Bakterid
| Vajab toimetamist |
| Bakterid | |
 |
Bakterid Procaryota (kreeka keeles bakteria 'kepp, sau') on kõige väiksemad (mikroskoopilised) üherakulised organismid, mis suudavad iseseisvalt paljuneda ja kasvada.
Bakterid on looduses tähtsad aineringes lagundajatena. Nad on taimedele kasulikud varustades neid hapnikuga (näit. mügarbakterid).
- Bakterid jaotuvad kahe domeeni vahel
- Arhebakterid - arheoodid, ürgbakterid) (Archaea=Archaeota=Archebacteria)
- Pärisbakterid - bakterid (Bacteria=Eubacteria)
- Kolmanda domeeni moodustavad kõik eukarüoodid kokku
Bakterite hulka kuuluvaks loevad paljud teadlased ka 1975-78 aastal eraldi rühmana eristama hakatud Arhed, keda peetakse vaheastmeks rakutuumata pärisbakterite (Eubacteria) ja rakutuumaga päristuumsete organismide vahel.
Sisukord |
[redigeeri] Bakterite evolutsioon
Esmased bakterid olid ilmselt kemo-litotroofsed arhebakterid. Ookeani pindmistes kihtides elavad ürgsed arhebakterid pidid omandama UV-resistentsuse. Sellest harust sai ilmselt alguse pärisbakterite evolutsioon.
UV-resistentseist baktereist arenesid esmased fotoheterotroofid (rohelised mitteväävlibakterid: Chloroflexus) – valguse lõhustamise toimel tekkinud energiarikaste aktiivsete radikaalide neutraliseerimismehhanismi tekkis ilmselt energia hajutamise mehhanismist energia ülekande mehhanism ATP sünteesiks.
[redigeeri] Vanim elusolend
Siiamaani on peetud vanimaks elusolendiks 25-40 miljoni aasta vanust bakterit mis leiti mervaigus olnud mesilaselt. 250 miljoni aastane bakter leiti nimelt soolakristallidelt mis pärinevad 610 meetri sügavuselt New Mexico soolakaevandusest.
Rühmal teadlastel õnnestus kasvatada baktereid spooridest, mis eraldati 250 miljoni aasta vanusest soolakristallist. Senitundmatu liik (praegu kasutatakse selle tähistamiseks numbrikombinatsiooni 2-9-3) kuulub ilmselt perekonda Bacillus ning teda peetakse uhkelt vanimaks teadaolevaks organismiks.
Mitmed tedlased väidlevad, et tegemist pole sugugi nii vana bakteriga ja osad arvavad, et kogu see asi on üks suur eksitus.
[redigeeri] Kasvukeskkond
Bakterid erinevad üksteisest eeskätt elukeskkonna, samuti oma väliskuju poolest.
Baktereid elab mullas, vees ja õhus, kõikides elusates loomades ja taimedes ning surnud organismide jäänustes. Üks gramm mulda sisaldab kuni miljard bakterit, ühes piimatilgas võib neid olla sadu tuhandeid.
Baktereid leidub kõikjal, nad on biokeemiliselt väga aktiivsed ja täidavad looduse aineringes ülitähtsat osa. Loomade seedekulglas võtavad bakterid osa seedimisest, peremeesorganism tarvitab mõningaid bakterite elutegevuses tekkinud vitamiine. Taimede juurtel elavad bakterid aitavad taimedel toituda.
Bakterite elutegevust mõjutavad temperatuur, soolsus, pH, kiirgus jt. Enamik baktereid eelistab mõõdukat temperatuuri ja soolasust ning neutraalset pH-d. Kiirgus mõjub paljunemisele negatiivselt. Ekstremofiilid on bakterid, kes taluvad hästi äärmuslikke keskkonnatingimusi, nad kuuluvad enamasti arhede hulka. Mikrokeskkond on organismi lähiümbrus. Bakteritele meeldib väga kasvada kinnitatuna tahkele pinnale, sest sinna absorbeeruvad toitained ja see soodustab bakterite kasvamist. Biokile – õhuke kiht, mis koosneb bakteritest. Bakterite kleepumisel tahkele pinnale osalevad piilid ning kapsel. Näiteks hambakatt.
Bakterid on erakordselt vastupidavad. Nad võivad elutseda praktiliselt igasuguses keskkonnas, alates kuumaveeallikatest kuni arktilise pakaseni.
Arhed- ehk ürgbakterid on bakterid, mis suudavad elada äärmuslikes keskkonnatingimustes (kõrge temperatuur, soolsus, rõhk). Neil on erinev rakukest ja rakumembraan.
Paljud bakterid moodustavad teatud tingimustes spoore. Spoorid kujutavad endast tillukesi kapsleid, milles bakter võib eluvõime säilitada aastate kestel, taludes hästi nii kuivamist kui ka suurt kuumust ja desinfektsioonivahendeid.
