Ani si nedokážeme představit, kolik mikroorganismů nás neustále obklopuje. Držením zábradlí v autobuse jste si na ruku nasadili již asi sto tisíc bakterií, vstupem na veřejné WC jste se zase odměnili těmito mikroorganismy. Bakterie provázejí člověka vždy a všude. Na toto slovo ale není třeba reagovat negativně, protože bakterie jsou nejen patogenní, ale také tělu prospěšné.
Vědci byli velmi překvapeni, když si uvědomili, že některé bakterie si zachovaly svůj vzhled asi miliardu let. Takové mikroorganismy byly dokonce srovnávány s vozem Volkswagen - vzhled jednoho z jejich modelů se nezměnil již 40 let a má ideální tvar.
Bakterie se na Zemi objevily mezi prvními, a tak je lze zaslouženě nazvat stoletými. Zajímavostí je, že tyto buňky nemají vytvořené jádro, a proto dodnes svou strukturou přitahují velkou pozornost.
Bakterie jsou mikroskopické organismy rostlinného původu. Struktura bakteriální buňky (existuje tabulka, diagramy pro jasné pochopení typů těchto buněk) závisí na jejím účelu.
Tyto buňky jsou všudypřítomné, protože se mohou rychle množit. Existují vědecké důkazy, že za pouhých šest hodin může jedna buňka vyprodukovat potomstvo 250 000 bakterií. Tyto jednobuněčné organismy mají mnoho odrůd, které se liší tvarem.
Bakterie jsou velmi houževnaté organismy, jejich výtrusy si dokážou zachovat schopnost života 30-40 let. Tyto výtrusy jsou přenášeny s dechem větru, proudem vody a jinými způsoby. Životaschopnost se udržuje do teploty 100 stupňů a při mírném mrazu. A přesto, jaká je struktura bakteriální buňky? Tabulka popisuje hlavní složky bakterie, funkce ostatních organel jsou nastíněny níže.
Jsou patogenní povahy. Koky jsou rozděleny do skupin v závislosti na jejich umístění:
Tyčinky tvořící výtrusy se dělí na klostridie a bacily. Velikostí jsou tyto bakterie krátké a velmi krátké. Koncové části tyčinek jsou zaoblené, zesílené nebo odříznuté. V závislosti na umístění bakterií se rozlišuje několik skupin: mono-, diplo- a streptobakterie.
Tyto mikroskopické buňky jsou dvou typů:
Vláknité bakterie. Existují dvě skupiny takových forem:
Strukturní rysy bakteriální buňky spočívají v tom, že v průběhu své existence je schopna měnit formy, ale zároveň se polymorfismus nedědí. Na buňku v procesu metabolismu v těle působí různé faktory, v důsledku čehož jsou pozorovány kvantitativní změny jejího vzhledu. Jakmile se však akce zvenčí zastaví, buňka získá svůj dřívější obraz. Jaké jsou strukturální rysy bakteriální buňky, lze odhalit při jejím zkoumání mikroskopem.
Plášť dodává a udržuje tvar buňky, chrání vnitřní součásti před poškozením. Kvůli neúplné permeabilitě se do buňky nemohou dostat všechny látky, což přispívá k výměně nízko- a vysokomolekulárních struktur mezi vnějším prostředím a buňkou samotnou. Ve stěně také probíhají různé chemické reakce. S pomocí elektronového mikroskopu není těžké studovat, jakou detailní strukturu má bakteriální buňka.
Základ pláště obsahuje polymer murein. Grampozitivní bakterie mají jednovrstvou kostru složenou z mureinu. Zde jsou polysacharidové a lipoproteinové komplexy, fosfáty. V gramnegativních buňkách má mureinová kostra mnoho vrstev. Vnější vrstva sousedící s buněčnou stěnou je cytoplazmatická membrána. Má také určité vrstvy obsahující proteiny s lipidy. Hlavní funkcí cytoplazmatické membrány je kontrola průniku látek do buňky a jejich odstranění (osmotická bariéra). To je pro buňky velmi důležitá funkce, protože se používá k ochraně buněk.
Živá polotekutá látka, která vyplňuje dutinu buňky, se nazývá cytoplazma. Velké množství bílkovin, zásobu živin (tuků a tukům podobných látek) obsahuje bakteriální buňka. Fotografie pořízená během studie pod mikroskopem dobře ukazuje jednotlivé části uvnitř cytoplazmy. Hlavní složení zahrnuje ribozomy, umístěné chaotickým způsobem a ve velkém počtu. Ve složení jsou také mesozomy obsahující enzymy redoxní povahy. Díky nim buňka čerpá energii. Jádro je prezentováno ve formě jaderné látky umístěné v tělech chromatinu.
Ribozomy se skládají z podjednotek (2) a jsou to nukleoproteiny. Vzájemným spojením tvoří tyto základní prvky polysomy nebo polyribozomy. Hlavním úkolem těchto inkluzí je syntéza proteinů, ke které dochází na základě genetické informace. Rychlost sedimentace 70S.
Genetický materiál (DNA) se nachází v nezformovaném jádře (nukleoidu). Toto jádro se nachází na několika místech v cytoplazmě a je to volná membrána. Bakterie, které mají takové jádro, se nazývají prokaryota. Jaderný aparát postrádá membránu, jadérko a sadu chromozomů. A deoxyribonukleová kyselina se v něm nachází ve svazcích fibril. Schéma struktury bakteriální buňky detailně demonstruje strukturu jaderného aparátu.
Za určitých podmínek mohou bakterie vyvinout slizniční membrány. V důsledku toho dochází k tvorbě kapsle. Pokud je hlen velmi silný, pak se bakterie promění v zooglea (celková slizniční hmota).
Struktura bakteriální buňky má rys - je to přítomnost ochranného pouzdra sestávajícího z polysacharidů nebo glykoproteinů. Někdy jsou tyto kapsle složeny z polypeptidů nebo vlákniny. Nachází se na vrcholu buněčné membrány. Tloušťka kapsle může být tlustá nebo tenká. K jeho tvorbě dochází v důsledku podmínek, do kterých buňka vstupuje. Hlavní vlastností kapsle je ochrana bakterií před vysycháním.
