus khusus - bakteriofag. Ini disebut transduksi. Suatu proses yang mengingatkan pada pembuahan dan disebut konjugasi juga diketahui: bakteri dihubungkan satu sama lain melalui pertumbuhan tubular sementara (copulatory fimbriae), yang melaluinya DNA berpindah dari sel “jantan” ke sel “betina”. Terkadang bakteri mengandung kromosom tambahan yang sangat kecil - plasmid, yang juga dapat ditransfer dari individu ke individu. Jika plasmid mengandung gen yang menyebabkan resistensi terhadap antibiotik, maka hal tersebut menunjukkan resistensi menular. Hal ini penting dari sudut pandang medis karena dapat menyebar antar spesies dan bahkan genera bakteri yang berbeda, akibatnya seluruh flora bakteri, misalnya, usus menjadi resisten terhadap obat tertentu.

METABOLISME


Sebagian karena ukuran bakteri yang kecil, laju metabolismenya jauh lebih tinggi dibandingkan eukariota. Dalam kondisi yang paling menguntungkan, beberapa bakteri dapat melipatgandakan massa dan jumlah totalnya kira-kira setiap 20 menit. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa sejumlah sistem enzim terpentingnya berfungsi dengan kecepatan yang sangat tinggi. Jadi, kelinci membutuhkan waktu beberapa menit untuk mensintesis molekul protein, sedangkan bakteri membutuhkan waktu beberapa detik. Namun, di lingkungan alami, misalnya di tanah, sebagian besar bakteri “mengalami kelaparan”, sehingga jika sel-selnya membelah, hal ini tidak terjadi setiap 20 menit, melainkan setiap beberapa hari sekali.
Nutrisi. Bakteri bersifat autotrof dan heterotrof. Autotrof (“makan sendiri”) tidak membutuhkan zat yang diproduksi oleh organisme lain. Mereka menggunakan karbon dioksida (CO2) sebagai sumber karbon utama atau satu-satunya. Dengan menggabungkan CO2 dan zat anorganik lainnya, khususnya amonia (NH3), nitrat (NO-3) dan berbagai senyawa sulfur, dalam reaksi kimia kompleks, mereka mensintesis semua produk biokimia yang mereka butuhkan. Heterotrof ("memakan orang lain") menggunakan zat organik (mengandung karbon) yang disintesis oleh organisme lain, khususnya gula, sebagai sumber utama karbon (beberapa spesies juga membutuhkan CO2). Ketika teroksidasi, senyawa ini memasok energi dan molekul yang diperlukan untuk pertumbuhan dan fungsi sel. Dalam hal ini, bakteri heterotrofik, yang mencakup sebagian besar prokariota, mirip dengan manusia.
Sumber energi utama. Jika sebagian besar energi cahaya (foton) digunakan untuk pembentukan (sintesis) komponen seluler, maka prosesnya disebut fotosintesis, dan spesies yang mampu melakukannya disebut fototrof. Bakteri fototrofik dibagi menjadi fotoheterotrof dan fotoautotrof bergantung pada senyawa mana - organik atau anorganik - yang berfungsi sebagai sumber karbon utamanya. Cyanobacteria fotoautotrofik (ganggang biru-hijau), seperti tumbuhan hijau, memecah molekul air (H2O) menggunakan energi cahaya. Ini melepaskan oksigen bebas (1/2O2) dan menghasilkan hidrogen (2H+), yang dikatakan mengubah karbon dioksida (CO2) menjadi karbohidrat. Bakteri belerang hijau dan ungu menggunakan energi cahaya untuk memecah molekul anorganik lainnya, seperti hidrogen sulfida (H2S), daripada air. Hasilnya juga menghasilkan hidrogen, yang mengurangi karbon dioksida, namun tidak ada oksigen yang dilepaskan. Jenis fotosintesis ini disebut anoksigenik. Bakteri fotoheterotrofik, seperti bakteri nonsulfur ungu, menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan hidrogen dari bahan organik, khususnya isopropanol, namun sumbernya juga dapat berupa gas H2. Jika sumber energi utama dalam sel adalah oksidasi bahan kimia, maka bakteri disebut kemoheterotrof atau kemoautotrof, bergantung pada apakah molekulnya berfungsi sebagai sumber utama karbon - organik atau anorganik. Bagi yang pertama, bahan organik menyediakan energi dan karbon. Kemoautotrof memperoleh energi dari oksidasi zat anorganik, seperti hidrogen (menjadi air: 2H4 + O2 dalam 2H2O), besi (Fe2+ dalam Fe3+) atau belerang (2S + 3O2 + 2H2O dalam 2SO42- + 4H+), dan karbon dari CO2. Organisme ini juga disebut chemolithotrophs, sehingga menekankan bahwa mereka “memakan” batuan.
Napas. Respirasi sel adalah proses pelepasan energi kimia yang disimpan dalam molekul “makanan” untuk digunakan lebih lanjut dalam reaksi vital. Respirasi dapat bersifat aerobik dan anaerobik. Dalam kasus pertama, dibutuhkan oksigen. Hal ini diperlukan untuk pekerjaan yang disebut. sistem transpor elektron: elektron berpindah dari satu molekul ke molekul lain (energi dilepaskan) dan akhirnya bergabung dengan oksigen bersama dengan ion hidrogen - terbentuklah air. Organisme anaerobik tidak membutuhkan oksigen, dan bagi beberapa spesies dalam kelompok ini bahkan beracun. Elektron yang dilepaskan selama respirasi menempel pada akseptor anorganik lainnya, seperti nitrat, sulfat atau karbonat, atau (dalam salah satu bentuk respirasi - fermentasi) ke molekul organik tertentu, khususnya glukosa. Lihat juga METABOLISME.