Vaid vähesed tõvestavatest bakteritest moodustavad spoore.
[redigeeri] Suurus, kuju ja ehitus
A. batsill (bacillus) – pulkjad, ka niitjad
B. kokk (coccus) – kerakujulised
C. Kerakujulised - parv
D. Kerakujulised - paaris
E. spirill (spirillum) – nõrgalt keerdunud
F. vibrioon (vibrio) – komajad
- Vibrioonid, spirillid ja spiroheedid kokku on kruvibakterid
- spiroheet (spirochaetum) – tugevalt keerdunud (keeritsbakterid)
Bakterid on eeltuumsed organismid, sest neil puudub rakuline ehitus.
Bakterid on värvusetud, sinised või punakad, erineva kujuga, üksikud või ahelatena.
Bakterid on prokarüootsed organismid, mille keskmine pikkus on vaid mõni mikromeeter. Bakterirakk on ehituselt lihtsam eukarüootsest rakust ega sisalda viimastele omaseid membraansid organele. Suurus on (0,15) 0,4-2 (20) μm ((erandlikult kuni 100 μm = 0,1 mm))
Kuigi bakterirakud on keerukama ehitusega kui viirused, on nad siiski väga lihtsad. Nende ehitus on kindlaks tehtud enam kui tuhandekordse suurendusega optiliste mikroskoopide ja sajatuhandekordse suurendusega elektronmikroskoopide abil. Kõiki bakterirakke ümbritseb tihe rakukest, mistõttu toit saab rakku siseneda ainult lahustunud kujul. Mõnedel bakteritel ümbritseb rakukesta kaitsev limakest e. kapsel, sageli on nad varustatud ühe või mitme viburiga, mida kasutatakse kulgemiseks. Bakterid liiguvad viburite, lima või looklemise abil.
Rakud sisaldavad DNA spiraali ja teisi keemilisi aineid, kuid taime- ja loomarakkudele iseloomulikku eraldunud tuuma ning teisi keerukaid organoide pole siin leitud.
DNA paikneb bakteritel kromosoomis ja plasmiidids. Bakterite ribosoomid erinevad nii suuruselt kui koostiselt eukarüootide omadest. Mõned bakterid moodustavad ebasoodsate tingimuste üleelamiseks endospoore.
[redigeeri] Paljunemine
Bakterid paljunevad põhiliselt pooldumisega, esineb aga ka teisi mooduseid.
Sobiva temperatuuri juures, milleks enamiku bakterite jaoks on umbes 37° C, võib pooldumine toimuda iga 20 minuti järel. Teoreetiliselt võib ühest bakterist 24 tunni jooksul tekkida ligikaudu 140000000000000 bakterit. Tegelikkuses seda juhtuda ei saa, sest õige pea lõpeksid toiduvarud ja koguneksid mürgised jääkained, nii et teatud aja möödudes bakterite paljunemine pidurdub.
Kuigi enamik baktereid paljuneb pooldumise teel, on mõnedel täheldatud ka omapärast sugulist paljunemist, kusjuures ühe bakteriraku sisu voolab teise rakku.
[redigeeri] Toitumine ja ainevahetustüübid
Bakterid koosnevad 75-85% ulatuses veest ning neist samadest süsivesikutest, lipiididest, amino- ja nukleiinhapetest nagu kõik eukarüoodid. Kõigis elusolendites toimuvad põhimõtteliselt sarnased biokeemilised ainevahetuse reaktsioonid (metabolism).
Toitumine on bakteritel mitmekesisem kui eukarüootidel. Energiaallikatena saab kasutada valgusenergiat ja keemilist energiat.
Bakterid omastavad väliskeskkonnast vees lahustunud toitaineid kogu raku pinnaga (osmootselt) ja eritavad rakust välja ainevahetuse jääkprodukte. Bakterid vajavad toitaineid ka selleks, et hankida biosünteesireaktsioonideks vajaminevat energiat. Täiendavalt kulutab bakter energiat ka liikumiseks ja ainete rakku transportimiseks. Energia salvestatakse rakus ATP-na.
Bakterite toitumist iseloomustatakse põhiliselt selle järgi, mida nad kasutavad energia- ja süsinikuallikana. Energaiallikaks ATP sünteesil võib olla päikeseenergia ehk valgusenergiat või keemiline energia. Süsinikuallikaks võivad olla mitmesugused orgaanilised ained, aga ka CO2.
[redigeeri] Süsinikuallikas
Vastavalt süsinikuallikale (metaboolsete protsesside järgi) jagatakse bakterid: heterotroofideks ja autotroofideks.
