Nama bakteri yang dikenal. Bakteri, keanekaragamannya

Beras. 1. Tubuh manusia terdiri dari 90% sel mikroba. Ini berisi 500 hingga 1000 jenis bakteri atau triliunan penghuni menakjubkan ini, yang total beratnya mencapai 4 kg.

Beras. 2. Bakteri yang menghuni rongga mulut: Streptococcus mutan (hijau). Bakteroides gingivalis, menyebabkan periodontitis (warna ungu). Candida albicus (warna kuning). Menyebabkan kandidiasis pada kulit dan organ dalam.

Beras. 7. Mycobacterium tuberkulosis. Bakteri telah menyebabkan penyakit pada manusia dan hewan selama ribuan tahun. Basil tuberkulosis sangat stabil di lingkungan luar. Dalam 95% kasus, penyakit ini ditularkan melalui tetesan udara. Paling sering mempengaruhi paru-paru.

Beras. 8. Agen penyebab penyakit difteri adalah corynebacteria atau basil Leffler. Paling sering berkembang di epitel lapisan mukosa amandel, lebih jarang di laring. Pembengkakan laring dan pembesaran kelenjar getah bening dapat menyebabkan asfiksia. Toksin patogen menempel pada membran sel otot jantung, ginjal, kelenjar adrenal, dan ganglia saraf dan menghancurkannya.

Beras. 9. Agen penyebab infeksi stafilokokus. Stafilokokus patogen menyebabkan kerusakan parah pada kulit dan pelengkapnya, kerusakan pada banyak organ dalam, infeksi toksik bawaan makanan, enteritis dan kolitis, sepsis, dan syok toksik.

Beras. 10. Meningokokus adalah agen penyebab infeksi meningokokus. Hingga 80% kasusnya adalah anak-anak. Infeksi ini ditularkan melalui tetesan udara dari pembawa bakteri yang sakit dan sehat.

Beras. 11. Bordetella pertussis.

Beras. 12. Agen penyebab demam berdarah adalah streptokokus pyogenes.

Bakteri berbahaya mikroflora air

Air merupakan habitat bagi banyak mikroba. Dalam 1 cm3 air Anda dapat menghitung hingga 1 juta badan mikroba. Mikroorganisme patogen masuk ke dalam air dari perusahaan industri, daerah pemukiman dan peternakan. Air yang mengandung mikroba patogen dapat menjadi sumbernya disentri, kolera, demam tifoid, tularemia, leptospirosis, dll. Vibrio cholerae dan dapat bertahan di air dalam waktu yang cukup lama.

Beras. 13. Shigella. Patogen menyebabkan disentri basiler. Shigella menghancurkan epitel mukosa usus besar, menyebabkan kolitis ulserativa yang parah. Racun mereka mempengaruhi miokardium, sistem saraf dan pembuluh darah.

Beras. 14. . Vibrio tidak merusak sel-sel lapisan mukosa usus kecil, tetapi terletak di permukaannya. Mereka mengeluarkan racun yang disebut koleragen, yang tindakannya menyebabkan terganggunya metabolisme air-garam, menyebabkan tubuh kehilangan hingga 30 liter cairan per hari.

Beras. 15. Salmonella merupakan penyebab demam tifoid dan demam paratifoid. Elemen epitel dan limfoid usus kecil terpengaruh. Dengan aliran darah, mereka memasuki sumsum tulang, limpa dan kandung empedu, dari mana patogen kembali memasuki usus kecil. Akibat peradangan kekebalan, dinding usus halus pecah dan terjadi peritonitis.

Beras. 16. Agen penyebab tularemia (coccobacteria biru). Mereka mempengaruhi saluran pernafasan dan usus. Mereka memiliki kemampuan menembus tubuh manusia melalui kulit utuh dan selaput lendir mata, nasofaring, laring dan usus. Keunikan penyakit ini adalah kerusakan kelenjar getah bening (bubo primer).

Beras. 17. Leptospira. Mereka mempengaruhi jaringan kapiler manusia, seringkali hati, ginjal dan otot. Penyakit ini disebut penyakit kuning menular.

Bakteri berbahaya mikroflora tanah

Miliaran bakteri “jahat” hidup di dalam tanah. Dalam lahan 1 hektar setebal 30 sentimeter, terdapat hingga 30 ton bakteri. Memiliki serangkaian enzim yang kuat, mereka terlibat dalam pemecahan protein menjadi asam amino, sehingga berperan aktif dalam proses pembusukan. Namun bakteri ini membawa banyak masalah bagi manusia. Berkat aktivitas mikroba ini, makanan cepat rusak. Manusia telah belajar melindungi makanan yang stabil di rak dengan mensterilkan, mengasinkan, mengasapi, dan membekukan. Beberapa jenis bakteri ini bahkan dapat merusak makanan asin dan beku. masuk ke dalam tanah dari hewan dan manusia yang sakit. Beberapa jenis bakteri dan jamur bertahan di dalam tanah selama beberapa dekade. Hal ini difasilitasi oleh kemampuan mikroorganisme ini untuk membentuk spora, yang melindungi mereka dari kondisi lingkungan yang merugikan selama bertahun-tahun. Mereka menyebabkan penyakit paling berbahaya - antraks, botulisme, dan tetanus.

Beras. 18. Agen penyebab penyakit antraks. Ia tetap berada di dalam tanah dalam keadaan seperti spora selama beberapa dekade. Penyakit yang sangat berbahaya. Nama keduanya adalah karbunkel ganas. Prognosis penyakit ini tidak baik.

Beras. 19. Agen penyebab botulisme menghasilkan racun yang kuat. 1 mikrogram racun ini membunuh seseorang. Toksin botulinum mempengaruhi sistem saraf, saraf okulomotor, hingga kelumpuhan dan saraf kranial. Angka kematian akibat botulisme mencapai 60%.

Beras. 20. Agen penyebab gangren gas berkembang biak dengan sangat cepat di jaringan lunak tubuh tanpa akses udara sehingga menyebabkan lesi yang parah. Dalam keadaan seperti spora, ia bertahan lama di lingkungan luar.

Beras. 21. Bakteri pembusuk.

Beras. 22. Kerusakan produk pangan oleh bakteri pembusuk.

Bakteri berbahaya yang merusak kayu

Sejumlah bakteri dan jamur menguraikan serat secara intensif, sehingga memainkan peran sanitasi yang penting. Namun di antaranya terdapat bakteri yang menyebabkan penyakit serius pada hewan. Jamur merusak kayu. Jamur pewarnaan kayu mengecat kayu dengan warna berbeda. Jamur rumah menyebabkan kayu menjadi busuk. Akibat aktivitas vital jamur ini, bangunan kayu hancur. Aktivitas jamur ini menyebabkan kerusakan besar pada rusaknya bangunan peternakan.

Beras. 23. Foto menunjukkan bagaimana jamur rumah merusak balok lantai kayu.

Beras. 24. Rusaknya tampilan kayu gelondongan (kebiruan) akibat jamur pewarna kayu.

Beras. 25. Jamur rumah Merulius Lacrimans. a – miselium kapas; b – tubuh buah muda; c – tubuh buah tua; d – miselium tua, tali dan kayu membusuk.

