Bakterie

vanuit Wikipedia, die vrye ensiklopedie.

'n Fotomikrograaf van Clostridium botulinum bakterieë

Bakterieë (enkelvoud, bakterie) is 'n belangrike groep lewende organismes. Meeste is mikroskopiese en eensellig, met 'n relatief eenvoudige selstruktuur sonder 'n selkern, en organelle soos mitochondrieë en bladgroenkorrels. Bakterieë is prokaryote, in teenstelling met organismes met meer komplekse selle wat bekend staan as eukaryote. Die term "bakterieë" word soms vir alle prokaryotes gebruik of vir 'n hoofgroep daarvan, andersins bekend as eubacteria, afhangend van idees oor hulle verwantskap.

Bakterieë is die volopste van alle organismes. Hulle is alomteenwoordig in grond, water, en as simbionte van ander organismes. Baie patogene is bakterieë. Meeste is piepklein, gewoonlik slegs 0.5-5.0 μm in hulle langste dimensie, alhoewel reuse bakterieë soos Thiomargarita namibiensis en Epulopiscium fishelsoni groter as 0.5 mm kan word. Hulle het normaalweg selwande, soos plant- en swamselle, maar met 'n heeltemal ander samestelling (peptidoglycane). Baie beweeg deur flagella te gebruik, wat struktureel van die flagella van ander groepe verskil.

[wysig] Geskiedenis en taksonomie

Die eerste bakterieë is deur Antoni van Leeuwenhoek in 1683 waargeneem met behulp van 'n enkellens mikroskoop wat hy self ontwerp het. Die naam bakterie (bacterium) is eers baie later in 1828 deur Ehrenberg voorgestel, afgelei van die Griekse woord βακτηριον wat "klein stok" beteken. Louis Pasteur (1822-1895) en Robert Koch (1843-1910) het die rol van bakterieë as draers en oorsake van siektes of patogene beskryf.

[wysig] Voortplanting

Bakterieë plant slegs geslagloos en nie seksueel voort nie. Meer spesifiek, hulle plant voor deur binêre deling, of eenvoudige seldeling. In die proses verdeel een sel in twee dogterselle met die ontwikkeling van 'n transversale selwand.

[wysig] Metabolisme

Bakterieë vertoon 'n wye verskeidenheid metabolismes en kan vervolgens geklassifiseer word in primêre voedselgroepe. Heterotrofe bakterieë is afhanklik van 'n organiese koolstofbron terwyl outotrofe bakterieë organiese verbindings uit koolstofdioksied en water kan sintetiseer. Outotrofe bakterieë wat energie verkry deur oksidasie van chemiese verbindings word chemotroof genoem, en die wat energie verkry uit lig, deur fotosintese, word fototroof genoem. Daar is baie verskillende variasies op hierdie terminologie soos chemo-outotroof en fotosinteties outotroof en so aan. Verder word bakterieë onderskei gegrond op die bron van reduksie ekwivalente wat hulle gebruik. Die wat anorganiese samestellings (b.v. Water, waterstof, sulfide of ammonia) vir die doel gebruik word lithotroof genoem en ander wat organiese verbindings (b.v. suikers of organiese sure) gebruik word organotroof genoem. Die metaboliese wyses vir energie metabolisme (fototrofie of chemotrofie), reduksie ekwivalente bronne (lithotrofie of organotrofie) en koolstofbronne (outotrofie of heterotrofie) kan op verskillende maniere gekombineer word in 'n enkele mikroorganisme, en kan in baie spesies selfs tussen verskillende modusse wissel.

Ander voedingsvereistes sluit in stikstof, swael, fosfor, vitamiene en metaalelemente soos natrium, kalium, kalsium, magnesium, mangaan, yster, sink, kobalt, koper en nikkel vir normale groei. Vir sommige spesie word addisionele spoorelemente soos selenium, wolfram, vanadium of boor benodig.

Gegrond op hulle reaksie teenoor suurstof kan meeste bakterieë in een van drie groepe geplaas word: Sommige bakterieë kan slegs in die teenwoordigheid van suurstof groei en word aëroob genoem; ander kan sonder suurstof groei en word anaëroob genoem; en sommige kan met of sonder die teenwoordigheid van suurstof groei en word facultative anaëroob genoem.

[wysig] Beweging

Motiele bakterieë kan beweeg deur of hulle flagella, bakteriese sweef, of veranderings in dryfvermoë te gebruik. 'n Unieke groep bakterieë, die spirochaete, het strukture soortgelyk aan flagella, genaamd aksiale filamente, tussen twee membrane in die periplasmiese ruimte. Hulle het 'n eiesoortige heliese liggaam wat omeendraai soos dit beweeg.