Struktura bakteriální buňky kromě ochranného pouzdra zajišťuje její motorickou schopnost.
Bičíky jsou další prvky, které provádějí pohyb buňky. Jsou prezentovány ve formě nití různých délek, které se skládají z flagelinu. Je to protein, který má schopnost kontrahovat.
Složení bičíku je třísložkové (závit, háček, bazální tělísko). V závislosti na připojení a umístění bylo identifikováno několik skupin pohyblivých bakterií:
Existuje mnoho zajímavých faktů o bakteriích. Je tedy již dávno prokázáno, že mobilní telefon obsahuje těchto buněk obrovské množství, dokonce i na záchodovém prkénku je jich méně. Jiné bakterie nám umožňují žít kvalitativně – jíst, vykonávat určité činnosti, bez problémů osvobozovat naše tělo od rozkladných produktů živin. Bakterie jsou skutečně rozmanité, jejich funkce jsou mnohostranné, ale neměli bychom zapomínat na jejich patologický vliv na organismus, proto je důležité hlídat si vlastní hygienu a čistotu kolem sebe.
Z pohledu moderní vědy mají prokaryota primitivní strukturu. Ale právě tato „nenáročnost“ jim pomáhá přežít v těch nejneočekávanějších podmínkách. Například ve zdrojích sirovodíku nebo na jaderných testovacích místech. Vědci vypočítali, že celková hmotnost všech pozemských mikroorganismů je 550 miliard tun.
Bakterie jsou jednobuněčné. To ale neznamená, že se bakteriální buňky poddávají živočišným nebo rostlinným buňkám. Mikrobiologie již má znalosti o stovkách tisíc druhů mikroorganismů. Přesto zástupci vědy denně objevují jejich nové typy a rysy.
Není divu, že pro úplný vývoj zemského povrchu musí mít mikroorganismy různé podoby:
Velikost bakterií se měří v nanometrech a mikrometrech. Jejich průměrná hodnota je 0,8 µm. Ale mezi nimi jsou obří prokaryota dosahující 125 mikronů a více. Skutečnými obry mezi trpaslíky jsou spirochety dlouhé 250 mikronů. Nyní s nimi porovnejte velikost nejmenší prokaryotické buňky: mykoplazmata docela "rostou" a dosahují průměru 0,1-0,15 mikronů.
Stojí za zmínku, že pro bakteriální giganty není tak snadné přežít v prostředí. Je pro ně obtížné najít pro sebe dostatek živin k úspěšnému plnění své funkce. Ale na druhou stranu nejsou snadnou kořistí pro predátorské bakterie, které se živí svými protějšky – jednobuněčnými mikroorganismy, „obtékají“ a požírá je.
Za nepříznivých podmínek prostředí tvoří bakterie kapsli. Mikrokapsle pevně přilne ke stěně. Je vidět pouze elektronovým mikroskopem. Makrokapsle je často tvořena patogenními mikroby (pneumokoky). U Klebsiella pneumonia se vždy najde makrokapsle.
Skořápka podobná tobolce je útvar volně spojený s buněčnou stěnou. Díky bakteriálním enzymům je obal podobný tobolce pokryt sacharidy (exopolysacharidy) vnějšího prostředí, což zajišťuje přilnavost bakterií k různým povrchům, i zcela hladkým. Například streptokoky, které se dostanou do lidského těla, jsou schopny se slepit se zuby a srdečními chlopněmi.
Funkce kapsle jsou různé:
Poskytují potápění a výstup. V půdě se bakteriální buňka pohybuje půdními kanály.
Celý obsah buňky, s výjimkou jádra a buněčné stěny, se nazývá cytoplazma. Kapalná bezstrukturní fáze cytoplazmy (matrice) obsahuje ribozomy, membránové systémy, mitochondrie, plastidy a další struktury a také rezervní živiny. Cytoplazma má extrémně složitou, jemnou strukturu (vrstevnatou, zrnitou). Pomocí elektronového mikroskopu bylo odhaleno mnoho zajímavých detailů struktury buňky.
Vnější lipoproteinová vrstva bakteriálního protoplastu, která má speciální fyzikální a chemické vlastnosti, se nazývá cytoplazmatická membrána. Uvnitř cytoplazmy jsou všechny životně důležité struktury a organely. Cytoplazmatická membrána hraje velmi důležitou roli – reguluje tok látek do buňky a uvolňování metabolických produktů směrem ven. Přes membránu mohou živiny vstupovat do buňky jako výsledek aktivního biochemického procesu zahrnujícího enzymy.
Kromě toho v membráně dochází k syntéze některých složek buňky, zejména složek buněčné stěny a pouzdra. Konečně nejdůležitější enzymy (biologické katalyzátory) jsou umístěny v cytoplazmatické membráně. Uspořádané uspořádání enzymů na membránách umožňuje regulovat jejich aktivitu a zabránit destrukci některých enzymů jinými. K membráně jsou připojeny ribozomy, stavební kameny, na kterých se syntetizuje protein. Membrána je tvořena lipoproteiny. Je dostatečně silný a může poskytnout dočasnou existenci buňky bez obalu. Cytoplazmatická membrána tvoří až 20 % suché hmoty buňky.
Na elektronových fotografiích tenkých řezů bakterií se cytoplazmatická membrána jeví jako souvislý řetězec o tloušťce asi 75 Å, který se skládá ze světlé vrstvy (lipidů) uzavřené mezi dvěma tmavšími (proteiny). Každá vrstva má šířku 20–30A. Taková membrána se nazývá elementární.
Cytoplazma bakteriálních buněk často obsahuje granule různých tvarů a velikostí. Jejich přítomnost však nelze považovat za nějakou trvalou vlastnost mikroorganismu, obvykle je do značné míry spojena s fyzikálními a chemickými podmínkami prostředí.
Mnoho cytoplazmatických inkluzí je složeno ze sloučenin, které slouží jako zdroj energie a uhlíku. Tyto rezervní látky se tvoří při zásobování organismu dostatečným množstvím živin, a naopak se využívají při nástupu organismu do nutričně méně příznivých podmínek.