Bakteri berbahaya dalam makanan

Produk yang terkontaminasi bakteri berbahaya menjadi sumber penyakit usus: demam tifoid, salmonellosis, kolera, disentri dll. Racun yang dikeluarkan stafilokokus dan basil botulisme, menyebabkan infeksi toksik. Keju dan semua produk susu mungkin terpengaruh bakteri asam butirat, yang menyebabkan fermentasi asam butirat, sehingga produk memiliki bau dan warna yang tidak sedap. Tongkat cuka menyebabkan fermentasi asetat, yang menghasilkan anggur dan bir asam. Bakteri dan mikrokokus penyebab pembusukan mengandung enzim proteolitik yang memecah protein, sehingga menghasilkan bau busuk dan rasa pahit pada produk. Produk menjadi berjamur akibat kerusakan jamur jamur.

Beras. 26. Roti terkena jamur.

Beras. 27. Keju terkena jamur dan bakteri pembusuk.

Beras. 28. “Ragi liar” Pichia pastoris. Foto diambil dengan pembesaran 600x. Hama bir terburuk. Ditemukan di mana-mana di alam.

Bakteri berbahaya yang menguraikan lemak makanan

Mikroba asam butirat ada di mana-mana. 25 spesiesnya menyebabkan fermentasi asam butirat. Aktivitas hidup bakteri pencerna lemak menyebabkan minyak menjadi tengik. Di bawah pengaruhnya, biji kedelai dan bunga matahari menjadi tengik. Fermentasi asam butirat yang disebabkan oleh mikroba ini merusak silase dan tidak dimakan dengan baik oleh ternak. Dan biji-bijian basah dan jerami, terinfeksi mikroba asam butirat, memanas sendiri. Kelembapan yang terkandung dalam mentega merupakan lingkungan yang baik untuk reproduksi. bakteri pembusuk dan jamur ragi. Oleh karena itu, kerusakan oli tidak hanya terjadi di luar, tetapi juga di dalam. Jika minyak disimpan dalam waktu lama, maka dapat mengendap di permukaannya. jamur jamur.

Beras. 29. Minyak kaviar dipengaruhi oleh bakteri pemecah lemak.

Bakteri berbahaya mempengaruhi telur dan produk telur

Bakteri dan jamur menembus telur melalui pori-pori kulit terluar dan kerusakannya. Paling sering, telur terinfeksi bakteri dan jamur salmonella, bubuk telur - salmonela dan .

Beras. 30. Telur manja.

Bakteri berbahaya dalam makanan kaleng

bagi manusia adalah racun basil botulinum dan basil perfringens. Spora mereka menunjukkan ketahanan panas yang tinggi, yang memungkinkan mikroba tetap hidup setelah pasteurisasi makanan kaleng. Berada di dalam toples, tanpa akses oksigen, mereka mulai berkembang biak. Ini melepaskan karbon dioksida dan hidrogen, yang menyebabkan toples membengkak. Makan produk semacam itu menyebabkan toksikosis makanan yang parah, yang ditandai dengan perjalanan penyakit yang sangat parah dan seringkali berakhir dengan kematian pasien. Daging dan sayuran kalengan sungguh luar biasa bakteri asam asetat,

Beras. 32. Makanan kaleng yang bengkak mungkin mengandung basil botulinum dan basil perfringens. Stoples tersebut digelembungkan oleh karbon dioksida, yang dilepaskan oleh bakteri selama reproduksi.

Bakteri berbahaya dalam produk biji-bijian dan roti

Ergot dan jamur lain yang menginfeksi biji-bijian adalah yang paling berbahaya bagi manusia. Racun jamur ini stabil terhadap panas dan tidak hancur saat dipanggang. Toksikosis yang disebabkan oleh penggunaan produk tersebut sangat parah. Siksaan, tertimpa bakteri asam laktat, mempunyai rasa yang tidak enak dan bau yang khas, bentuknya menggumpal. Roti yang sudah dipanggang terpengaruh Bacillus subtilis(Bac. subtilis) atau "penyakit yang parah". Basil mengeluarkan enzim yang memecah pati roti, yang pertama-tama dimanifestasikan oleh bau yang tidak khas pada roti, dan kemudian oleh kelengketan dan kekentalan remah roti. Jamur berwarna hijau, putih dan berbentuk kapitat mempengaruhi roti yang sudah dipanggang. Itu menyebar melalui udara.

Beras. 33. Di foto ada ergot ungu. Ergot dosis rendah menyebabkan rasa sakit yang parah, gangguan mental dan perilaku agresif. Ergot dosis tinggi menyebabkan kematian yang menyakitkan. Tindakannya dikaitkan dengan kontraksi otot di bawah pengaruh alkaloid jamur.

Beras. 34. Miselium jamur.

Beras. 35. Spora jamur berwarna hijau, putih dan kapitat dapat jatuh dari udara ke roti yang sudah dipanggang dan menginfeksinya.

Bakteri berbahaya yang menginfeksi buah-buahan, sayuran, dan beri

Buah-buahan, sayuran, dan beri diunggulkan bakteri tanah, jamur jamur dan ragi, yang menyebabkan infeksi usus. Patulin mikotoksin yang disekresikan jamur dari genus Penicillium, dapat menyebabkan kanker pada manusia. Yersinia enterokolitika menyebabkan penyakit yersiniosis atau pseudotuberkulosis, yang menyerang kulit, saluran pencernaan, serta organ dan sistem lainnya.

Beras. 36. Kerusakan buah beri oleh jamur jamur.

Beras. 37. Lesi kulit akibat yersiniosis.

Bakteri berbahaya masuk ke tubuh manusia melalui makanan, udara, luka dan selaput lendir. Tingkat keparahan penyakit yang disebabkan oleh mikroba patogen tergantung pada racun yang dihasilkannya dan racun yang timbul ketika mereka mati secara massal. Selama ribuan tahun, mereka telah memperoleh banyak adaptasi yang memungkinkan mereka menembus dan tetap berada di jaringan organisme hidup dan melawan kekebalan.

Mempelajari efek berbahaya mikroorganisme pada tubuh dan mengembangkan tindakan pencegahan adalah tugas manusia!

Saat ini, kawan, ketika Anda membaca baris-baris ini, Anda mendapat manfaat dari kerja bakteri. Mulai dari oksigen yang kita hirup hingga nutrisi yang diambil perut dari makanan kita, kita punya bakteri yang patut kita syukuri karena bisa berkembang di planet ini. Di dalam tubuh kita terdapat sekitar sepuluh kali lebih banyak mikroorganisme, termasuk bakteri, dibandingkan sel kita sendiri. Pada dasarnya, kita lebih merupakan mikroba daripada manusia.

Baru-baru ini kita mulai memahami sedikit tentang organisme mikroskopis dan dampaknya terhadap planet dan kesehatan kita, namun sejarah menunjukkan bahwa berabad-abad yang lalu nenek moyang kita telah memanfaatkan kekuatan bakteri untuk memfermentasi makanan dan minuman (siapa pun yang pernah mendengar tentang roti dan roti). Bir?).

Pada abad ke-17, kita mulai mempelajari bakteri langsung di tubuh kita yang berhubungan erat dengan kita - di mulut. Keingintahuan Antoni van Leeuwenhoek berujung pada ditemukannya bakteri ketika ia memeriksa plak di sela-sela giginya sendiri. Van Leeuwenhoek menjadi puitis tentang bakteri tersebut, menggambarkan koloni bakteri di giginya sebagai “zat putih kecil, seperti adonan yang mengeras.” Menempatkan sampel di bawah mikroskop, van Leeuwenhoek melihat mikroorganisme tersebut bergerak. Jadi mereka masih hidup!