KLASIFIKASI


Di sebagian besar organisme, suatu spesies dianggap sebagai kelompok individu yang terisolasi secara reproduktif. Dalam arti luas, ini berarti bahwa perwakilan suatu spesies dapat menghasilkan keturunan yang subur hanya dengan mengawinkan jenisnya sendiri, tetapi tidak dengan individu dari spesies lain. Dengan demikian, gen suatu spesies tertentu, pada umumnya, tidak melampaui batas-batasnya. Namun pada bakteri, pertukaran gen tidak hanya terjadi antar individu jenis yang berbeda, tapi juga jenis yang berbeda, oleh karena itu, apakah sah untuk menerapkan konsep umum tentang asal usul evolusioner dan kekerabatan di sini masih belum jelas. Karena kesulitan ini dan kesulitan lainnya, belum ada klasifikasi bakteri yang diterima secara umum. Di bawah ini adalah salah satu varian yang banyak digunakan.
KERAJAAN MONERA

Filum Gracilicutes (bakteri gram negatif berdinding tipis)


Kelas Scotobacteria (bentuk non-fotosintetik, seperti myxobacteria) Kelas Anoxyphotobacteria (bentuk fotosintetik yang tidak menghasilkan oksigen, seperti bakteri belerang ungu) Kelas Oxyphotobacteria (bentuk fotosintetik yang menghasilkan oksigen, seperti cyanobacteria)


Filum Firmicutes (bakteri gram positif berdinding tebal)


Kelas Firmibacteria (bentuk sel keras, seperti clostridia)
Kelas Thallobacteria (bentuk bercabang, misalnya actinomycetes)


Filum Tenericutes (Bakteri Gram negatif tanpa dinding sel)


Kelas Mollicutes (bentuk bersel lunak, seperti mikoplasma)


Filum Mendosicutes (bakteri dengan dinding sel rusak)


Kelas Archaebacteria (bentuk purba, misalnya pembentuk metana)


Domain. Studi biokimia terbaru menunjukkan bahwa semua prokariota jelas dibagi menjadi dua kategori: sekelompok kecil archaebacteria (Archaebacteria - "bakteri purba") dan sisanya, yang disebut eubacteria (Eubacteria - "bakteri sejati"). Dipercaya bahwa archaebacteria, dibandingkan dengan eubacteria, lebih primitif dan lebih dekat dengan nenek moyang prokariota dan eukariota. Mereka berbeda dari bakteri lain dalam beberapa ciri penting, termasuk komposisi molekul RNA ribosom (rRNA) yang terlibat dalam sintesis protein, struktur kimia lipid (zat mirip lemak) dan keberadaan beberapa zat lain di dinding sel selain bakteri. murein polimer protein-karbohidrat. Dalam sistem klasifikasi di atas, archaebacteria dianggap hanya salah satu jenis kingdom yang sama, yang menyatukan semua eubacteria. Namun, menurut beberapa ahli biologi, perbedaan antara archaebacteria dan eubacteria begitu besar sehingga lebih tepat jika menganggap archaebacteria dalam Monera sebagai subkingdom khusus. Baru-baru ini, sebuah usulan yang lebih radikal muncul. Analisis molekuler telah mengungkapkan perbedaan signifikan dalam struktur gen antara kedua kelompok prokariota ini sehingga beberapa orang menganggap kehadiran mereka dalam kingdom organisme yang sama tidak masuk akal. Dalam hal ini, diusulkan untuk membuat kategori taksonomi (takson) dengan peringkat yang lebih tinggi, menyebutnya domain, dan membagi semua makhluk hidup menjadi tiga domain - Eucarya (eukariota), Archaea (archaebacteria) dan Bakteri (eubacteria saat ini) .