Bakteriese flagella word op baie verskillende maniere rangskik. Bakterieë kan 'n enkelpolêre flagellum op een punt van 'n sel hê, bondels van baie flagella by een punt of flagella versprei oral oor die sel, soos by Peritrichous. Baie bakterieë (soos E.coli) het twee verskillende bewegingswyses: voorwaartse beweging (swem) en tuimel. Tuimelbeweging laat hulle toe om hulleself te herorienteer en bring 'n belangrike element van willekeurigheid in hulle voorwaartse beweging mee. (kyk eksterne skakels hier onder vir skakels na video-opnames).

Motiele bakterieë word aangetrek of afgestoot deur bepaalde stimuli, optredes genaamd taksis - byvoorbeeld, chemotaksis, fototaksis, meganotaksis en magnetotaksis ([[1]]). In een buitengewone groep, die Myxobacteria, trek individuele bakterieë mekaar aan om swerms te vorm en kan hulle differensieer om vrugtegewendeliggame te vorm. Die Myxobacteria beweeg slegs as hulle op soliede oppervlaktes is, anders as E. coli wat meer motiel is in vloeistof of in soliede media.

[wysig] Groepe en identifikasie

Bakterieë kom voor in 'n wye verskeidenheid vorms:
A. Spiesvormig
B. Rond of sferies.
C. Rond in bondels.
D. Rond in pare.
E. Spiraalvormig.
F. Komma-vormig.

Bakterieë se posisie in die Filogenetieseboom van alle lewensvorme

Bakterieë kom voor 'n verskeidenheid van vorms. Meeste is spiesvormig, sferies of helies; die staan onderskeidelik as bacilli, cocci, en spirilla bekend. 'n Verdere groep, vibrios, is komma-vormig. Vorm word nie meer as 'n bepalende faktor in die klassifikasie van bakterieë beskou nie, maar baie genera word na hulle vorm vernoem (b.v. Bacillus, Streptococcus, Staphylococcus) en dit speel 'n belangrike rol in hulle identifikasie.

'n Ander belangrike stuk gereedskap is Gram-kleuring, vernoem na Hans Christian Gram wat die tegniek ontwikkel het. Dit verdeel bakterieë in twee groepe gegrond op die samestelling van hulle selwande. Die eerste formele groepering van bakterieë in stamme (phyla) was grootliks op die volgende toets gegrond:

• Gracilicutes - bakterieë met 'n tweede selmembraan wat vette bevat, wat aan hulle Gram-negatiewe stains verleen
• Firmicutes - bakterieë met 'n enkele membraan en dik peptidoglycan wand, wat aan hulle Gram-positiewe stains verleen
• Mollicutes - bakterieë met geen tweede membraan of wand nie, wat aan hulle Gram-negatiewe stains verleen

Die archeabakterieë is oorspronklik as Mendosicutes ingesluit. Hierdie stam word nie meer as verteenwoordigend van monofyletiese groepe gesien nie. Die Gracilicutes word verdeel in baie verskillende stamme. Meeste gram-positiewe bakterieë word in die stamme Firmicutes en Actinobacteria, wat nou verwant is, geplaas. Die Firmicutes is egter geherdefinieer om mycoplasma (Mollicutes) en sekere Gram-negatiewe bakterieë in te sluit.

Let daarop dat bakterië deur die loop van tyd in verskillende ryke geklassifiseer is soos blyk uit die tabel hier onder. Bakterië is aanvanklik onder plante en dier ryke verdeel afhangende van hulle geaardheid, in die vyf ryk klassifikasie van 1959 is hulle as Monere geklassifiseer, in die ses ryk kallssifikasie van 1977 as Eubakterië en Archeae, en tans meestal as 'n afsonderlike ryk (Woese 1990).

[wysig] Voordele en gevare

Elektronmikroskoop beeld van Vibrio cholerae bakterieë wat die verteringstelsel aanval

Bakterieë is beide skadelik en nuttig vir die omgewing, en diere, insluitend die mens. Die rol van bakterieë siektes en infeksie is belangrik. Sommige bakterieë tree op as patogene en versoorsaak tetanus, ingewandskoors, longontsteking, sifilis, cholera, foodborne siektes en tuberkulose. Sepsis, 'n sistemiese aansteeklike sindroom gekenmerk deur skok en massiewe vasodilasie, of gelokalisseerde infeksie kan deur bakterieë soos streptococcus, staphylococcus, of baie gram-negatiewe bakterieë veroorsaak word. Sommige bakteriese infeksies kan deur die gasheer se hele liggaam versprei en sistemies word. In plante, veroorsaak bakterieë leaf spot, fireblight, en wilts. Die wyse van infeksie sluit in kontak, lug, voedsel, water, en insect-borne mikroorganismes. Die gasheer wat deur die patogeen besmet is kan behandel word met antibiotika, wat as bacteriocidal en bacteriostatic geklassifiseer kan word, wat teen konsentrasies wat in die liggaamsvloeistof bereik word, bakterieë onderskeidelik of dood of hulle groei belemmer. Antiseptiese maatstawwe kan geneem word om infeksie deur bakterieë te verhoed, byvoorbeeld deur (swabbing skin with alcohol) voor vel gesny word in 'n operasie of wanneer die vel deur 'n naald of inspuitingsnaald deurdring word. Sterilisasie van chirurgiese en tandheelkundige instrumente word gedoen om dit steriel of patogeenvry te maak en besmetting en infeksie deur bakterieë te voorkom. Sanitiseerders en ontsmettingsmiddele word gebruik om bakterieë of ander patogene te vernietig om kontaminasie of die risiko van infeksie te verhoed.