Anda harus tahu bahwa bakteri telah memainkan peran penting di Bumi, menjadi kunci terciptanya udara yang dapat bernapas dan kekayaan biologis dari planet yang kita sebut rumah.

Pada artikel ini, kami akan memberi Anda gambaran umum tentang mikroorganisme kecil namun sangat berpengaruh ini. Kita akan melihat sisi baik, sisi buruk, dan sisi aneh bakteri dalam membentuk sejarah manusia dan lingkungan. Pertama, mari kita lihat perbedaan bakteri dengan jenis kehidupan lainnya.

Dasar-Dasar Bakteri

Nah, jika bakteri tidak terlihat dengan mata telanjang, bagaimana kita bisa tahu banyak tentang bakteri?

Para ilmuwan telah mengembangkan mikroskop yang canggih untuk mengamati bakteri - yang ukurannya berkisar dari satu hingga beberapa mikron (sepersejuta meter) - dan mencari tahu hubungannya dengan bentuk kehidupan lain, tumbuhan, hewan, virus, dan jamur.

Seperti yang Anda ketahui, sel adalah bahan penyusun kehidupan, mulai dari jaringan tubuh kita hingga pohon yang tumbuh di luar jendela kita. Manusia, hewan, dan tumbuhan memiliki sel dengan informasi genetik yang terkandung dalam membran yang disebut nukleus. Jenis sel ini, yang disebut sel eukariotik, mempunyai organel khusus, yang masing-masing mempunyai tugas unik untuk membantu fungsi sel.

Namun bakteri tidak memiliki inti, dan materi genetiknya (DNA) mengapung bebas di dalam sel. Sel mikroskopis ini tidak memiliki organel dan memiliki metode reproduksi dan transfer materi genetik lainnya. Bakteri dianggap sebagai sel prokariotik.

Apakah bakteri bertahan hidup di lingkungan dengan atau tanpa oksigen?

Bentuknya: batang (bacillus), lingkaran (cocci) atau spiral (spirillum)

Apakah bakteri tersebut gram negatif atau gram positif, yaitu apakah bakteri mempunyai membran pelindung luar yang mencegah pewarnaan pada bagian dalam sel?

Cara bakteri bergerak dan menjelajahi lingkungannya (banyak bakteri memiliki flagela, struktur kecil seperti cambuk yang memungkinkan mereka bergerak di lingkungannya)

Mikrobiologi - studi tentang semua jenis mikroba, termasuk bakteri, archaea, jamur, virus, dan protozoa - membedakan bakteri dari mikroba sejenisnya.

Prokariota mirip bakteri, yang sekarang diklasifikasikan sebagai archaea, pernah menyatu dengan bakteri, namun seiring para ilmuwan mempelajari lebih lanjut tentang mereka, mereka memberi kategori tersendiri pada bakteri dan archaea.

Nutrisi mikroba (dan racun)

Seperti halnya manusia, hewan, dan tumbuhan, bakteri membutuhkan makanan untuk bertahan hidup.

Beberapa bakteri—autotrof—menggunakan sumber daya dasar seperti sinar matahari, air, dan bahan kimia lingkungan untuk menghasilkan makanan (bayangkan cyanobacteria, yang telah mengubah sinar matahari menjadi oksigen selama 2,5 juta tahun). Bakteri lain disebut heterotrof oleh para ilmuwan karena mereka mendapatkan energinya dari bahan organik yang ada sebagai makanan (misalnya, daun-daun mati di lantai hutan).

Kenyataannya adalah apa yang terasa lezat bagi bakteri akan terasa menjijikkan bagi kita. Mereka telah berevolusi untuk menyerap semua jenis produk, mulai dari tumpahan minyak dan produk sampingan nuklir hingga kotoran manusia dan produk pembusukan.

Namun ketertarikan bakteri terhadap sumber makanan tertentu dapat memberikan manfaat bagi masyarakat. Misalnya, pakar seni di Italia beralih ke bakteri yang dapat memakan lapisan garam dan lem berlebih, sehingga mengurangi daya tahan karya seni yang tak ternilai harganya. Kemampuan bakteri dalam mengolah bahan organik juga sangat bermanfaat bagi bumi, baik di tanah maupun di air.

Dari pengalaman sehari-hari, Anda pasti menyadari bau yang disebabkan oleh bakteri saat mereka mengonsumsi isi tempat sampah, mencerna sisa makanan, dan mengeluarkan produk sampingan berupa gas. Namun, ini belum semuanya. Anda juga dapat menyalahkan bakteri sebagai penyebab momen canggung saat Anda buang angin sendiri.

Satu keluarga besar

Bakteri tumbuh dan membentuk koloni jika diberi kesempatan. Jika kondisi makanan dan lingkungan mendukung, mereka berkembang biak dan membentuk gumpalan lengket yang disebut biofilm untuk bertahan hidup di permukaan mulai dari batu hingga gigi mulut Anda.

Biofilm mempunyai pro dan kontra. Di satu sisi saling menguntungkan terhadap benda-benda alam (mutualisme). Di sisi lain, mereka bisa menjadi ancaman yang serius. Misalnya, dokter yang merawat pasien dengan implan dan perangkat medis mempunyai kekhawatiran serius mengenai biofilm karena biofilm menyediakan ruang bagi bakteri. Setelah terkolonisasi, biofilm dapat menghasilkan produk sampingan yang beracun—dan terkadang berakibat fatal—bagi manusia.

Seperti halnya manusia di kota, sel-sel dalam biofilm berkomunikasi satu sama lain, bertukar informasi tentang makanan dan potensi bahaya. Namun alih-alih menelepon tetangga, bakteri malah mengirim catatan menggunakan bahan kimia.

Selain itu, bakteri tidak takut untuk hidup sendiri. Beberapa spesies telah mengembangkan cara menarik untuk bertahan hidup di lingkungan yang keras. Ketika tidak ada lagi makanan dan kondisi menjadi tidak tertahankan, bakteri mempertahankan diri dengan menciptakan cangkang keras, endospora, yang membuat sel berada dalam keadaan dormansi dan menjaga materi genetik bakteri.

Para ilmuwan menemukan bakteri dalam kapsul waktu yang disimpan selama 100 atau bahkan 250 juta tahun. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri dapat melakukan penyimpanan sendiri dalam waktu yang lama.

Sekarang kita tahu peluang apa yang diberikan koloni kepada bakteri, mari kita cari tahu bagaimana mereka mencapainya – melalui pembelahan dan reproduksi.

Reproduksi bakteri

Bagaimana bakteri membuat koloni? Seperti bentuk kehidupan lain di Bumi, bakteri perlu menggandakan diri agar dapat bertahan hidup. Organisme lain melakukan ini melalui reproduksi seksual, tetapi tidak dengan bakteri. Namun pertama-tama, mari kita bahas mengapa keberagaman itu baik.

Kehidupan mengalami seleksi alam, atau kekuatan selektif dari lingkungan tertentu memungkinkan satu jenis untuk berkembang dan bereproduksi lebih banyak daripada yang lain. Anda mungkin ingat bahwa gen adalah mesin yang memerintahkan sel apa yang harus dilakukan dan menentukan warna rambut dan mata Anda nantinya. Anda mendapatkan gen dari orang tua Anda. Reproduksi seksual menghasilkan mutasi, atau perubahan acak pada DNA, yang menciptakan keragaman. Semakin banyak keragaman genetik, semakin besar peluang suatu organisme mampu beradaptasi terhadap kendala lingkungan.