EKOLOGI


Dua fungsi ekologi terpenting bakteri adalah fiksasi nitrogen dan mineralisasi residu organik.
Fiksasi nitrogen. Pengikatan molekul nitrogen (N2) untuk membentuk amonia (NH3) disebut fiksasi nitrogen, dan oksidasi amonia menjadi nitrit (NO-2) dan nitrat (NO-3) disebut nitrifikasi. Ini adalah proses penting bagi biosfer, karena tanaman membutuhkan nitrogen, namun mereka hanya dapat menyerap bentuk terikatnya. Saat ini, sekitar 90% (sekitar 90 juta ton) dari jumlah tahunan nitrogen “tetap” disediakan oleh bakteri. Sisanya diproduksi oleh pabrik kimia atau terjadi saat sambaran petir. Nitrogen di udara, yaitu kira-kira. 80% atmosfer sebagian besar terikat oleh genus Rhizobium gram negatif dan cyanobacteria. Spesies Rhizobium bersimbiosis dengan sekitar 14.000 spesies tanaman polong-polongan(famili Leguminosae), misalnya semanggi, alfalfa, kedelai, dan kacang polong. Bakteri ini hidup di tempat yang disebut. nodul - pembengkakan terbentuk pada akar jika ada. Bakteri memperoleh zat organik (nutrisi) dari tanaman, dan sebagai imbalannya menyuplai nitrogen tetap ke inangnya. Selama setahun, hingga 225 kg nitrogen per hektar difiksasi dengan cara ini. Tanaman non-kacang-kacangan, seperti alder, juga bersimbiosis dengan bakteri pengikat nitrogen lainnya. Cyanobacteria berfotosintesis, seperti tumbuhan hijau, melepaskan oksigen. Banyak dari mereka juga mampu memfiksasi nitrogen di atmosfer, yang kemudian dikonsumsi oleh tumbuhan dan akhirnya hewan. Prokariota ini berfungsi sebagai sumber penting nitrogen tetap di tanah pada umumnya dan sawah di wilayah Timur pada khususnya, serta pemasok utamanya bagi ekosistem laut.
Mineralisasi. Ini adalah nama yang diberikan untuk penguraian residu organik menjadi karbon dioksida (CO2), air (H2O) dan garam mineral. Dari segi kimia, proses ini setara dengan pembakaran sehingga membutuhkan oksigen dalam jumlah besar. Lapisan atas tanah mengandung 100.000 hingga 1 miliar bakteri per 1 g, yaitu. sekitar 2 ton per hektar. Biasanya, semua residu organik, begitu berada di dalam tanah, dengan cepat dioksidasi oleh bakteri dan jamur. Yang lebih tahan terhadap dekomposisi adalah zat organik berwarna kecoklatan yang disebut asam humat, yang terbentuk terutama dari lignin yang terkandung dalam kayu. Itu terakumulasi di dalam tanah dan meningkatkan sifat-sifatnya.

