Bakterie
Bakterie jsou jednobuněčné prokaryotické organismy – nemají buněčné jádro ani jiné membránou ohraničené organely. Jsou to nejrozšířenější formy života na Zemi: žijí v půdě, ve vodě, v ledu, v horkých pramenech i uvnitř jiných organismů. V lidském těle jich je zhruba stejně jako našich vlastních buněk, řádově desítky bilionů. Většina druhů je pro nás neškodná nebo přímo užitečná, jen malá část způsobuje nemoci.
Typická bakterie měří 0,5–5 mikrometrů, takže je viditelná jen pod mikroskopem. Podle tvaru rozlišujeme koky (kulovité), tyčinky (bacily) a zakřivené či šroubovité formy (vibria, spirily, spirochety). Rozmnožují se binárním dělením – buňka zkopíruje svou DNA a rozdělí se na dvě; za příznivých podmínek se počet bakterií zdvojnásobí i každých 20 minut. Podrobnější přehled najdete v článku Druhy bakterií.
Stavba bakteriální buňky
Cytoplazmatická membrána je tenká polopropustná dvojvrstva fosfolipidů s vnořenými bílkovinami. Řídí, co do buňky vstupuje a co z ní odchází – živiny dovnitř přenášejí transportní proteiny, odpadní látky putují ven. U bakterií na ní probíhá i buněčné dýchání, které u složitějších buněk zajišťují mitochondrie.
Buněčná stěna obaluje membránu zvenčí a dává buňce tvar a pevnost. Její hlavní složkou je peptidoglykan (murein), síť cukrů propojených krátkými peptidy. Grampozitivní bakterie mají stěnu silnou, gramnegativní tenkou a navíc krytou vnější membránou s lipopolysacharidem. Právě na peptidoglykan cílí penicilin a příbuzná antibiotika – buňka bez pevné stěny praskne.
Nukleoid je oblast cytoplazmy, kde leží bakteriální chromozom – obvykle jediná kruhová molekula DNA nesoucí veškerou genetickou informaci. Na rozdíl od jádra rostlinných či živočišných buněk není ohraničen jaderným obalem.
Plazmidy jsou malé kruhové molekuly DNA, které se množí nezávisle na chromozomu. Pro buňku nejsou nezbytné, ale často nesou užitečné geny – například geny pro odolnost vůči antibiotikům, schopnost vázat vzdušný dusík nebo tvořit toxiny. Bakterie si plazmidy předávají i mezi sebou, což je hlavní cesta šíření antibiotické rezistence.
Cytoplazma vyplňuje buňku: je to vodný roztok bílkovin, iontů a metabolitů. Plavou v ní tisíce ribozomů, na nichž vznikají bílkoviny, a u některých druhů zásobní granula (škrob, tuky, síra) nebo plynové měchýřky, kterými sinice regulují vznášení ve vodě.
Vnější struktury
Pouzdro (kapsula) je slizovitá vrstva polysacharidů, někdy bílkovin, kterou tvoří jen některé druhy. Chrání buňku před vyschnutím a před pohlcením imunitními buňkami – opouzdřené kmeny bývají proto nebezpečnějšími původci nemocí (pneumokok, meningokok).
Fimbrie a pili jsou krátká, tenká bílkovinná vlákna na povrchu buňky. Fimbrie slouží k přichycení na sliznice, předměty nebo jiné bakterie; delší pohlavní pilus umožňuje předání plazmidu z buňky do buňky.
Bičík (flagelum) pohání pohyb. Je to spirálovité vlákno dlouhé až 20 mikrometrů a tlusté kolem 20 nanometrů, které rotuje jako lodní šroub. Bakterie může mít jeden bičík, svazek na jednom pólu nebo bičíky po celém povrchu.
Glykokalyx a biofilm: mnohé bakterie vylučují lepkavou vrstvu cukrů, díky níž ulpívají na povrchu (zubní plak, vnitřek katetrů, potrubí) a vytvářejí společenství zvané biofilm. V něm jsou mnohem odolnější vůči dezinfekci i antibiotikům.
Endospory tvoří rody Bacillus a Clostridium při nedostatku živin. Jsou to klidová stadia s minimálním metabolismem, která přežijí var, vyschnutí i desítky let v půdě – proto je například tetanus nebo antrax tak obtížné z prostředí odstranit.
Proč na bakteriích záleží
- Koloběh látek – rozkládají odumřelou hmotu, vážou dusík, tvoří kyslík (sinice), udržují úrodnost půdy.
- Potraviny a průmysl – jogurty, sýry, kysané zelí, ocet, ale i výroba inzulinu, enzymů či antibiotik (Bakterie v lékařství).
- Zdraví – střevní mikrobiom pomáhá trávit, tvoří vitaminy a brání usídlení patogenů (Bakterie a lidé); zároveň některé druhy působí infekce od angíny po tuberkulózu (Bakteriální nemoci).
Zdroje
- Sender R., Fuchs S., Milo R.: Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biology 2016, doi:10.1371/journal.pbio.1002533
- Wikipedie: Bakterie
- Votava M. a kol.: Lékařská mikrobiologie obecná. Neptun, Brno 2005.