Bagi bakteri, reproduksi tidak bergantung pada bertemunya mikroba yang tepat; mereka hanya menyalin DNA mereka sendiri dan membelah menjadi dua sel yang identik. Proses ini, yang disebut pembelahan biner, terjadi ketika satu bakteri membelah menjadi dua, menyalin DNA dan meneruskannya ke kedua bagian sel yang terbelah.

Karena sel yang dihasilkan pada akhirnya akan identik dengan sel asal sel tersebut, metode perbanyakan ini bukanlah yang terbaik untuk menciptakan kumpulan gen yang beragam. Bagaimana bakteri memperoleh gen baru?

Ternyata bakteri menggunakan trik cerdik: transfer gen horizontal, atau pertukaran materi genetik tanpa bereproduksi. Ada beberapa cara yang digunakan bakteri untuk melakukan hal ini. Salah satu metodenya melibatkan pengumpulan materi genetik dari lingkungan luar sel - dari mikroba dan bakteri lain (melalui molekul yang disebut plasmid). Cara lainnya adalah virus, yang menggunakan bakteri sebagai rumah. Ketika virus menginfeksi bakteri baru, mereka meninggalkan materi genetik dari bakteri sebelumnya pada bakteri baru.

Pertukaran materi genetik memberi bakteri fleksibilitas untuk beradaptasi, dan mereka beradaptasi jika mereka merasakan perubahan lingkungan yang menimbulkan stres, seperti kekurangan makanan atau perubahan kimia.

Memahami bagaimana bakteri beradaptasi sangat penting untuk melawannya dan menciptakan antibiotik untuk pengobatan. Bakteri dapat bertukar materi genetik begitu sering sehingga terkadang pengobatan yang sebelumnya berhasil tidak lagi berhasil.

Tidak ada gunung yang tinggi, tidak ada kedalaman yang dalam

Jika Anda menanyakan pertanyaan “di mana bakterinya?”, akan lebih mudah untuk bertanya “di mana tidak ada bakterinya?”

Bakteri ditemukan hampir di semua tempat di bumi. Mustahil untuk membayangkan jumlah bakteri di planet ini pada suatu waktu, namun beberapa perkiraan menyebutkan jumlah mereka (bakteri dan archaea bersama-sama) mencapai 5 oktiliun – angka dengan 27 angka nol.

Mengklasifikasikan spesies bakteri sangatlah sulit karena alasan yang jelas. Saat ini terdapat sekitar 30.000 spesies yang teridentifikasi secara resmi, namun basis pengetahuan terus berkembang, dan ada pendapat bahwa kita hanyalah puncak gunung es dari semua jenis bakteri.

Faktanya adalah bakteri sudah ada sejak lama. Mereka menghasilkan beberapa fosil tertua, berumur 3,5 miliar tahun. Penelitian ilmiah menunjukkan bahwa cyanobacteria mulai menciptakan oksigen sekitar 2,3-2,5 miliar tahun yang lalu di lautan dunia, memenuhi atmosfer bumi dengan oksigen yang kita hirup hingga hari ini.

Bakteri dapat bertahan hidup di udara, air, tanah, es, panas, di tumbuhan, di usus, di kulit - di mana saja.

Beberapa bakteri bersifat ekstremofil, artinya mereka dapat bertahan dalam kondisi ekstrem yang sangat panas atau dingin, atau kekurangan nutrisi dan bahan kimia yang biasanya kita kaitkan dengan kehidupan. Para peneliti menemukan bakteri tersebut di Palung Mariana, titik terdalam di Bumi di dasar Samudera Pasifik, dekat ventilasi hidrotermal di air dan es. Ada juga bakteri yang menyukai suhu tinggi, seperti bakteri yang mewarnai kolam opalescent di Taman Nasional Yellowstone.

Buruk (bagi kami)

Meskipun bakteri memberikan kontribusi penting bagi kesehatan manusia dan planet, mereka juga memiliki sisi gelap. Beberapa bakteri dapat bersifat patogen, artinya menyebabkan penyakit.

Sepanjang sejarah manusia, bakteri tertentu (dapat dimengerti) mendapat reputasi buruk, menyebabkan kepanikan dan histeria. Ambil contoh wabah. Bakteri penyebab wabah, Yersinia pestis, tidak hanya membunuh lebih dari 100 juta orang, namun mungkin berkontribusi pada runtuhnya Kekaisaran Romawi. Sebelum munculnya antibiotik, obat yang membantu melawan infeksi bakteri, sangat sulit untuk dihentikan.

Bahkan saat ini, bakteri patogen ini sangat membuat kita takut. Berkat berkembangnya resistensi terhadap antibiotik, bakteri penyebab penyakit antraks, pneumonia, meningitis, kolera, salmonellosis, tonsilitis dan penyakit lain yang masih ada di dekat kita selalu menimbulkan bahaya bagi kita.

Hal ini terutama berlaku untuk Staphylococcus aureus, bakteri yang menyebabkan infeksi Staph. “Kuman super” ini menyebabkan banyak masalah di klinik, karena pasien sangat sering tertular infeksi ini saat memasang implan medis dan kateter.

Kita telah membicarakan tentang seleksi alam dan bagaimana beberapa bakteri menghasilkan berbagai gen yang membantu mereka menghadapi kondisi lingkungan. Jika Anda mengalami infeksi dan beberapa bakteri di tubuh Anda berbeda dari yang lain, antibiotik dapat mempengaruhi sebagian besar populasi bakteri. Namun bakteri yang bertahan akan mengembangkan resistensi terhadap obat tersebut dan tetap menunggu kesempatan berikutnya. Oleh karena itu, dokter menyarankan untuk menyelesaikan pengobatan antibiotik sampai akhir, dan secara umum menggunakannya sejarang mungkin, hanya sebagai upaya terakhir.

Senjata biologis adalah aspek menakutkan lainnya dalam pembicaraan ini. Bakteri dapat digunakan sebagai senjata dalam beberapa kasus, khususnya antraks pernah digunakan pada suatu waktu. Selain itu, tidak hanya manusia yang menderita bakteri. Spesies terpisah, Halomonas titanicae, telah menunjukkan minat terhadap kapal laut Titanic yang tenggelam, menggerogoti logam kapal bersejarah tersebut.

Tentu saja, bakteri tidak hanya menyebabkan bahaya.

Bakteri heroik

Mari kita jelajahi sisi baik bakteri. Bagaimanapun, mikroba ini memberi kita makanan lezat seperti keju, bir, adonan penghuni pertama, dan elemen fermentasi lainnya. Mereka juga meningkatkan kesehatan manusia dan digunakan dalam pengobatan.

Bakteri individu dapat disyukuri karena telah membentuk evolusi manusia. Ilmu pengetahuan semakin banyak mengumpulkan data tentang mikroflora – mikroorganisme yang hidup di tubuh kita, terutama di sistem pencernaan dan usus. Penelitian menunjukkan bahwa bakteri, materi genetik baru, dan keragaman yang dibawanya ke dalam tubuh kita memungkinkan manusia beradaptasi dengan sumber makanan baru yang belum pernah dieksploitasi sebelumnya.

