Bakterier er mikroskopiske, encellede organismer, der trives i forskellige miljøer. Disse organismer kan leve i jord, havet og inde i den menneskelige tarm.
Menneskernes forhold til bakterier er komplekst. Nogle gange giver bakterier os en hjælpende hånd, såsom ved at skære mælk i yoghurt eller hjælpe med vores fordøjelse. I andre tilfælde er bakterier destruktive og forårsager sygdomme som lungebetændelse og methicillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA).
Struktur
Bakterier (ental: bakterie) klassificeres som prokaryoter, som er encellede organismer med en simpel indre struktur, der mangler en kerne, og indeholder DNA, der enten flyder frit i en snoet, trådlignende masse kaldet nucleoid, eller i separat, cirkulære stykker kaldet plasmider. Ribosomer er de sfæriske enheder i bakteriecellen, hvor proteiner samles fra individuelle aminosyrer under anvendelse af informationen kodet i ribosomalt RNA.
Bakterieceller er generelt omgivet af to beskyttende overtræk: en ydre cellevæg og en indre cellemembran. Visse bakterier, som mycoplasmas, har slet ikke en cellevæg. Nogle bakterier kan endda have et tredje, yderste beskyttende lag kaldet kapsel. Pisklignende udvidelser dækker ofte overfladerne til bakterier - lange, der kaldes flagella eller korte, der kaldes pili - som hjælper bakterier med at bevæge sig rundt og fastgøres til en vært.
Klassifikation
Et par forskellige kriterier bruges til at klassificere bakterier. Organismerne kan adskilles efter arten af deres cellevægge, deres form eller forskelle i deres genetiske sammensætning.
Gram-pletten er en test, der blev brugt til at identificere bakterier ved sammensætningen af deres cellevægge, opkaldt efter Hans Christian Gram, som udviklede teknikken i 1884. Testfarverne Gram-positive bakterier, eller bakterier, der ikke har en ydre membran. Gram-negative bakterier henter ikke pletten. For eksempel, Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), der forårsager lungebetændelse, er en Gram-positiv bakterie, men Escherichia coli (E coli) og Vibrio cholerae, der forårsager kolera, er gramnegative bakterier.
Der er tre grundlæggende bakterieformer: Runde bakterier kaldet cocci (ental: coccus), cylindriske, kapselformede, kendt som bacilli (ental: bacillus); og spiralbakterier, passende kaldet spirilla (ental: spirillum). Former og konfigurationer af bakterier afspejles ofte i deres navne. For eksempel mælkeformning Lactobacillus acidophilus er baciller og forårsager lungebetændelse S. pneumoniae er en kæde af cocci. Nogle bakterier har andre former, såsom forfulgt, firkantet eller stjerne.
Reproduktion
De fleste bakterier formerer sig med en proces, der kaldes binær fission, ifølge Cornell University College of Agriculture and Life Sciences. I denne proces fremstiller en enkelt bakteriecelle, kaldet "overordnede", en kopi af dens DNA og bliver større ved at fordoble sit cellulære indhold. Cellen splittes derefter fra hinanden, skubber det duplikerede materiale ud og skaber to identiske "datter" -celler.
Nogle bakteriearter, såsom cyanobakterier og firmicutes, reproduceres via spirende. I dette tilfælde vokser dattercellen som en forskydning af forælderen. Det starter som en lille nub, vokser, indtil den er i samme størrelse som dens overordnede, og opdeles.
DNA'et, der findes hos forældre og afkom efter binær fission eller spiring, er nøjagtigt det samme. Derfor introducerer bakterieceller variation i deres genetiske materiale ved at integrere yderligere DNA, ofte fra deres omgivelser, i deres genom. Dette er kendt som horisontal genoverførsel; den resulterende genetiske variation sikrer, at bakterier kan tilpasse sig og overleve, når deres miljø ændrer sig.
Der er tre måder, hvor horisontal genoverførsel finder sted: transformation, transduktion og konjugering.