U mnoha bakterií jsou granule složeny ze škrobu nebo jiných polysacharidů, jako je glykogen a granulosa. Některé bakterie, když rostou na médiu bohatém na cukr, mají uvnitř buňky kapičky tuku. Dalším rozšířeným typem granulárních inkluzí je volutin (granule metachromatinu). Tyto granule jsou složeny z polymetafosfátu (rezervní látka včetně zbytků kyseliny fosforečné). Polymetafosfát slouží jako zdroj fosfátových skupin a energie pro tělo. Bakterie akumulují volutin častěji za neobvyklých nutričních podmínek, například na médiu, které neobsahuje síru. Kapky síry se nacházejí v cytoplazmě některých sirných bakterií.
Mezi plazmatickou membránou a buněčnou stěnou existuje spojení v podobě desmóz – můstků. Cytoplazmatická membrána často dává invaginace - výběžky do buňky. Tyto invaginace tvoří speciální membránové struktury v cytoplazmě zvané mesozomy.
Některé typy mezozomů jsou těla oddělená od cytoplazmy vlastní membránou. Uvnitř takových membránových váčků je zabaleno mnoho vezikul a tubulů. Tyto struktury plní v bakteriích různé funkce. Některé z těchto struktur jsou analogy mitochondrií.
Jiné plní funkce endoplazmatického retikula nebo Golgiho aparát. Invaginací cytoplazmatické membrány vzniká i fotosyntetický aparát bakterií. Po invaginaci cytoplazmy membrána dále roste a tvoří shluky, které se analogicky s granulemi rostlinných chloroplastů nazývají tylakoidní shluky. Tyto membrány, které často vyplňují většinu cytoplazmy bakteriální buňky, obsahují pigmenty (bakteriochlorofyl, karotenoidy) a enzymy (cytochromy), které provádějí proces fotosyntézy.
Bakterie nemají takové jádro jako u vyšších organismů (eukaryot), ale existuje jeho obdoba – „jaderný ekvivalent“ – nukleoid, což je evolučně primitivnější forma organizace jaderné hmoty. Skládá se z jednoho dvouvláknového řetězce DNA dlouhého 1,1–1,6 nm, uzavřeného v kruhu, který je považován za jeden bakteriální chromozom neboli genofor. Nukleoid u prokaryot není od zbytku buňky ohraničen membránou – chybí mu jaderná membrána.
Nukleoidní struktury zahrnují RNA polymerázu, bazické proteiny a žádné histony; chromozom je fixován na cytoplazmatickou membránu a u grampozitivních bakterií na mesozomy. Bakteriální chromozom se replikuje polykonzervativním způsobem: rodičovská dvoušroubovice DNA se rozvine a na templátu každého polynukleotidového řetězce se sestaví nový komplementární řetězec. Nukleoid nemá mitotický aparát a divergence dceřiných jader je zajištěna růstem cytoplazmatické membrány.
Bakteriální jádro je diferencovaná struktura. V závislosti na stadiu vývoje buňky může být nukleoid diskrétní (nespojitý) a sestávat z oddělených fragmentů. To je způsobeno skutečností, že dělení bakteriální buňky v čase se provádí po dokončení replikačního cyklu molekuly DNA a vytvoření dceřiných chromozomů.
Nukleoid obsahuje většinu genetické informace bakteriální buňky. V buňkách mnoha bakterií byly kromě nukleoidu nalezeny extrachromozomální genetické elementy, plazmidy, reprezentované malými kruhovými molekulami DNA schopnými autonomní replikace.
Plazmidy jsou autonomní molekuly stočené do kruhu dvouvláknové DNA. Jejich hmotnost je mnohem menší než hmotnost nukleotidu. Navzdory tomu, že dědičná informace je zakódována v DNA plazmidů, nejsou pro bakteriální buňku životně důležité a nezbytné.
Cytoplazma bakterií obsahuje ribozomy – částice syntetizující proteiny o průměru 200A. V kleci jich je více než tisíc. Ribozomy jsou tvořeny RNA a proteinem. U bakterií je mnoho ribozomů umístěno volně v cytoplazmě, některé z nich mohou být spojeny s membránami.
Ribozomy jsou centry syntézy bílkovin v buňce. Zároveň se často vzájemně kombinují a vytvářejí agregáty nazývané polyribozomy nebo polysomy.
Inkluze jsou metabolické produkty jaderných a nejaderných buněk. Představují zásobu živin: glykogen, škrob, síra, polyfosfát (valutin) atd. Při barvení získávají inkluze často jiný vzhled, než je barva barviva. Podle měny můžete diagnostikovat bacil záškrtu.
Vzhledem k tomu, že bakterie je prokaryotický mikroorganismus, mnoho organel v bakteriálních buňkách vždy chybí, které jsou charakteristické pro eukaryotické organismy:
Je také třeba si uvědomit, že bakterie nemají buněčnou stěnu, a proto nemohou probíhat procesy jako pinocytóza a fagocytóza.
Bakterie jsou speciální mikroorganismy a jsou přizpůsobeny k existenci v podmínkách, kdy může chybět kyslík. A úplně stejné dýchání v nich probíhá díky mezozomům. Je také velmi zajímavé, že zelené organismy jsou schopny fotosyntézy úplně stejně jako rostliny. Je však důležité vzít v úvahu skutečnost, že u rostlin probíhá proces fotosyntézy v chloroplastech, zatímco u bakterií na membránách.
K rozmnožování v bakteriální buňce dochází tím nejprimitivnějším způsobem. Zralá buňka se rozdělí na dvě, po nějaké době dosáhnou zralosti a tento proces se opakuje. Za příznivých podmínek může dojít ke změně 70-80 generací denně. Je důležité si uvědomit, že bakterie kvůli své struktuře nemají přístup k takovým metodám reprodukce, jako je mitóza a meióza. Jsou jedinečné pro eukaryotické buňky.
Je známo, že tvorba spor je jedním z několika způsobů, jak se houby a rostliny rozmnožují. Ale bakterie mohou také tvořit spory, což málokterý z jejich druhů dělá. Mají tuto schopnost, aby přežili zvláště nepříznivé podmínky, které mohou být životu nebezpečné.