Mari kita lihat seperti ini: dengan melapisi permukaan lambung dan usus, bakteri “bekerja” untuk Anda. Saat Anda makan, bakteri dan mikroba lain membantu Anda memecah dan mengekstrak nutrisi dari makanan Anda, terutama karbohidrat. Semakin beragam bakteri yang kita konsumsi, semakin banyak pula keragaman yang diperoleh tubuh kita.

Meskipun pengetahuan kita tentang mikroba sangat terbatas, ada alasan untuk percaya bahwa tidak adanya mikroba dan bakteri tertentu dalam tubuh mungkin berhubungan dengan kesehatan manusia, metabolisme, dan kerentanan terhadap alergen. Studi pendahuluan pada tikus menunjukkan bahwa penyakit metabolik seperti obesitas berhubungan dengan mikrobiota yang beragam dan sehat, dibandingkan dengan mentalitas “kalori masuk, kalori keluar” yang selama ini kita miliki.

Kemungkinan masuknya mikroba dan bakteri tertentu ke dalam tubuh manusia yang mungkin memberikan manfaat tertentu saat ini sedang dieksplorasi secara aktif, namun pada saat artikel ini ditulis, rekomendasi umum mengenai penggunaannya belum ditetapkan.

Selain itu, bakteri juga berperan penting dalam perkembangan pemikiran ilmiah dan pengobatan manusia. Bakteri memainkan peran utama dalam pengembangan postulat Koch pada tahun 1884, yang mengarah pada pemahaman umum bahwa penyakit disebabkan oleh jenis mikroba tertentu.

Para peneliti yang mempelajari bakteri secara tidak sengaja menemukan penisilin, antibiotik yang menyelamatkan banyak nyawa. Juga, baru-baru ini, sehubungan dengan ini, cara mudah untuk mengedit genom organisme ditemukan, yang dapat merevolusi pengobatan.

Faktanya, kami baru mulai memahami bagaimana memanfaatkan hidup bersama dengan teman-teman kecil ini. Selain itu, tidak jelas siapa pemilik sebenarnya bumi: manusia atau mikroba.

Mikrobiologi mempelajari struktur, aktivitas vital, kondisi kehidupan dan perkembangan organisme terkecil yang disebut mikroba, atau mikroorganisme.

“Tak terlihat, mereka terus-menerus menemani seseorang, menyerang hidupnya baik sebagai teman atau musuh,” kata akademisi V. L. Omelyansky. Memang benar, mikroba ada dimana-mana: di udara, di air dan di tanah, di tubuh manusia dan hewan. Mereka bisa bermanfaat dan digunakan dalam banyak produk makanan. Mereka bisa berbahaya, menyebabkan penyakit pada manusia, pembusukan makanan, dll.

Mikroba ditemukan oleh orang Belanda A. Leeuwenhoek (1632-1723) pada akhir abad ke-17, ketika ia membuat lensa pertama yang memberikan perbesaran 200 kali atau lebih. Mikrokosmos yang dilihatnya membuatnya takjub; Leeuwenhoek mendeskripsikan dan membuat sketsa mikroorganisme yang ia temukan pada berbagai objek. Dia meletakkan dasar bagi sifat deskriptif ilmu baru. Penemuan Louis Pasteur (1822-1895) membuktikan bahwa mikroorganisme berbeda tidak hanya dalam bentuk dan struktur, tetapi juga fungsi vitalnya. Pasteur menemukan bahwa ragi menyebabkan fermentasi alkohol, dan beberapa mikroba dapat menyebabkan penyakit menular pada manusia dan hewan. Pasteur tercatat dalam sejarah sebagai penemu metode vaksinasi terhadap rabies dan antraks. Kontribusi mikrobiologi yang terkenal di dunia adalah R. Koch (1843-1910) - ia menemukan agen penyebab tuberkulosis dan kolera, I. I. Mechnikova (1845-1916) - mengembangkan teori kekebalan fagositik, pendiri virologi D. I. Ivanovsky (1864- 1920), N F. Gamaleya (1859-1940) dan banyak ilmuwan lainnya.

Klasifikasi dan morfologi mikroorganisme

Mikroba- Ini adalah organisme hidup terkecil, sebagian besar bersel tunggal, hanya terlihat melalui mikroskop. Ukuran mikroorganisme diukur dalam mikrometer – mikron (1/1000 mm) dan nanometer – nm (1/1000 mikron).

Mikroba dicirikan oleh beragam spesies, berbeda dalam struktur, sifat, dan kemampuan untuk hidup dalam kondisi lingkungan yang berbeda. Mereka bisa menjadi uniseluler, multiseluler Dan non-seluler.

Mikroba dibagi menjadi bakteri, virus dan fag, jamur, dan ragi. Secara terpisah, ada jenis bakteri - rickettsia, mikoplasma, dan kelompok khusus terdiri dari protozoa (protozoa).

Bakteri

Bakteri- sebagian besar mikroorganisme uniseluler dengan ukuran mulai dari sepersepuluh mikrometer, misalnya mikoplasma, hingga beberapa mikrometer, dan pada spirochetes - hingga 500 mikron.

Ada tiga bentuk utama bakteri: bulat (kokus), berbentuk batang (basil, dll.), berbelit-belit (vibrio, spirochetes, spirilla) (Gbr. 1).

Bakteri berbentuk bulat (kokus) Biasanya berbentuk bulat, tetapi bisa juga agak lonjong atau berbentuk kacang. Kokus dapat ditemukan secara tunggal (mikrokokus); berpasangan (diplokokus); dalam bentuk rantai (streptokokus) atau tandan anggur (staphylococci), dalam kemasan (sarcins). Streptococci dapat menyebabkan tonsilitis dan erisipelas, sedangkan staphylococci dapat menyebabkan berbagai proses inflamasi dan purulen.

Beras. 1. Bentuk bakteri: 1 - mikrokokus; 2 - streptokokus; 3 - sarden; 4 — batang tanpa spora; 5 — batang dengan spora (basil); 6 - vibrio; 7- spirocheta; 8 - spirila (dengan flagela); stafilokokus

Bakteri berbentuk batang yang paling umum. Batangnya bisa tunggal, berpasangan (diplobacteria) atau rantai (streptobacteria). Bakteri berbentuk batang antara lain Escherichia coli, penyebab penyakit salmonellosis, disentri, demam tifoid, TBC, dll. Beberapa bakteri berbentuk batang mempunyai kemampuan untuk membentuk perselisihan. Batang pembentuk spora disebut basil. Basil yang berbentuk gelendong disebut clostridia.

Sporulasi adalah proses yang kompleks. Spora sangat berbeda dari sel bakteri biasa. Mereka memiliki cangkang padat dan jumlah air yang sangat sedikit, mereka tidak membutuhkan nutrisi, dan reproduksi terhenti sama sekali. Spora mampu menahan kekeringan, suhu tinggi dan rendah dalam waktu yang lama serta dapat bertahan dalam keadaan hidup selama puluhan dan ratusan tahun (spora antraks, botulisme, tetanus, dll). Begitu berada di lingkungan yang menguntungkan, spora berkecambah, yaitu berubah menjadi bentuk perkembangbiakan vegetatif biasa.

