Bakterie

Dělení bakterií podle tvaru

Tyčinkovité bakterie

Tyčinkovité buňky jsou buď rovné, zakřivené, tvaru pravidelné nebo nepravidelné spirály. U většiny se délka pohybuje v rozmezí od 1 do 3 µm. Rozmnožují se příčným dělením buňky. Mezi tyčinky patří rod Lactobacillus, Bacillus, Clostridium, Escherichia, Salmonella, Brucella, Leptospira a další.

Kulovité bakterie (koky)

Tyto bakterie při dělení pouze v jedné rovině mohou tvořit řetízky, tedrády, hroznovité útvary (stafylokoky) nebo tvoří pravidelné balíčky po osmi až několika stech buňkách (tzv. sarciny). Dělením v různých rovinách vznikají nepravidelné shluky buněk. Mezi kulovité bakterie patří rody Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus a další.

Jiné

Do jiných tvarů náleží také spirochety, což jsou v podstatě spirály tyčikových buněk. Typickým zástupcem spirochet je Leptospira. Vláknitý tvar se vyskytuje u skupiny půdních bakterií patřících do rodu Actinomycetales a u několika dalších rodů. Z dalších tvarů můžeme vidět tvar písmene Y u bifidobakterií. Spirálovitý tvar má Helicobacter pylori, který je znám jako původce žaludečních vředů.

Struktura bakteriálních buněk

Bakteriální buňka obsahuje buněčnou stěnu, cytoplazmatickou membránu, cytoplazmu, ve které jsou ribozomy, zrníčka rezervních látek a jaderný materiál. Z vychlípenin (invaginací) membrány vznikají mesozomy. Některé bakterie mají bičíky, fimbrie, nebo glykokalyx, které slouží k pohybu nebo přichycení na určitý materiál. Velká řada bakterií obsahuje plazmidy. Některé druhy tvoří na svém povrchu slizovitý obal.

Buněčná stěna bakterií

Buněčná stěna obsahuje vrstvu peptidoglykanů, zvaných též mukopeptidy nebo mureiny (z lat. murus = stěna), které dodávají buněčné stěně pevnost a neohebnost. Vrstva peptidoglykanů je přítomna v buněčné stěně všech bakterií. Další složky buněčné stěny jsou rozdílné u gramnegativních (G-) a grampozitivních (G+) bakterií.

• Jako G+ se označují ty bakterie, jejichž usmrcené buňky po barvení Gramovým barvicím roztokem a moření jodovým roztokem neztrácení toto barvivo působením rozpouštědel (tj. aceton a etanol). U G- bakterií je toto barvivo z obarvených buněk uvedenými rozpouštědly vyplavováno, takže buňky se odbarví. Gramovo barvení se využívá pro diagnostiku bakterií.

Hlavní složkou stěny G+ bakterií je silná peptidoglykanová vrstva, která je vyplněna tzv. teichoovou kyselinou, která představuje až 50 % sušiny buněčné stěny. Kromě teichoové kyseliny jsou na peptidoglykany vázány polysacharidy, které jsou zodpovědné za imunochemické reakce, tj. za specifické antigenní vlastnosti jednotlivých skupin bakterií. Mezi G+ bakterie řadíme rody Streptococcus, Staphylococcus, Lactobacillus, Clostridium a mnohé další.

• Stěna G- bakterií se skládá z tenké vrstvy peptidoglykanů bez teichoové kyseliny a z tzv. vnější membrány, která obsahuje fosfolipidy, proteiny, lipoproteiny a lipopolysacharidy. Obsah lipidů ve stěně G- bakterií je příčinou jejich zvýšené odolnosti k aniontovým povrchově aktivním látkách, jako jsou mýdla, žlučové kyseliny nebo alkylsulfáty. Odolnost ke žlučovým kyselinám umožňuje vysoký výskyt G- bakterií (zejm. enterobakterií) ve střevním traktu savců. Lipopolysacharidy patogenů (například u rodu Salmonella) fungují jako endotoxiny, jelikož v těle živočichů napadených těmito bakteriemi vyvolávají příznaky onemocnění. Zástupci G- bakterií jsou rody Neisseria, Pseudomonas, Escherichia, Salmonella, Brucella a jiné.