Existují druhy, které jsou schopny přežít i ve vesmírných podmínkách. To nemůže zopakovat žádný živý organismus. Bakterie se staly předchůdci života na Zemi díky jednoduchosti jejich struktury. Ale skutečnost, že existují dodnes, ukazuje, jak jsou pro svět kolem nás důležité. Lidé se s jejich pomocí mohou co nejvíce přiblížit odpovědi na otázku původu života na Zemi, neustále studovat bakterie a učit se něco nového.
Zlatý stafylokok (Staphylococcus aureus) je běžný bakteriální druh, který infikuje asi 30 procent všech lidí. U některých lidí je součástí mikrobiomu (mikroflóry) a nachází se jak uvnitř těla, tak na kůži nebo v dutině ústní. Zatímco existují neškodné kmeny stafylokoků, jiné, jako je methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus (methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus), představují vážné zdravotní problémy, včetně kožních infekcí, kardiovaskulárních onemocnění, meningitidy a onemocnění trávicího systému.
Vědci z Vanderbilt University zjistili, že stafylokoky preferují lidskou krev před zvířecí. Tyto bakterie jsou součástí železa, které se nachází v hemoglobinu v červených krvinkách. Staphylococcus aureus trhá krvinky, aby se dostal k železu v nich. Předpokládá se, že genetické variace v hemoglobinu mohou způsobit, že někteří lidé jsou pro stafylokoky více žádoucí než jiní.
Vědci zjistili, že bakterie v atmosféře mohou hrát roli při produkci deště a jiných forem srážek. Tento proces začíná, když jsou bakterie z rostlin vyfouknuty do atmosféry větrem. Ve výšce se kolem nich tvoří led a začnou růst. Jakmile zmrzlé bakterie dosáhnou určitého prahu růstu, led začne tát a vrátí se na zem jako déšť. Bakterie druhu Psuedomonas syringae byly dokonce nalezeny ve středu velkých částeček krup. V buněčných membránách produkují speciální protein, který jim umožňuje jedinečným způsobem vázat vodu a podporovat tvorbu ledu.
Vědci zjistili, že určité kmeny bakterií způsobujících akné mohou skutečně pomoci předcházet akné. Bakterie, která způsobuje akné, Propionibacterium acnes, žije v pórech naší pokožky. Když tyto bakterie vyvolají imunitní odpověď, oblast na kůži oteče a vytvoří se pupínky.
Bylo však zjištěno, že některé kmeny bakterií méně pravděpodobně způsobují akné. Tyto kmeny mohou být důvodem, proč lidé se zdravou kůží zřídka dostanou akné. Studiem genů kmenů Propionibacterium acnes odebraných od lidí s akné a zdravou kůží vědci identifikovali kmen, který byl běžný u čisté pleti a vzácný u pleti náchylné k akné. Budoucí výzkum bude zahrnovat pokusy vyvinout lék, který zabíjí pouze kmeny bakterie Propionibacterium acnes způsobující akné.
Kdo by si pomyslel, že pravidelné čištění zubů může pomoci předcházet srdečním onemocněním? Předchozí studie nalezly souvislost mezi onemocněním dásní a kardiovaskulárním onemocněním. Nyní vědci našli konkrétní souvislost mezi těmito nemocemi.
Předpokládá se, že jak bakterie, tak lidé produkují určité typy proteinů nazývaných stresové proteiny. Tyto proteiny jsou produkovány, když buňky zažívají různé typy stresu. Když má člověk infekci dásní, buňky imunitního systému začnou útočit na bakterie. Bakterie při napadení produkují stresové proteiny a také bílé krvinky napadají stresové proteiny.
Problém je v tom, že bílé krvinky nedokážou rozlišit mezi stresovými proteiny produkovanými bakteriemi a těmi, které produkuje tělo. V důsledku toho buňky imunitního systému napadají i stresové proteiny produkované tělem, což způsobuje hromadění bílých krvinek v tepnách a vede k ateroskleróze. Zvápenatělé srdce je hlavní příčinou kardiovaskulárních onemocnění.
Věděli jste, že čas strávený na zahradě nebo zahradničení vám může pomoci lépe se učit? Podle vědců může půdní bakterie Mycobacterium vaccae zlepšit učení savců.
Je pravděpodobné, že se tyto bakterie dostávají do našeho těla požitím nebo dýcháním. Vědci naznačují, že bakterie Mycobacterium vaccae zlepšuje učení stimulací růstu mozkových neuronů, což vede ke zvýšení hladiny serotoninu a snížení úzkosti.
Studie byla provedena na myších krmených živými bakteriemi Mycobacterium vaccae. Výsledky ukázaly, že myši krmené bakteriemi procházely bludištěm mnohem rychleji a s menší úzkostí než myši, které bakterie nejedly. Vědci naznačují, že Mycobacterium vaccae hraje roli při zlepšování řešení problémů a snižování úrovně stresu.
Vědci z Argonne National Laboratory zjistili, že bakterie Bacillus subtilis má schopnost otáčet velmi malými převody. Tyto bakterie jsou aerobní, což znamená, že k růstu a vývoji potřebují kyslík. Když jsou umístěny v roztoku s mikrobublinami vzduchu, bakterie se vznášejí v zubech ozubeného kola a způsobí jeho otočení určitým směrem.
Ke spuštění otáčení ozubeného kola je zapotřebí několika stovek bakterií pracujících v souzvuku. Bylo také zjištěno, že bakterie mohou otočit několik vzájemně propojených ozubených kol. Vědci byli schopni řídit rychlost, jakou bakterie otáčely ozubenými koly, úpravou množství kyslíku v roztoku. Snížení množství kyslíku vedlo ke zpomalení bakterií. Odstranění kyslíku způsobí, že se úplně zastaví.
Strukturální součásti buňky jsou obal bakterií, sestávající z buněčné stěny, cytoplazmatické membrány a někdy pouzdra; cytoplazma; ribozomy; různé cytoplazmatické inkluze; nukleoid (jádro). Některé druhy bakterií mají také spory, bičíky, řasinky (pili, fimbrie) (obr. 2).
buněčná stěna povinná tvorba bakterií většiny druhů. Jeho struktura závisí na typu a příslušnosti
bakterie do skupin odlišených Gramovým barvením. Hmotnost buněčné stěny je asi 20 % suché hmoty celé buňky, tloušťka je od 15 do 80 nm.