Bakteri bengkok bisa dalam bentuk koma - vibrio, dengan beberapa ikal - spirilla, dalam bentuk tongkat tipis yang dipilin - spirochetes. Vibrio termasuk agen penyebab kolera, dan agen penyebab sifilis adalah spirochete.

sel bakteri mempunyai dinding sel (selubung), seringkali tertutup lendir. Seringkali lendir membentuk kapsul. Isi sel (sitoplasma) dipisahkan dari membran oleh membran sel. Sitoplasma adalah massa protein transparan dalam keadaan koloid. Sitoplasma mengandung ribosom, peralatan inti dengan molekul DNA, dan berbagai nutrisi cadangan (glikogen, lemak, dll.).

mikoplasma- bakteri yang tidak memiliki dinding sel dan membutuhkan faktor pertumbuhan yang terkandung dalam ragi untuk perkembangannya.

Beberapa bakteri dapat berpindah. Gerakan dilakukan dengan bantuan flagela - benang tipis dengan panjang berbeda yang melakukan gerakan rotasi. Flagela dapat berbentuk benang tunggal yang panjang atau berbentuk bundel, dan dapat terletak di seluruh permukaan bakteri. Banyak bakteri berbentuk batang dan hampir semua bakteri melengkung mempunyai flagela. Bakteri berbentuk bola, pada umumnya, tidak memiliki flagela dan tidak bergerak.

Bakteri berkembang biak dengan membelah menjadi dua bagian. Laju pembelahan bisa sangat tinggi (setiap 15-20 menit), dan jumlah bakteri meningkat dengan cepat. Pembagian cepat ini terjadi pada makanan dan substrat kaya nutrisi lainnya.

Virus

Virus- sekelompok mikroorganisme khusus yang tidak memiliki struktur seluler. Ukuran virus diukur dalam nanometer (8-150 nm), sehingga hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop elektron. Beberapa virus hanya terdiri dari satu protein dan satu asam nukleat (DNA atau RNA).

Virus menyebabkan penyakit umum pada manusia seperti influenza, virus hepatitis, campak, serta penyakit hewan - penyakit mulut dan kuku, wabah hewan dan banyak lainnya.

Virus bakteri disebut bakteriofag, virus jamur - mikofag dll. Bakteriofag ditemukan di mana pun terdapat mikroorganisme. Fag menyebabkan kematian sel mikroba dan dapat digunakan untuk mengobati dan mencegah penyakit menular tertentu.

Jamur adalah organisme tumbuhan khusus yang tidak mempunyai klorofil dan tidak mensintesis zat organik, tetapi memerlukan zat organik siap pakai. Oleh karena itu, jamur berkembang pada berbagai substrat yang mengandung unsur hara. Beberapa jamur dapat menyebabkan penyakit pada tanaman (kanker dan penyakit busuk daun pada kentang, dll), serangga, hewan dan manusia.

Sel jamur berbeda dari sel bakteri dengan adanya inti dan vakuola dan mirip dengan sel tumbuhan. Paling sering mereka berbentuk benang panjang dan bercabang atau terjalin - hifa. Terbentuk dari hifa miselium, atau miselium. Miselium dapat terdiri dari sel-sel dengan satu atau lebih inti atau nonseluler, mewakili satu sel berinti raksasa. Tubuh buah berkembang di miselium. Tubuh beberapa jamur mungkin terdiri dari sel tunggal, tanpa pembentukan miselium (ragi, dll).

Jamur dapat berkembang biak dengan berbagai cara, termasuk secara vegetatif melalui pembelahan hifa. Kebanyakan jamur bereproduksi secara aseksual dan seksual melalui pembentukan sel reproduksi khusus - sengketa. Spora, pada umumnya, mampu bertahan lama di lingkungan luar. Spora dewasa dapat diangkut dalam jarak yang cukup jauh. Begitu berada di media nutrisi, spora dengan cepat berkembang menjadi hifa.

Sekelompok besar jamur diwakili oleh kapang (Gbr. 2). Tersebar luas di alam, mereka dapat tumbuh pada produk makanan, membentuk plak yang terlihat jelas dengan berbagai warna. Pembusukan makanan sering kali disebabkan oleh jamur mucor, yang berbentuk gumpalan halus berwarna putih atau abu-abu. Jamur mucor Rhizopus menyebabkan “busuk lunak” pada sayuran dan buah beri, dan jamur botrytis melapisi dan melembutkan apel, pir, dan buah beri. Agen penyebab pembentukan produk dapat berupa jamur dari genus Peniillium.

Jenis jamur tertentu tidak hanya menyebabkan pembusukan makanan, tetapi juga menghasilkan zat beracun bagi manusia - mikotoksin. Ini termasuk beberapa jenis jamur dari genus Aspergillus, genus Fusarium, dll.

Khasiat bermanfaat dari jenis jamur tertentu digunakan dalam industri makanan dan farmasi serta industri lainnya. Misalnya, jamur dari genus Peniiillium digunakan untuk memperoleh antibiotik penisilin dan dalam produksi keju (Roquefort dan Camembert), jamur dari genus Aspergillus digunakan dalam produksi asam sitrat dan banyak sediaan enzim.

Aktinomycetes- mikroorganisme yang memiliki ciri-ciri bakteri dan jamur. Secara struktur dan sifat biokimia, actinomycetes mirip dengan bakteri, dan dari segi sifat reproduksi serta kemampuannya membentuk hifa dan miselium mirip dengan jamur.

Beras. 2. Jenis jamur kapang: 1 - peniillium; 2- aspergillus; 3 - mukor.

Ragi

Ragi- mikroorganisme tidak bergerak bersel tunggal dengan ukuran tidak lebih dari 10-15 mikron. Bentuk sel ragi seringkali bulat atau lonjong, lebih jarang berbentuk batang, sabit atau lemon. Sel ragi memiliki struktur yang mirip dengan jamur, mereka juga memiliki nukleus dan vakuola. Ragi berkembang biak dengan tunas, pembelahan, atau spora.

Ragi tersebar luas di alam, dapat ditemukan di tanah dan tumbuhan, pada produk makanan dan berbagai limbah industri yang mengandung gula. Berkembangnya ragi pada produk pangan dapat menyebabkan pembusukan sehingga menyebabkan fermentasi atau pengasaman. Beberapa jenis ragi memiliki kemampuan mengubah gula menjadi etil alkohol dan karbon dioksida. Proses ini disebut fermentasi alkohol dan banyak digunakan dalam industri makanan dan anggur.

Beberapa jenis jamur kandida menyebabkan penyakit pada manusia yang disebut kandidiasis.

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 (film bakteri yang diresapi dengan karbonat) masih terbentuk sampai sekarang, terutama di lepas pantai Australia, Bahama, di California dan Teluk Persia, namun relatif jarang dan tidak mencapai ukuran besar, karena organisme herbivora, seperti gastropoda , beri mereka makan. 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 batuan purba, telah 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. Jadi, di perkotaan, air hujan mengandung lebih banyak bakteri dibandingkan di pedesaan. Jumlahnya sedikit di udara dingin pegunungan tinggi dan daerah kutub, namun ditemukan bahkan di lapisan bawah stratosfer pada ketinggian 8 km. Saluran pencernaan hewan padat bakteri (biasanya tidak berbahaya). Eksperimen telah menunjukkan bahwa mereka tidak diperlukan untuk kehidupan sebagian besar spesies, meskipun mereka dapat mensintesis beberapa vitamin. Namun, pada hewan ruminansia (sapi, antelop, domba) dan banyak rayap, mereka terlibat dalam pencernaan makanan nabati. Selain itu, sistem kekebalan tubuh hewan yang dipelihara dalam kondisi steril tidak berkembang secara normal karena kurangnya rangsangan bakteri. Flora bakteri normal di usus juga penting untuk menekan mikroorganisme berbahaya yang masuk ke sana.