BAKTERI DAN INDUSTRI


Mengingat beragamnya reaksi kimia yang dikatalisis oleh bakteri, tidak mengherankan jika mereka banyak digunakan dalam bidang manufaktur, dalam beberapa kasus sejak zaman kuno. Prokariota berbagi kejayaan asisten mikroskopis manusia dengan jamur, terutama ragi, yang menyediakan sebagian besar proses fermentasi alkohol, misalnya, dalam produksi anggur dan bir. Kini, karena gen yang bermanfaat dapat dimasukkan ke dalam bakteri, sehingga bakteri dapat mensintesis zat-zat berharga seperti insulin, penerapan industri laboratorium hidup ini telah menerima insentif baru yang kuat. Lihat juga TEKNIK GENETIK.
Industri makanan. Saat ini, bakteri digunakan oleh industri ini terutama untuk produksi keju, produk susu fermentasi lainnya, dan cuka. Reaksi kimia utama di sini adalah pembentukan asam. Jadi, ketika memproduksi cuka, bakteri dari genus Acetobacter mengoksidasi etil alkohol yang terkandung dalam sari buah apel atau cairan lain menjadi asam asetat. Proses serupa terjadi ketika kubis menjadi asinan kubis: bakteri anaerob memfermentasi gula yang terkandung dalam daun tanaman ini menjadi asam laktat, serta asam asetat dan berbagai alkohol.
Pencucian bijih. Bakteri digunakan untuk pencucian bijih bermutu rendah, mis. memindahkannya ke dalam larutan garam logam berharga, terutama tembaga (Cu) dan uranium (U). Contohnya adalah pengolahan kalkopirit, atau tembaga pirit (CuFeS2). Tumpukan bijih ini disiram secara berkala dengan air yang mengandung bakteri chemolithotrophic dari genus Thiobacillus. Selama aktivitas hidupnya, mereka mengoksidasi belerang (S), membentuk tembaga dan besi sulfat yang larut: CuFeS2 + 4O2 dalam CuSO4 + FeSO4. Teknologi tersebut sangat menyederhanakan ekstraksi logam berharga dari bijih; pada prinsipnya, hal ini setara dengan proses yang terjadi di alam selama pelapukan batuan.
Daur ulang sampah. Bakteri juga berfungsi untuk mengubah limbah, seperti limbah, menjadi tidak terlalu berbahaya atau bahkan tidak berbahaya produk sehat. Air limbah adalah salah satu masalah paling mendesak dalam umat manusia modern. Mineralisasi lengkapnya membutuhkan oksigen dalam jumlah besar, dan di reservoir biasa yang biasa membuang limbah ini, tidak ada lagi cukup oksigen untuk “menetralisirnya”. Solusinya terletak pada aerasi tambahan air limbah di kolam khusus (tangki aerasi): sebagai hasilnya, bakteri mineralisasi memiliki cukup oksigen untuk menguraikan bahan organik sepenuhnya, dan dalam kasus yang paling menguntungkan, air minum menjadi salah satu produk akhir dari proses tersebut. Sedimen tidak larut yang tersisa di sepanjang jalan dapat mengalami fermentasi anaerobik. Sehingga instalasi pengolahan air tersebut mengambil sebanyak mungkin lebih sedikit ruang dan uang, pengetahuan yang baik tentang bakteriologi diperlukan.
Kegunaan lainnya. Area penting lainnya dari penerapan bakteri dalam industri termasuk, misalnya, lobus rami, yaitu. pemisahan serat pemintalannya dari bagian lain tanaman, serta produksi antibiotik, khususnya streptomisin (bakteri dari genus Streptomyces).

MEMERANGI BAKTERI DALAM INDUSTRI


Bakteri tidak hanya bermanfaat; Perjuangan melawan reproduksi massal mereka, misalnya pada produk makanan atau sistem air di pabrik pulp dan kertas, telah menjadi area aktivitas yang menyeluruh. Makanan membusuk di bawah pengaruh bakteri, jamur dan enzimnya sendiri yang menyebabkan autolisis (“pencernaan sendiri”), kecuali jika dinonaktifkan dengan panas atau cara lain. Karena penyebab utama pembusukan adalah bakteri, perkembangan sistem penyimpanan yang efisien makanan memerlukan pengetahuan tentang batas daya tahan mikroorganisme tersebut. Salah satu teknologi yang paling umum adalah pasteurisasi susu, yang membunuh bakteri penyebab, misalnya TBC dan brucellosis. Susu disimpan pada suhu 61-63°C selama 30 menit atau pada suhu 72-73°C hanya selama 15 detik. Ini tidak merusak rasa produk, namun menonaktifkan bakteri patogen. Anggur, bir, dan jus buah juga bisa dipasteurisasi. Manfaat menyimpan makanan di tempat dingin sudah lama diketahui. Suhu rendah tidak membunuh bakteri, namun mencegah bakteri tumbuh dan berkembang biak. Benar, ketika dibekukan, misalnya, hingga -25 ° C, jumlah bakteri berkurang setelah beberapa bulan, namun sejumlah besar mikroorganisme ini masih bertahan. Pada suhu di bawah nol, bakteri terus berkembang biak, namun sangat lambat. Kultur mereka yang layak dapat disimpan hampir tanpa batas waktu setelah liofilisasi (pengeringan beku) dalam media yang mengandung protein, seperti serum darah. Metode penyimpanan makanan lain yang diketahui termasuk pengeringan (pengeringan dan pengasapan), aditif jumlah besar garam atau gula, yang secara fisiologis setara dengan dehidrasi, dan pengawetan, yaitu. dimasukkan ke dalam larutan asam pekat. Ketika keasaman lingkungan sesuai dengan pH 4 atau lebih rendah, aktivitas vital bakteri biasanya sangat terhambat atau terhenti.