In grond help mikroorganismes in die omskepping van stikstof na ammonia met ensieme wat deur mikrobes, wat in die rhizosphere leef, afgeskei word. Sommige bakterieë kan molekulêre stikstof gebruik as hulle stikstofbron deur dit na stikstofverbindings te omskep, 'n proses wat bekend staan as nitrogen fixation. Baie ander bakterieë word as simbionte in die mens en ander organismes aangetref. Hulle teenwoordigheid in die large intestine kan byvoorbeeld help om die groei van sekere skadelike mikrobes te verhinder.

Bakterieë het 'n merkwaardige vermoeë om 'n verskeidenheid van organiese verbindings af te breek. Hoogs gespesialiseerde groepe mikroorganismes vervul belangrike rolle in die mineralisering van spesifieke klasse organiese samestellings. Byvoorbeeld, die afbreek van sellulose, wat een van die mees algemene onderdele van plantweefsel is, word hoofsaaklik teweeggebring deur aerobiese bakterieë wat tot die genus Cytophaga behoort. Hierdie vermoeë word ook deur die mens benut in industrie, waste processing, en bioremediation. Bakterieë met die vermoeë om koolwaterstoffe in petroleum te verteer word gereeld gebruik om oil spills skoon te maak. Sommige stande in Prince Williamsont is bemes in 'n poging om die groei van sulke bakterieë te bewerkstellig na die berugte Exxon Valdez oil spill in 1989. Hierdie pogings was oneffektief op strande wat nie te dik met olie bedek is nie.

Bakterieë, gereeld in kombinasie met gisse en skimmel, word gebruik in die voorbereiding van gefermenteerde voedsel soos kaas, pickles, sojasous, suurkool, asyn, wyn, en jogurt. Met behulp van biotegnologiese tegnieke, kan bakterieë bioengineered word vir die produksie van terapeutiese middels soos insulien, of vir die bioremediasie van toxic waste.

[wysig] Allerlei

Twee organelle, mitochondrieë en bladgroenkorrels, word algemeen beskou as afstammelinge van endosymbiotic bakterieë. Kyk: endosymbiotiese teorie.

Mikroorganismes is wyd versprei en is die vollopste waar hulle kos, vogtigheid en die regte temperatuur vir vermenigvuldiging en groei het. Hulle kan deur lugstrome van een plek tot 'n ander vervoer word. Die menslike liggaam gee tuiste aan biljoene mikroorganismes wat op die vel, in die intestinal tract, in die mond, neus en ander liggaamsopeninge gevind kan word. Hulle is in die lug wat mens asemhaal, die water wat mens drink en die kos wat mens eet.

Die aansienlike oudheid van bakterieë het hulle in staat gestel om deur evolusie 'n groot genetiese verskeidenheid te ontwikkel. Hulle is baie meer divers as die soogdiere of insekte. Byvoorbeeld, die genetiese afstand tussen E. coli en Thermus aquaticus is groter as die verskil tussen mense en eike bome.

[wysig] Kyk ook

• Bacteriele groei
• Bacteriocin
• Mikroörganisme
• Nanobacterium

[wysig] Verwysings

• In die Engelse artikel waaruit die teks vertaal is, is sommige teks saamgesmelt met die Nupedia artikel genaamd Bacteria, geskryf deur Nagina Parmar; hersien en goedgekeur deur die Biologie groep (redakteur: Gaytha Langlois, hoof reviewer: Gaytha Langlois, hoof copyeditors: Ruth Ifcher en Jan Hogle)
• Sjabloon:NCBI-scienceprimer

[wysig] Verdere leesstof

• Alcamo, I. Edward. Fundamentals of Microbiology. 5th ed. Menlo Park, California: Benjamin Cumming, 1997.
• Atlas, Ronald M. Principles of Microbiology. St. Louis, Missouri: Mosby, 1995.
• Holt, John.G. Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. 9th ed. Baltimore, Maryland: Williams and Wilkins, 1994.
• Stanier, R.Y., J. L. Ingraham, M. L. Wheelis, and P. R. Painter. General Microbiology. 5th ed. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 1986.
• Hugenholtz P, Goebel BM, Pace NR. Impact of Culture-Independent Studies on the Emerging Phylogenetic View of Bacterial Diversity. J Bacteriol 1998;180:4765-4774. Fulltext / PMID 9733676.

[wysig] Eksterne skakels

• Bacterial Nomenclature Up-To-Date from DSMZ
• Die grootste kakterieë
• Tree of Life
• Videos van bakterieë wat swem en tuimel, gebruik van optiese tweezers ens.