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 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” sebagian. Banyak bakteri motil juga merespons fluktuasi suhu, dan spesies fotosintetik merespons perubahan intensitas cahaya. Beberapa bakteri merasakan arah garis 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. Proses tersebut disebut transformasi karena pada tahap awal kajiannya perhatian utama diberikan pada transformasi (transformasi) organisme yang tidak berbahaya menjadi organisme yang 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 proyeksi 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 makhluk 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 seluler 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 dapat terjadi antar individu tidak hanya dari spesies yang berbeda, tetapi juga dari genera yang berbeda, sehingga sah atau tidaknya penerapan konsep umum tentang asal usul evolusi 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 yang 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 tumbuhan 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 telah banyak digunakan dalam bidang manufaktur, bahkan 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 kadar rendah, mis. mengubahnya menjadi 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 setara dengan proses yang terjadi di alam selama pelapukan batuan.
Mendaur ulang. Bakteri juga berfungsi untuk mengubah bahan limbah, seperti limbah, menjadi produk yang tidak terlalu berbahaya atau bahkan produk yang bermanfaat. 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. Untuk memastikan bahwa instalasi pengolahan air menggunakan ruang dan uang sesedikit mungkin, diperlukan pengetahuan yang baik tentang bakteriologi.
Penggunaan lainnya. Bidang penting lain 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 bakteri adalah penyebab utama pembusukan, pengembangan sistem penyimpanan makanan yang efisien memerlukan pengetahuan tentang batas toleransi 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), penambahan garam atau gula dalam jumlah besar, 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, diperlukan 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 mikrobiologi, seperti usap tenggorokan atau luka, sampel darah, sampel air, atau bahan lainnya, diencerkan dengan kadar tinggi dan diaplikasikan pada permukaan media semi padat, tempat koloni bulat berkembang dari sel-sel individual. Bahan pengeras media kultur biasanya berupa agar-agar, suatu polisakarida yang diperoleh dari rumput laut tertentu dan tidak dapat dicerna oleh hampir semua jenis bakteri. Media agar yang digunakan berbentuk “shoals”, yaitu. permukaan miring yang dibentuk dalam tabung reaksi yang berdiri dengan sudut besar ketika media kultur cair mengeras, atau dalam bentuk lapisan tipis dalam cawan Petri kaca - bejana bundar datar, ditutup dengan penutup dengan bentuk yang 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): sebagai hasilnya, 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 obat-obatan tertentu, seperti antibiotik, dapat ditentukan dengan menempatkan cakram kecil kertas saring yang direndam dalam zat-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 .

Mikroorganisme (mikroba) adalah organisme bersel tunggal yang berukuran lebih kecil dari 0,1 mm dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Ini termasuk bakteri, mikroalga, beberapa jamur berfilamen rendah, ragi, dan protozoa (Gbr. 1). Mikrobiologi mempelajarinya.

Beras. 1. Benda Mikrobiologi.

Pada Gambar. 2. Anda dapat melihat beberapa perwakilan protozoa bersel tunggal. Terkadang objek ilmu ini mencakup organisme paling primitif di Bumi - virus yang tidak memiliki struktur seluler dan merupakan kompleks asam nukleat (materi genetik) dan protein. Lebih sering mereka diisolasi ke dalam bidang studi yang benar-benar terpisah (Virologi), karena mikrobiologi lebih ditujukan untuk mempelajari organisme mikroskopis bersel tunggal.

Beras. 2. Perwakilan individu eukariota uniseluler (protozoa).

Ilmu algologi dan mikologi, yang masing-masing mempelajari alga dan jamur, merupakan disiplin ilmu terpisah yang tumpang tindih dengan mikrobiologi dalam studi benda hidup mikroskopis. Bakteriologi adalah cabang mikrobiologi yang sebenarnya. Ilmu ini secara eksklusif mempelajari studi tentang mikroorganisme prokariotik (Gbr. 3).

Beras. 3. Skema sel prokariotik.

Tidak seperti eukariota, yang mencakup semua organisme multiseluler, serta protozoa, alga mikroskopis, dan jamur, prokariota tidak memiliki nukleus yang mengandung materi genetik dan organel nyata (struktur sel khusus permanen).

Prokariota termasuk bakteri sejati dan archaea, yang menurut klasifikasi modern ditetapkan sebagai domain (superkingdoms) Archaea dan Eubacteria (Gbr. 4).

Beras. 4. Domain klasifikasi biologi modern.

Ciri-ciri struktural bakteri

Bakteri merupakan penghubung penting dalam siklus zat di alam, mereka menguraikan sisa-sisa tumbuhan dan hewan, membersihkan perairan yang terkontaminasi bahan organik, dan memodifikasi senyawa anorganik. Tanpa mereka, kehidupan di bumi tidak akan ada. Mikroorganisme ini tersebar dimana-mana, di tanah, air, udara, organisme hewan dan tumbuhan.

Bakteri berbeda dalam ciri morfologi berikut:

1. Bentuk sel (bulat, berbentuk batang, berserabut, berbelit-belit, spiral, serta berbagai pilihan peralihan dan konfigurasi berbentuk bintang).
2. Adanya alat gerak (tidak bergerak, berflagel, karena keluarnya lendir).
3. Artikulasi sel satu sama lain (terisolasi, bertautan dalam bentuk berpasangan, butiran, bentuk percabangan).

Di antara struktur yang dibentuk oleh bakteri bulat (kokus), terdapat sel-sel yang berpasangan setelah pembelahan kemudian terpecah menjadi bentukan tunggal (mikrokokus) atau tetap bersama sepanjang waktu (diplokokus). Struktur kuadrat empat sel dibentuk oleh tetrakokus, rantai oleh streptokokus, butiran 8-64 unit oleh sarcina, dan kelompok oleh stafilokokus.

Bakteri berbentuk batang diwakili oleh berbagai bentuk karena variabilitas yang besar dalam panjang (0,1-15 µm) dan ketebalan (0,1-2 µm) sel. Bentuk bakteri juga bergantung pada kemampuan bakteri untuk membentuk spora - struktur dengan cangkang tebal yang memungkinkan mikroorganisme bertahan dalam kondisi buruk. Sel dengan kemampuan ini disebut basil, dan sel yang tidak memiliki sifat tersebut disebut bakteri berbentuk batang.

Modifikasi khusus bakteri berbentuk batang adalah bentuk berserabut (memanjang), rantai dan struktur bercabang. Yang terakhir ini dibentuk oleh actinomycetes pada tahap perkembangan tertentu. Batang “melengkung” disebut bakteri berkerut, di antaranya vibrio diisolasi; spirilla memiliki dua tikungan (15-20 µm); spirochetes yang menyerupai garis bergelombang. Panjang selnya masing-masing 1-3, 15-20 dan 20-30 µm. Pada Gambar. Gambar 5 dan 6 menunjukkan bentuk morfologi utama bakteri, serta jenis susunan spora di dalam sel.