Heterotroofide süsiniku allikas on orgaanilised ühendid ehk heterotroofid on bakterid, kes saavad energiat orgaaniliste ühedite sünteesist (oksüdatsioonist) ja neid nimetatakse kemoorganotroofideks. Need kasvavad hästi nt. aminohappeid ja suhkruid sisaldavatel söötmetel. Suudavad aga lagundada ka naftat, taimekaitsevahendeid ja tselluloosi. Enamus bakterid on heterotroofid.
Autotroofide süsiniku allikas on süsihappegaas. Autotroof on vaid mõned bakterid.
Huvitav rühm bakterimaailmas on autotroofsed kemosünteesijad bakterid e. kemolitotroofid. Nad saavad energiat anorgaaniliste ühendite oksüdatsioonist ja kasutavad süsiniku- allikana süsihappegaasi (väävlibakterid, vesinikubakterid, rauabakterid).
Väävlibakterid elutsevad kuumaveeallikates, mudas ja seisvates veekogudes ning toituvad vees leiduvast väävlist. Väävlibakteritele iseloomulik mädamunalõhn tuleneb nende poolt toodetavast väävelvesinikust. Põllumajanduses on tohutu suur tähtsus lämmastikku seondavatel bakteritel, eriti neil, mis muudavad [[õhulämmastikk]ku nitraatideks. Mõned sellistest bakteritest, näiteks Rhizobium, elutsevad herne ja ristiku juurtes.
[redigeeri] Väline energiaaliiks
Välise energiaaliika järgi jagunevad bakterid fototroofideks ja kemotriifideks.
Fototroofid saavad energiat fotosünteesist.
Kemotriifid saavad energiat keemiliste subtraatite oksüdeerimisel.
[redigeeri] Orgaanilisest ainest toitumine
Prokarüoodid jaotuvad aeroobideks ning anaeroobideks. Obligatoorsed aeroobid kasutavad hapnikut rakuhingamisel ning ei saa hapnikuta elada. Fakultatiivsed anaeroobid kasutavad hapniku olemasolul seda rakuhingamisel.
Kui keskkonnas puudub hapnik, toimub kääritamine. Obligatoorsetele anaeroobidele on hapnik mürk. Mõned obligatoorsed anaeroobid on kääritajad, teised liigid saavad energiat anaeroobse hingamisega, mille korral on elektronide lõppaktseptoriks hingamisel hapniku asemel mõni muu anorgaaniline molekul.
Aeroobid valmistavad ise orgaanilist ainet ehk bakterid sünteesivad vajalikke toitaineid ise, kasutades selleks klorofülli abi, nagu seda teevad rohelised taimed.
Anaeroobid toituvad valmis orgaanilisest ainest.
[redigeeri] Elukeskkond
On baktereid, mis elavad parasiitidena taimedes ja loomades, põhjustades mitmesuguseid haigusi. Neid nimetatakse patogeenseteks (tõvestavateks) bakteriteks, samuti ka tõvestavateks pisikuteks.
Paljud bakterid elavad saprobiontidena, mis tähendab seda, et nad toituvad surnud orgaanilisest ainest.
Bakterid täidavad kõigi elusolendite seisukohalt elulise tähtsusega ülesannet – nad teevad võimalikuks hapniku, süsinikdioksiidi ja lämmastikuühendite varude korduva kasutamise. Kui bakterid ei põhjustaks surnud organismide kõdunemist, ei jätkuks mullas taimedele enam õige varsti toitu, ilma taimedeta aga ei saaks elada loomad.
[redigeeri] Normaalne mikrofloora
Nii taimede, loomade kui ka inimestega elab alati koos palju erinevaid baktereid, mis moodustavad nimetatud organismide normaalse mikrofloora ehk mikrobiotsönoosi.
Et organismid on avatud süsteemid, satub neisse pidevalt uusi mikroobe, kuid nad kõik ei jää püsima. Vastavalt juurdumisele eristatakse:
- organismi residentmikrofloora ehk indigeenne ehk sümbiontne- sinna kuuluvad kõik mikroobid, mis on antud keskkonnas juurdunud.
- transiitmikrofloora ehk passaažmikrofloora- siia kuuluvad mikroobid mis jäävad sellesse keskkonda püsima lühikeseks ajaks, seejärel kas hukkuvad või tõrjutakse organismist välja.
Inimestega koos elavaid baktereid on kõige enam jämesooles, kuid neid leidub ka mujal. Normaalne mikrofloora on enamasti kahjutu ja selle koostis sõltub paljudest asjaoludest. Normaalne mikrofloora kaitseb organismi haigusetekitajate eest, takistades organismile kahjulike bakterite kinnitumist kudedele, stimuleerides antikehade teket.
[redigeeri] Patogeensed bakterid ja toksiinid
Bakterid, mis inimese organismi tungides põhjustavad haigusi nimetatakse patogeenseteks. Enamik neist moodustavad mürgiseid aineid e. toksiine, mis kutsuvad esile koekahjustusi. Toksiinid on reeglina valgulised.