Rýže. 3. Schéma stavby bakteriální buňky
1 - kapsle; 2 - buněčná stěna; 3 - cytoplazmatická membrána; 4 - cytoplazma; 5 - mesozomy; 6 - ribozomy; 7 - nukleoid; 8 - intracytoplazmatické membránové formace; 9 - tukové kapky; 10 - polysacharidové granule; 11 - polyfosfátové granule; 12 - inkluze síry; 13 - bičíky; 14 - bazální tělísko
Buněčná stěna má póry o průměru až 1 nm, jedná se tedy o polopropustnou membránu, kterou pronikají živiny a uvolňují se produkty látkové výměny.
Tyto látky mohou proniknout do mikrobiální buňky pouze po předběžném hydrolytickém štěpení specifickými enzymy vylučovanými bakteriemi do vnějšího prostředí.
Chemické složení buněčné stěny je heterogenní, ale pro určitý typ bakterií je konstantní, čehož se využívá k identifikaci. Ve složení buněčné stěny byly nalezeny dusíkaté sloučeniny, lipidy, celulóza, polysacharidy, pektinové látky.
Nejdůležitější chemickou složkou buněčné stěny je komplexní polysacharidový peptid. Říká se mu také peptidoglykan, glykopeptid, murein (z lat. Murus - stěna).
Murein je strukturní polymer složený z molekul glykanu tvořených acetylglukosaminem a kyselinou acetylmuramovou. Jeho syntéza se provádí v cytoplazmě na úrovni cytoplazmatické membrány.
Peptidoglykan buněčné stěny různých typů má specifické složení aminokyselin a v závislosti na tom určitý chemotyp, který se bere v úvahu při identifikaci kyseliny mléčné a dalších bakterií.
V buněčné stěně gramnegativních bakterií je peptidoglykan zastoupen jednou vrstvou, zatímco ve stěně grampozitivních bakterií tvoří několik vrstev.
V roce 1884 Gram navrhl metodu barvení tkání, která byla použita k barvení prokaryotických buněk. Pokud jsou fixované buňky během Gramova barvení ošetřeny alkoholovým roztokem barviva krystalové violeti a poté roztokem jódu, pak tyto látky tvoří stabilní barevný komplex s mureinem.
U homopozitivních mikroorganismů se zbarvený fialový komplex vlivem ethanolu nerozpouští, a proto se neodbarvuje, při obarvení fuchsinem (červené barvivo) zůstávají buňky tmavě fialové.
U gramnegativních druhů mikroorganismů se genciánová violeť rozpustí v ethanolu a vymyje vodou a při obarvení fuchsinem buňka zčervená.
Schopnost mikroorganismů barvit se analinovými barvivy a podle Gramovy metody se nazývá barvicí vlastnosti . Musí být studovány v mladých kulturách (18-24 hodin), protože některé grampozitivní bakterie ve starých kulturách ztrácejí schopnost pozitivně se barvit Gramovou metodou.
Význam peptidoglykanu spočívá v tom, že díky němu má buněčná stěna rigiditu, tzn. elasticita a je ochranným rámem bakteriální buňky.
Když je peptidoglykan zničen například působením lysozymu, buněčná stěna ztrácí tuhost a kolabuje. Obsah buňky (cytoplazma) spolu s cytoplazmatickou membránou získává kulovitý tvar, to znamená, že se stává protoplastem (sféroplastem).
S buněčnou stěnou je spojeno mnoho syntetizujících a degradujících enzymů. Komponenty buněčné stěny jsou syntetizovány v cytoplazmatické membráně a poté transportovány do buněčné stěny.
cytoplazmatická membrána nachází se pod buněčnou stěnou a těsně přiléhá k jejímu vnitřnímu povrchu. Jde o polopropustnou membránu obklopující cytoplazmu a vnitřní obsah buňky – protoplast. Cytoplazmatická membrána je zesílená vnější vrstva cytoplazmy.
Cytoplazmatická membrána je hlavní bariérou mezi cytoplazmou a prostředím, narušení její celistvosti vede k buněčné smrti. Skládá se z bílkovin (50-75%), lipidů (15-45%), v mnoha druzích - sacharidů (1-19%).
Hlavní lipidovou složkou membrány jsou fosfo- a glykolipidy.
Cytoplazmatická membrána s pomocí enzymů v ní lokalizovaných plní různé funkce: syntetizuje membránové lipidy - složky buněčné stěny; membránové enzymy - selektivně transportují různé organické a anorganické molekuly a ionty přes membránu, membrána se podílí na přeměně buněčné energie, dále na replikaci chromozomů, na přenosu elektrochemické energie a elektronů.
Cytoplazmatická membrána tedy zajišťuje selektivní vstup do buňky a odstraňování různých látek a iontů z ní.
Deriváty cytoplazmatické membrány jsou mesozomy . Jedná se o kulovité struktury vytvořené při stočení membrány do stočení. Jsou umístěny na obou stranách - v místě tvorby buněčného septa nebo v blízkosti zóny lokalizace jaderné DNA.
Mezozomy jsou funkčně ekvivalentní mitochondriím v buňkách vyšších organismů. Podílejí se na redoxních reakcích bakterií, hrají důležitou roli při syntéze organických látek, při tvorbě buněčné stěny.
Kapsle je derivát vnější vrstvy buněčného pláště a je to slizniční membrána obklopující jednu nebo více mikrobiálních buněk. Jeho tloušťka může dosáhnout 10 mikronů, což je mnohonásobně větší než tloušťka samotné bakterie.
Kapsle plní ochrannou funkci. Chemické složení bakteriálního pouzdra je odlišné. Ve většině případů se skládá z komplexních polysacharidů, mukopolysacharidů, někdy polypeptidů.
Zapouzdření je obvykle druhovým znakem. Vzhled mikrokapsle však často závisí na podmínkách kultivace bakterií.