Transformation er den mest almindelige proces med horisontal genoverførsel og forekommer, når der udveksles korte DNA-fragmenter mellem donorer og modtagere. Transduktion, som typisk kun forekommer mellem tæt beslægtede bakterier, kræver donoren og modtageren at overføre DNA ved at dele celleoverfladeceptorer. Konjugering kræver fysisk kontakt mellem cellevæggene i bakterier; DNA overføres fra donorcellen til modtageren. Gennem konjugering kan en bakteriecelle overføre DNA til eukaryote celler (multicelleorganismer). Konjugering hjælper med spredningen af antibiotikaresistensgener.
Bakterier i menneskers sundhed og sygdom
Bakterier kan være gavnlige såvel som skadelige for menneskers sundhed. Kommensale eller "venlige" bakterier, deler plads og ressourcer i vores kroppe og er tilbøjelige til at være nyttige. Der er ca. 10 gange flere mikrobielle celler end humane celler i vores kroppe; det største antal mikrobielle arter findes i tarmen, ifølge mikrobiolog David A. Relmans 2012-artikel i Nature.
Den menneskelige tarmsystem er en behagelig ramme for bakterier med masser af næringsstoffer til rådighed til deres næring. I en gennemgangsartikel fra 2014, der blev offentliggjort i American Journal of Gastroenterology, nævner forfatterne, at tarmbakterier og andre mikroorganismer, såsom nyttige stammer af E coli og Streptococcus, hjælp til fordøjelsen, afværge kolonisering af skadelige patogener og hjælpe med at udvikle immunsystemet. Desuden er forstyrrelsen af tarmbakterier blevet knyttet til visse sygdomstilstande. For eksempel har patienter med Crohns sygdom et øget immunrespons mod tarmbakterier, ifølge en undersøgelse fra 2003, der blev offentliggjort i tidsskriftet The Lancet.
Andre bakterier kan forårsage infektioner. Flere bakterier - lige fra såkaldt gruppe A Streptococcus, Clostridium perfringens (C. perfringens), E coli og S. aureus kan forårsage en sjælden, men alvorlig bløddelsinfektion kaldet nekrotiserende fasciitis (undertiden kaldet kødspisende bakterier). I henhold til Centers for Disease Control and Prevention (CDC) påvirker denne infektion vævene omkring muskler, nerver, fedt og blodkar; det kan behandles, især når det fanges tidligt.
Antibiotikaresistens
Antibiotika bruges typisk til behandling af bakterielle infektioner. I de senere år har ukorrekt og unødvendig brug af antibiotika imidlertid fremmet spredningen af flere stammer af antibiotikaresistente bakterier.
I tilfælde af antibiotikaresistens er de infektiøse bakterier ikke længere modtagelige for tidligere effektive antibiotika. Ifølge CDC er mindst 2 millioner mennesker i USA inficeret med antibiotikaresistente bakterier hvert år, hvilket fører til mindst 23.000 menneskers død.
"Næsten meget enhver infektion, du kan tænke på nu, er blevet identificeret som forbundet med et vist modstandsniveau," sagde Dr. Christopher Crnich, en læge til infektionssygdomme og hospital-epidemiologer ved University of Wisconsin Hospitaler og Madison Veterans Affairs Hospital. "Der er meget få infektioner, som vi nu behandler, hvor infektioner forårsaget af resistente bakterier ikke er et klinisk problem."
MRSA er for eksempel en af de mere berygtede antibiotikaresistente bakteriestammer; den modstår methicillin og andre antibiotika, der bruges til behandling Staphylococcus infektioner, der primært erhverves gennem hudkontakt. MRSA-infektioner forekommer i sundhedsplejeindstillinger, såsom hospitaler og plejehjem, hvor det kan føre til lungebetændelse eller blodbanelinfektioner. MRSA spreder sig også i samfundet, især i situationer, hvor der er meget udsat hud, anden fysisk kontakt og brug af delt udstyr - for eksempel blandt atleter, i tatoveringsselskaber og i dagpleje og skoler. EF-erhvervet MRSA forårsager oftest alvorlige hudinfektioner.
En vigtig facet til bekæmpelse af antibiotikaresistens er at være forsigtig med brugen af dem. "Det er så vigtigt for os at bruge antibiotika intelligent," fortalte Crnich til LiveScience. "Du vil kun bruge et antibiotikum, når du har en klar bakterieinfektion."
Denne artikel blev opdateret den 25. april 2019 af Live Science-bidragyder Rachel Ross.