Et mitte haigestuda, peab teadma, kuidas haigusetekitajad bakterid levivad.
[redigeeri] Haigused ja vaktsiinid
Bakteriaalsed haigused on enamasti ka nakkushaigused, mille tekitajateks on taimse ja loomse päritoluga tõvestavad mikroorganismid. Mikroobide põhimassi moodustavad saprofüüdid ehk oisklased, mis etendavad meie elus väga tähtsat osa (käärimisprotsessid, lämmastiku ringkäik looduses, roiskumisprotsessid jne.). Nakkushaiguse väljakujunemiseks peab haigustekitaja sattuma vastuvõtlikku organismi. Selle teed on erinevad. Näiteks soolenakkuste korral suu kaudu ja neid teid on veelgi.
Mitte alati ei põhjusta haigustekitaja sattumine organismi haigestumist. Haigestumiseks on vaja kindlat hulka tõvestavaid haigustekitajaid. Organismis tekib võitlus haigustekitajaga. Kui võidab organism, siis haigestumist ei järgne, võidab aga haigustekitaja, on tagajärjeks kindla kliinilise kuluga haigestumine, ent võitlus tekitajaga käib ka haiguse vältel.
Bakteriaalsed haigused on näiteks iseeneslik abort, klamüüdia, klamüdidoos, gonorröa, toksoplasmoos, teetanus, salmonelloos, botulism, kõhutüüfus, tüüfus, difteeria, düsenteeria, koolera, kopsutuberkuloos, tuberkuloos, leepra ehk pidalitõbi, bakteriaalne toidumürgitus, läkaköha, leginelloos, listerioos, meningiit, katk (muhk-, kopsu-, naha- katkud jt.) või biorelvahaigustest tuntud ja siberi katk.
Leegionäride haigus - tapjabakter (A grupi streptokokk ehk GAS) - Lihasööja bakter
Erinevalt viirushaigustest saab bakterihaigusi ravida antibiootikumidega, abi on ka vaktsineerimisest.
Bakteriaalsete nakkuste vastu on põhimõtteliselt võimalik kasutada antibiootikume. Neid on suur hulk ja erinevad antibiootikumid on suunatud põhiliselt bakteri rakus toimuvate valgusünteesi komponentide pärssimisele, aga on ka teistsuguse toimemehhanismiga antibiootikume, mõned neist blokeerivad bakterite genoomi replikatsiooni jm.
Bakterid eritavad antibiootikume, mida saab kasutada vaktsiinidena bakterhaiguste puhul.
Bakterite poolt toodetud mürgised jääkained, mida sisaldavad riknenud toiduained, võivad põhjustada seedehäireid.
[redigeeri] Toit, vajalikkus inimesele, ka kasutamine
Inimene kasutas baktereid või ja juustu valmistamisel juba ammu enne seda, kui ta üldse midagi teadis selliste organismide olemasolust.
Bakterite abil toodetakse enamus piimasaadusi, näiteks hapupiim, keefir ja jogurt aga ka alkoholi, antibiootikume, veiniäädikat jm. orgaanilisi ühendeid.
Ka roiskumine, sealhulgas toiduainete riknemine, on bakterite tegevuse tagajärg.
Inimene kasutab paktereid veel naha parkimisel, linaleotamisel ja reovet reovete puhastamisel. Bakterid aitavad jõgedel ja järvedel puhtaina säilida.
Piima pastöriseerimisel kuumutatakse seda temperatuurini, mis on piisav kõikide bakterirakkude hävitamiseks, ellu jäävad ainult spoorid. Et piimas leiduvad tõvestavad pisikud spoore ei moodusta, on pastöriseeritud piima joomine ohutu. Küll aga võivad ellujäänud spooridest kasvavad kahjutud bakterid piima hapendada.
Bakterite kasutamine.
- Antibiootikumide tootmisel (aktinomütseedid, tetratsükliin)
- Vitamiinide tootmisel (propioonbakterite abil toodetakse vitamiini B12).
- Aminohapete tootmisel (lõhna- ja maitsetugevdaja?toidulisand)
- Toidupaksendajate tootmisel (kreemid, majonees, sulatatud juust)
- Ensüümide tootmisel (pesupulber)
- Orgaaniliste hapete ja etanooli tootmisel (äädikahape, piiritus)
- Mügarbaktereid kasutatakse bakterväetisena
- Heitvete puhastamisel
[redigeeri] Pärisbakterid
[redigeeri] Litotroofsed bakterid
- Väävlibalterid
- Rauabakterid
- Manganibakterid, antimonibakterid
- Vesinikubakterid
- Nitrifitseerivad bakterid
[redigeeri] Fotosünteesivad bakterid
- Fotosünteesivad väävlibakterid
- Sinivetikad