Cytoplazma- komplexní koloidní systém s velkým množstvím vody (80-85%), ve kterém jsou rozptýleny bílkoviny, sacharidy, lipidy, ale i minerální sloučeniny a další látky.
Cytoplazma je obsah buňky obklopený cytoplazmatickou membránou. Je rozdělena na dvě funkční části.
Jedna část cytoplazmy je ve stavu solu (roztoku), má homogenní strukturu a obsahuje soubor rozpustných ribonukleových kyselin, enzymových proteinů a metabolických produktů.
Druhou část představují ribozomy, inkluze různé chemické povahy, genetický aparát a další intracytoplazmatické struktury.
Ribozomy- jedná se o submikroskopická granula, což jsou sférické nukleoproteinové částice o průměru 10 až 20 nm, molekulové hmotnosti asi 2-4 miliony.
Ribozomy prokaryot se skládají z 60 % RNA (ribonukleová kyselina), která se nachází ve středu, a 40 % % protein, který na vnější straně pokrývá nukleovou kyselinu.
Cytoplazmatické inkluze jsou metabolické produkty, stejně jako rezervní produkty, díky nimž buňka žije v podmínkách nedostatku živin.
Genetický materiál prokaryot se skládá z dvouvlákna deoxyribonukleové kyseliny (DNA) kompaktní struktury umístěné v centrální části cytoplazmy a neoddělené od ní membránou. Bakteriální DNA se strukturou neliší od eukaryotické DNA, ale protože není oddělena od cytoplazmy membránou, genetický materiál je tzv. nukleoid nebo genofor. Jaderné struktury mají kulovitý nebo podkovovitý tvar.
kontroverze bakterie jsou spící, nereprodukující se forma. Tvoří se uvnitř buňky, jsou to kulaté nebo oválné útvary. Spory tvoří převážně grampozitivní bakterie, tyčinkovité s aerobním a anaerobním typem dýchání ve starých kulturách i v nepříznivých podmínkách prostředí (nedostatek živin a vlhkosti, hromadění metabolických produktů v médiu, změny pH a kultivační teploty přítomnost nebo nepřítomnost atmosférického kyslíku atd.) může přejít na alternativní vývojový program, což vede ke sporům. V tomto případě se v buňce vytvoří jedna spora. To naznačuje, že sporulace u bakterií je adaptací pro zachování druhu (jedince) a není způsobem jejich rozmnožování. Proces sporulace nastává zpravidla ve vnějším prostředí během 18-24 hodin.
Zralá spora má přibližně 0,1 objemu mateřské buňky. Spory v různých bakteriích se liší tvarem, velikostí, umístěním v buňce.
Mikroorganismy, jejichž průměr spor nepřesahuje šířku vegetativní buňky, se nazývají bacily, bakterie, které mají spory, jejichž průměr je 1,5-2krát větší než průměr buňky, se nazývají klostridie.
Uvnitř mikrobiální buňky může být spor umístěn uprostřed - centrální poloha, na konci - terminál a mezi středem a koncem buňky - subterminální poloha.
Flagella bakterie jsou pohybové orgány (orgány pohybu), s jejichž pomocí se bakterie mohou pohybovat rychlostí až 50-60 mikronů/s. Bakterie přitom po dobu 1 s pokryje délku svého těla 50-100krát. Délka bičíků přesahuje délku bakterií 5-6krát. Tloušťka bičíků je v průměru 12-30 nm.
Počet bičíků, jejich velikost a umístění jsou u určitých typů prokaryot konstantní, a proto jsou brány v úvahu při jejich identifikaci.
Podle počtu a umístění bičíků se bakterie dělí na monotrichní (monopolární monotrichní) - buňky s jedním bičíkem na jednom konci, lofotrichní (monopolární polytrichní) - na jednom z konců se nachází svazek bičíků, amfitrichní (bipolární polytrichní ) - bičíky jsou umístěny na každém z pólů, peritrichní - bičíky jsou umístěny po celém povrchu buňky (obr. 4) a atrichózní - bakterie bez bičíků.
Povaha pohybu bakterií závisí na počtu bičíků, stáří, vlastnostech kultury, teplotě, přítomnosti různých chemikálií a dalších faktorech. Monotrichní mají nejvyšší pohyblivost.
Bičíky se častěji vyskytují v tyčinkovitých bakteriích; nejsou to životně důležité buněčné struktury, protože existují nebičíkové varianty pohyblivých bakterií.
Bakterie jsou nejstarším organismem na Zemi a také nejjednodušší ve své struktuře. Skládá se pouze z jedné buňky, kterou lze vidět a studovat pouze pod mikroskopem. Charakteristickým znakem bakterií je absence jádra, proto jsou bakterie klasifikovány jako prokaryota.
Některé druhy tvoří malé skupiny buněk, takové shluky mohou být obklopeny pouzdrem (pochvou). Velikost, tvar a barva bakterií jsou velmi závislé na prostředí.
Z hlediska tvaru se bakterie dělí na: tyčinkovité (bacily), kulovité (koky) a svinuté (spirilla). Existují i modifikované - krychlové, ve tvaru C, ve tvaru hvězdy. Jejich velikosti se pohybují od 1 do 10 mikronů. Některé druhy bakterií se mohou aktivně pohybovat pomocí bičíků. Ty druhé někdy přesahují velikost samotné bakterie dvakrát.
Typy bakteriálních forem
K pohybu využívají bakterie bičíky, jejichž počet je různý – jeden, pár, svazek bičíků. Odlišné je i umístění bičíků – na jedné straně buňky, po stranách nebo rovnoměrně rozmístěné po celé rovině. Také jeden ze způsobů pohybu je považován za klouzání kvůli hlenu, kterým je prokaryota pokryta. Většina z nich má vakuoly uvnitř cytoplazmy. Úprava kapacity plynu ve vakuolách jim pomáhá pohybovat se nahoru nebo dolů v kapalině a také se pohybovat vzduchovými kanály v půdě.
Vědci objevili více než 10 tisíc odrůd bakterií, ale podle předpokladů vědeckých výzkumníků jich na světě existuje více než milion druhů. Obecná charakteristika bakterií umožňuje určit jejich roli v biosféře, stejně jako studovat strukturu, typy a klasifikaci bakteriální říše.