BAKTERI DAN PENYAKIT

MEMPELAJARI BAKTERI


Banyak bakteri yang mudah tumbuh dalam apa yang disebut. media kultur, yang mungkin termasuk kaldu daging, protein yang dicerna sebagian, garam, dekstrosa, darah utuh, serumnya dan komponen lainnya. Konsentrasi bakteri pada kondisi seperti itu biasanya mencapai sekitar satu miliar per sentimeter kubik sehingga menyebabkan lingkungan menjadi keruh. Untuk mempelajari bakteri, perlu diperoleh kultur murni, atau klon, yang merupakan keturunan dari satu sel. Hal ini diperlukan, misalnya, untuk menentukan jenis bakteri apa yang menginfeksi pasien dan antibiotik apa yang sensitif terhadap jenis tersebut. Sampel mikrobiologis, seperti usap tenggorokan atau luka, sampel darah, sampel air atau bahan lainnya, sangat encer dan diaplikasikan pada permukaan media semi padat: di atasnya, koloni bulat berkembang dari sel-sel individual. Bahan pengeras media kultur biasanya berupa agar-agar, suatu polisakarida yang diperoleh dari rumput laut tertentu yang tidak dapat dicerna oleh hampir semua jenis bakteri. Media agar yang digunakan berbentuk “shoals”, yaitu. permukaan miring, dibentuk dalam tabung reaksi yang berdiri dengan sudut besar ketika media kultur cair mengeras, atau dalam bentuk lapisan tipis di gelas kaca Petri - bejana bulat pipih, ditutup dengan penutup yang bentuknya sama, tetapi diameternya sedikit lebih besar. Biasanya dalam sehari, sel bakteri berhasil berkembang biak sedemikian rupa sehingga membentuk koloni yang mudah terlihat dengan mata telanjang. Itu dapat ditransfer ke lingkungan lain untuk studi lebih lanjut. Semua media kultur harus steril sebelum bakteri mulai tumbuh, dan di masa depan harus diambil tindakan untuk mencegah menempelnya mikroorganisme yang tidak diinginkan pada media tersebut. Untuk memeriksa bakteri yang tumbuh dengan cara ini, panaskan seutas kawat tipis dalam nyala api, sentuhkan terlebih dahulu pada koloni atau noda, lalu pada setetes air yang dioleskan pada kaca objek. Setelah bahan yang diambil terdistribusi secara merata ke dalam air ini, gelas dikeringkan dan segera dilewatkan di atas api pembakar dua atau tiga kali (sisi yang terdapat bakteri harus menghadap ke atas): akibatnya mikroorganisme, tanpa rusak, menempel kuat. melekat pada substrat. Pewarna diteteskan ke permukaan sediaan, kemudian gelas dicuci dengan air dan dikeringkan kembali. Sekarang Anda dapat memeriksa sampel di bawah mikroskop. Kultur murni bakteri diidentifikasi terutama berdasarkan karakteristik biokimianya, yaitu menentukan apakah mereka membentuk gas atau asam dari gula tertentu, apakah mereka mampu mencerna protein (mencairkan gelatin), apakah mereka membutuhkan oksigen untuk pertumbuhan, dll. Mereka juga memeriksa apakah diwarnai dengan pewarna tertentu. Sensitivitas terhadap tertentu obat, misalnya antibiotik, dapat ditentukan dengan menempatkan cakram kecil kertas saring yang direndam dalam zat tersebut pada permukaan yang dipenuhi bakteri. Jika ada senyawa kimia yang membunuh bakteri, zona bebas bakteri akan terbentuk di sekitar disk yang bersangkutan.

Ensiklopedia Collier. - Masyarakat Terbuka. 2000 .



Publikasi terkait