Beras. 5. Bentuk dasar bakteri.

Beras. 6. Bakteri menurut jenis letak spora di dalam selnya. 1, 4 – di tengah; 2, 3, 5 – lokasi akhir; 6 – dari samping.

Struktur seluler utama bakteri: nukleoid (materi genetik), ribosom yang dimaksudkan untuk sintesis protein, membran sitoplasma (bagian dari membran sel), yang pada banyak perwakilan juga dilindungi dari atas, kapsul dan selaput lendir (Gbr. 7).

Beras. 7. Skema sel bakteri.

Menurut klasifikasi bakteri ada lebih dari 20 jenis. Misalnya, Aquificae yang sangat termofilik (pecinta suhu tinggi), bakteri Bacteroidetes berbentuk batang anaerobik. Namun, filum yang paling dominan, yang mencakup beragam perwakilan, adalah Actinobacteria. Ini termasuk bifidobacteria, laktobasilus, dan actinomycetes. Keunikan yang terakhir terletak pada kemampuannya membentuk miselium pada tahap perkembangan tertentu.

Dalam bahasa umum ini disebut miselium. Memang, sel-sel actinomycetes yang bercabang menyerupai hifa jamur. Terlepas dari ciri ini, actinomycetes diklasifikasikan sebagai bakteri, karena mereka adalah prokariota. Secara alami, struktur sel mereka kurang mirip dengan jamur.

Actinomycetes (Gambar 8) adalah bakteri yang tumbuh lambat, sehingga tidak memiliki kemampuan bersaing untuk mendapatkan substrat yang tersedia. Mereka mampu menguraikan zat yang tidak dapat digunakan oleh mikroorganisme lain sebagai sumber karbon, khususnya hidrokarbon minyak bumi. Oleh karena itu, actinomycetes dipelajari secara intensif di bidang bioteknologi.

Beberapa perwakilan berkonsentrasi di area ladang minyak dan membuat filter bakteri khusus yang mencegah penetrasi hidrokarbon ke atmosfer. Actinomycetes adalah produsen aktif senyawa yang bernilai praktis: vitamin, asam lemak, antibiotik.

Beras. 8. Perwakilan actinomycete Nocardia.

Jamur dalam mikrobiologi

Objek mikrobiologi hanya jamur kapang tingkat rendah (khususnya rhizopus, mucor). Seperti semua jamur, mereka tidak mampu mensintesis zat sendiri dan membutuhkan media nutrisi. Miselium perwakilan yang lebih rendah dari kerajaan ini bersifat primitif, tidak terbagi oleh partisi. Sebuah ceruk khusus dalam penelitian mikrobiologi ditempati oleh ragi (Gbr. 9), ditandai dengan tidak adanya miselium.

Beras. 9. Bentuk koloni kultur khamir pada media nutrisi.

Saat ini, banyak pengetahuan telah dikumpulkan tentang khasiatnya yang bermanfaat. Namun, ragi terus dipelajari karena kemampuannya dalam mensintesis senyawa organik yang bernilai praktis dan secara aktif digunakan sebagai organisme model dalam eksperimen genetik. Sejak zaman kuno, ragi telah digunakan dalam proses fermentasi. Metabolisme berbeda di antara perwakilan yang berbeda. Oleh karena itu, beberapa ragi lebih cocok untuk proses tertentu dibandingkan yang lain.

Misalnya, Saccharomyces beticus, yang lebih tahan terhadap konsentrasi alkohol tinggi, digunakan untuk membuat wine yang kuat (hingga 24%). Sedangkan ragi S. cerevisiae mampu menghasilkan etanol dengan konsentrasi lebih rendah. Menurut bidang penerapannya, ragi diklasifikasikan menjadi pakan, pembuat roti, pembuat bir, minuman beralkohol, dan anggur.

Mikroorganisme patogen

Mikroorganisme penyebab penyakit atau patogen ditemukan dimana-mana. Selain virus terkenal: influenza, hepatitis, campak, HIV, dll., mikroorganisme berbahaya adalah rickettsia, serta streptokokus dan stafilokokus, yang menyebabkan keracunan darah. Di antara bakteri berbentuk batang terdapat banyak patogen. Misalnya penyakit difteri, tuberkulosis, demam tifoid (Gbr. 10). Banyak perwakilan mikroorganisme berbahaya bagi manusia ditemukan di antara protozoa, khususnya plasmodium malaria, toksoplasma, leishmania, lamblia, Trichomonas, dan amuba patogen.

Beras. 10. Foto bakteri Bacillus anthracis penyebab penyakit antraks.

Banyak actinomycetes yang tidak berbahaya bagi manusia dan hewan. Namun, banyak perwakilan patogen ditemukan di antara mikobakteri penyebab tuberkulosis dan kusta. Beberapa actinomycetes memulai penyakit seperti aktinomikosis, disertai dengan pembentukan granuloma dan terkadang peningkatan suhu tubuh. Jenis jamur tertentu mampu menghasilkan zat beracun bagi manusia - mikotoksin. Misalnya beberapa perwakilan dari genus Aspergillus, Fusarium. Jamur patogen menyebabkan sekelompok penyakit yang disebut mikosis. Jadi, kandidiasis atau, sederhananya, sariawan disebabkan oleh jamur mirip ragi (Gbr. 11). Mereka selalu ada dalam tubuh manusia, namun diaktifkan hanya ketika sistem kekebalan tubuh melemah.

Beras. 11. Jamur Candida merupakan penyebab sariawan.

Jamur dapat menyebabkan berbagai macam lesi kulit, khususnya semua jenis lichen, kecuali herpes zoster yang disebabkan oleh virus. Ragi Malassezia, penghuni permanen kulit manusia, dapat menyebabkan penurunan aktivitas sistem kekebalan tubuh. Jangan langsung terburu-buru mencuci tangan. Ragi dan bakteri oportunistik dalam keadaan sehat mempunyai fungsi penting, mencegah perkembangan patogen.

Virus sebagai objek mikrobiologi

Virus adalah organisme paling primitif di bumi. Dalam keadaan bebas, tidak terjadi proses metabolisme di dalamnya. Hanya ketika mereka memasuki sel inang barulah virus mulai berkembang biak. Pada semua organisme hidup, pembawa materi genetik adalah asam deoksiribonukleat (DNA). Hanya di antara virus terdapat perwakilan dengan urutan genetik seperti asam ribonukleat (RNA).

Virus seringkali tidak diklasifikasikan sebagai organisme yang benar-benar hidup.

Morfologi virus sangat beragam (Gbr. 12). Biasanya, ukuran diametrisnya berkisar antara 20-300 nm.

Beras. 12. Keanekaragaman partikel virus.

Beberapa perwakilan mencapai panjang 1-1,5 mikron. Struktur virus terdiri dari materi genetik yang dikelilingi oleh kerangka protein khusus (kapsid), yang bercirikan berbagai bentuk (heliks, ikosahedral, bulat). Beberapa virus juga mempunyai selubung di atasnya yang terbentuk dari membran sel inang (superkapsid). Misalnya, (Gbr. 13) dikenal sebagai agen penyebab penyakit yang disebut (AIDS). Ini mengandung RNA sebagai materi genetik dan mempengaruhi jenis sel sistem kekebalan tertentu (limfosit T pembantu).

Beras. 13. Struktur virus imunodefisiensi manusia.