Jednoduchost struktury a rychlost adaptace na podmínky prostředí pomohly bakteriím rozšířit se na širokou oblast naší planety. Existují všude: voda, půda, vzduch, živé organismy - to vše je nejpřijatelnější stanoviště pro prokaryota.
Bakterie byly nalezeny jak na jižním pólu, tak v gejzírech. Jsou na dně oceánu, stejně jako v horních vrstvách zemského vzdušného obalu. Bakterie žijí všude, ale jejich počet závisí na příznivých podmínkách. Například velké množství bakteriálních druhů žije v otevřených vodních útvarech a také v půdě.
Bakteriální buňka se vyznačuje nejen tím, že nemá jádro, ale také absencí mitochondrií a plastidů. DNA tohoto prokaryota se nachází ve speciální jaderné zóně a má podobu nukleoidu uzavřeného v prstenci. U bakterií se buněčná struktura skládá z buněčné stěny, pouzdra, membrány podobné pouzdru, bičíků, pili a cytoplazmatické membrány. Vnitřní strukturu tvoří cytoplazma, granule, mesozomy, ribozomy, plazmidy, inkluze a nukleoid.
Buněčná stěna bakterií plní funkci obrany a podpory. Látky jím mohou díky propustnosti volně proudit. Tato skořápka obsahuje pektin a hemicelulózu. Některé bakterie vylučují speciální hlen, který může pomoci chránit před vysycháním. Hlen tvoří kapsli - polysacharid v chemickém složení. V této formě je bakterie schopna tolerovat i velmi vysoké teploty. Plní i další funkce, například přilnutí k jakémukoli povrchu.
Na povrchu bakteriální buňky jsou tenké bílkovinné klky - pili. Může jich být velké množství. Pili pomáhají buňce přenášet genetický materiál a také zajišťují adhezi k jiným buňkám.
Pod rovinou stěny je třívrstvá cytoplazmatická membrána. Zaručuje transport látek, významně se podílí i na tvorbě spor.
Cytoplazma bakterií je ze 75 procent tvořena vodou. Složení cytoplazmy:
Metabolismus u prokaryot je možný, a to jak za účasti kyslíku, tak i bez něj. Většina z nich se živí hotovými živinami organického původu. Jen velmi málo druhů je schopno samy syntetizovat organické látky z anorganických. Jde o modrozelené bakterie a sinice, které se významně podílely na utváření atmosféry a její nasycení kyslíkem.
V podmínkách příznivých pro reprodukci se provádí pučením nebo vegetativně. Nepohlavní rozmnožování probíhá v následujícím pořadí:
Při tomto způsobu reprodukce nedochází k výměně genetické informace, takže všechny dceřiné buňky budou přesnou kopií matky.
Zajímavější je proces rozmnožování bakterií v nepříznivých podmínkách. O schopnosti bakterií pohlavně se rozmnožovat se vědci dozvěděli poměrně nedávno – v roce 1946. Bakterie nemají rozdělení na ženské a zárodečné buňky. Ale mají jinou DNA. Dvě takové buňky, když se k sobě přiblíží, vytvoří kanál pro přenos DNA, dochází k výměně míst - rekombinaci. Proces je poměrně dlouhý, jehož výsledkem jsou dva zcela noví jedinci.
Většinu bakterií je velmi obtížné vidět pod mikroskopem, protože nemají vlastní barvu. Jen málo odrůd je fialových nebo zelených kvůli obsahu bakteriochlorofylu a bakteriopurpurinu. I když vezmeme v úvahu některé kolonie bakterií, je jasné, že uvolňují barevné látky do prostředí a získávají jasnou barvu. Aby bylo možné prokaryota studovat podrobněji, jsou obarvena.
Klasifikace bakterií může být založena na ukazatelích, jako jsou:
Bakteriální symbiontižít v partnerství s jinými organismy.
Bakterie saprofytyžijí na již mrtvých organismech, produktech a organickém odpadu. Přispívají k procesům rozkladu a fermentace.
Rozklad čistí přírodu od mrtvol a jiných odpadů organického původu. Bez procesu rozkladu by v přírodě neexistoval koloběh látek. Jaká je tedy role bakterií v koloběhu hmoty?
Rozpadové bakterie jsou pomocníkem v procesu štěpení proteinových sloučenin, stejně jako tuků a dalších sloučenin obsahujících dusík. Po provedení složité chemické reakce rozbíjejí vazby mezi molekulami organických organismů a zachycují molekuly bílkovin, aminokyseliny. Při štěpení molekuly uvolňují čpavek, sirovodík a další škodlivé látky. Jsou jedovaté a mohou způsobit otravu u lidí a zvířat.
Rozkládající se bakterie se rychle množí v pro ně příznivých podmínkách. Protože se nejedná pouze o prospěšné bakterie, ale také o škodlivé, aby se zabránilo předčasnému rozkladu produktů, lidé se je naučili zpracovávat: suché, nakládané, sůl, kouř. Všechny tyto léčby zabíjejí bakterie a zabraňují jejich množení.
Fermentační bakterie za pomoci enzymů jsou schopny štěpit sacharidy. Lidé si této schopnosti všimli ve starověku a používají takové bakterie k výrobě produktů kyseliny mléčné, octů a dalších potravinářských produktů dodnes.
Bakterie, pracující ve spojení s jinými organismy, konají velmi důležitou chemickou práci. Je velmi důležité vědět, jaké druhy bakterií jsou a jaké výhody nebo škody přírodě přinášejí.
Velký význam mnoha druhů bakterií (v procesech hniloby a různých typů fermentace) byl již zmíněn výše; plnění hygienické role na Zemi.
Bakterie také hrají obrovskou roli v koloběhu uhlíku, kyslíku, vodíku, dusíku, fosforu, síry, vápníku a dalších prvků. Mnoho druhů bakterií přispívá k aktivní fixaci atmosférického dusíku a přeměňuje jej na organickou formu, čímž přispívá ke zvýšení úrodnosti půdy. Zvláštní význam mají ty bakterie, které rozkládají celulózu, které jsou hlavním zdrojem uhlíku pro životně důležitou činnost půdních mikroorganismů.