Do řádu aktinomycet patří mykobakterie, které jsou většinou považovány za G+, ale jejich buněčná stěna obsahuje navíc vosky, které způsobují tzv. acidorezistenci, což je špatná barvitelnost organickými barvivy, odolnost k odbarvení kyselinami a etanolem. Patří mezi ně medicínsky významné druhy způsobující TBC (Mycobacterium tuberculosis) a lepru (M. leprae).

Cytoplazmatická membrána bakterií

Cytoplazmatická stěna je velmi tenká a jemná membrána, která je složena z fosfolipidů a proteinů. Z cytoplazmatické membrány bakterií vybíhají do cytoplazmy vychlípeniny (invaginace). Zvláštním typem těchto invaginací jsou mesozomy, které se účastní dělení bakterií. Cytoplazmatická membrána je dále sídlem dýchacích enzymů, systému oxidační fosforylace pro získání energie, enzymů pro syntézu a odbourávání fosfolipidů a konečné fáze syntézy složek buněčné stěny a pouzdrových obalů.

Cytoplazma bakterií

Cytoplazma se skládá z buněčné šťávy, což je jakýsi vodný roztok enzymů, meziproduktů metabolismu, rezervních látek a anorganických iontů. Cytoplazma obsahuje také ribozomy, které jsou menší než ribozomy eukaryotních mikroorganismů a tvoří až 40 % cytoplazmy. Tento vysoký obsah ribozomů, v nichž probíhá syntéza bílkovin, umožňuje vysokou rychlost syntézy buněčné hmoty bakterií: za optimálních podmínek se buněčná hmota bakterií zdvojnásobí za zhruba 20 minut. Kromě výše uvedených složek obsahuje cytoplazma také barviva, zejména karotenoidy.

Jaderný materiál bakterií

Jaderný materiál tvoří deoxyribonukleová kyselina (DNA) umístěná přímo v cytoplazmě. Bakteriální DNA tvoří jeden chromozom, který má uzavřenou kruhovou strukturu.

Plazmidy

Jsou to postradatelné malé kruhové molekuly DNA, které se přenáší z buňky do buňky. Známé jsou F-plazmidy (fertilní), které slouží ke konjugaci buněk. Další jsou R-plazmidy (rezistence), které kódují rezistenci na antibiotika či jiné jedy.

Orgány pohybu bakterií

Některé tyčinkovité bakterie mají na svém povrchu jeden nebo více bičíků, které jim umožňují pohyb. Podle počtu a umístění bičíků lze rozdělit bakterie na monotricha, které mají jeden bičík na jednom pólu buňky, lofotricha, které mají svazek bičíků na jednom pólu buňky, dále na amfitricha, které mají jeden nebo více bičíků na obou pólech. Buňky mající celý povrch pokrytý bičíky se nazývají peritricha. Buňky bez bičíků jsou tzv. atricha.

Na povrchu některých bakterií jsou zvláštní dutá vlákna, nazývající se pili nebo fimbrie. Vyskytují se u G- bakterií, často vedle bičíků, a pro svoje adhezivní vlastnosti slouží ke spojování buněk.

Některé bakterie syntetizují na svém povrchu dlouhá polysacharidová nebo glykoproteinová vlákna, kterými se přichycují na inertní plochy (například na zubní sklovinu nebo epitelové buňky), tato vlákna vytváří tzv. glykokalyx (kalyx = schránka, kalich).

Slizovitý obal bakterií

Některé druhy bakterií tvoří kolem svých buněk slizovitý obal z polysacharidů nebo polypeptidů, který je chrání proti vysychání a proti dalším nepříznivým podmínkám. Není však pro život buňky nutný.