Bakterie redukující sírany se podílejí na tvorbě ropy a sirovodíku v léčebném bahně, půdách a mořích. Vrstva vody nasycená sirovodíkem v Černém moři je tedy výsledkem životně důležité činnosti bakterií redukujících sírany. Aktivita těchto bakterií v půdách vede k tvorbě sody a zasolování půdy sodou. Bakterie redukující sírany přeměňují živiny v půdách rýžových plantáží do formy, která je dostupná pro kořeny plodiny. Tyto bakterie mohou způsobit korozi kovových podzemních a podvodních konstrukcí.
Díky životně důležité činnosti bakterií je půda zbavena mnoha produktů a škodlivých organismů a nasycena cennými živinami. Baktericidní přípravky se úspěšně používají k boji proti mnoha druhům hmyzích škůdců (zavíječ kukuřičný atd.).
Mnoho druhů bakterií se používá v různých průmyslových odvětvích k výrobě acetonu, ethyl a butylalkoholu, kyseliny octové, enzymů, hormonů, vitamínů, antibiotik, proteinových a vitamínových přípravků atd.
Bez bakterií jsou nemožné procesy při činění kůže, sušení tabákových listů, výrobě hedvábí, kaučuku, zpracování kakaa, kávy, močení konopí, lnu a jiných rostlin z lýkových vláken, kysaného zelí, čištění odpadních vod, louhování kovů atd.
Esenciální organely jsou: jaderný aparát, cytoplazma, cytoplazmatická membrána.
Volitelný(Méně důležitý) konstrukční prvky jsou Klíčová slova: buněčná stěna, pouzdro, spory, pili, bičíky.
1. Ve středu bakteriální buňky je nukleoid- jaderný útvar, reprezentovaný nejčastěji jedním prstencovým chromozomem. Skládá se z dvouvláknového řetězce DNA. Nukleoid není oddělen od cytoplazmy jadernou membránou.
2.Cytoplazma- komplexní koloidní systém obsahující různé inkluze metabolického původu (granule volutinu, glykogenu, granulosa atd.), ribozomy a další prvky systému syntetizujícího proteiny, plazmidy (extranukleoidní DNA), mesozomy(vznikají v důsledku invaginace cytoplazmatické membrány do cytoplazmy, podílejí se na energetickém metabolismu, sporulaci, tvorbě mezibuněčné přepážky při dělení).
3.cytoplazmatická membrána omezuje cytoplazmu zvenčí, má třívrstvou strukturu a plní řadu důležitých funkcí - bariéra (vytváří a udržuje osmotický tlak), energetická (obsahuje mnoho enzymových systémů - respirační, redoxní, provádí přenos elektronů), transportní (přenos různých látek do buňky az buňky).
4.buněčná stěna- vlastní většině bakterií (kromě mykoplazmat, acholeplazmat a některých dalších mikroorganismů, které nemají skutečnou buněčnou stěnu). Má řadu funkcí, především zajišťuje mechanickou ochranu a stálý tvar buněk, s jeho přítomností jsou do značné míry spojeny antigenní vlastnosti bakterií. Skládá se ze dvou hlavních vrstev, z nichž vnější je plastičtější, vnitřní tuhá.
Hlavní chemická sloučenina buněčné stěny, která je specifická pouze pro bakterie - peptidoglykan(kyseliny mureové). Důležitý rys bakterií pro taxonomii závisí na struktuře a chemickém složení bakteriální buněčné stěny. vztah k Gramově barvení. V souladu s tím se rozlišují dvě velké skupiny - grampozitivní ("gram +") a gramnegativní ("gram -") bakterie. Stěna grampozitivních bakterií si po Gramově barvení zachovává jódový komplex. genciánová violeť(zabarvené modrofialově), gramnegativní bakterie po ošetření ztrácejí tento komplex a odpovídající barvu a barví se růžově barvením fuchsinem.
Vlastnosti buněčné stěny grampozitivních bakterií.
Výkonná, tlustá, nekomplikovaně organizovaná buněčná stěna, které dominuje peptidoglykan a kyseliny teichoové, žádné lipopolysacharidy (LPS), často žádná kyselina diaminopimelová.
Vlastnosti buněčné stěny gramnegativních bakterií.
Buněčná stěna je mnohem tenčí než u grampozitivních bakterií, obsahuje LPS, lipoproteiny, fosfolipidy, kyselinu diaminopimelovou. Je to složitější – je tam vnější membrána, takže buněčná stěna je třívrstvá.
Při zpracování grampozitivních bakterií enzymy, které ničí peptidoglykan, existují struktury zcela bez buněčné stěny - protoplasty. Léčba gramnegativních bakterií lysozymem ničí pouze peptidoglykanovou vrstvu bez úplného zničení vnější membrány; takové struktury se nazývají sféroplasty. Protoplasty a sféroplasty mají kulovitý tvar (tato vlastnost je spojena s osmotickým tlakem a je charakteristická pro všechny bezbuněčné formy bakterií).
L-formy bakterií.
Pod vlivem řady faktorů, které nepříznivě ovlivňují bakteriální buňku (antibiotika, enzymy, protilátky atd.), L- proměna bakterie vedoucí k trvalé nebo dočasné ztrátě buněčné stěny. L-transformace není jen formou variability, ale také adaptací bakterií na nepříznivé podmínky existence. V důsledku změny antigenních vlastností (ztráta O- a K-antigenů), poklesu virulence a dalších faktorů získávají L-formy schopnost setrvat po dlouhou dobu ( vytrvat) v hostitelském organismu, udržování pomalého infekčního procesu. Ztráta buněčné stěny činí L-formy necitlivými vůči antibiotikům, protilátkám a různým chemoterapeutickým činidlům, jejichž místem aplikace je bakteriální buněčná stěna. Nestabilní Vhodné do tvaru L zvrátit do klasických (původních) forem bakterií, které mají buněčnou stěnu. Existují také stabilní L-formy bakterií, nepřítomnost buněčné stěny a neschopnost je přeměnit na klasické formy bakterií jsou geneticky fixované. V mnoha ohledech jsou velmi podobné mykoplazmatům a dalším měkkýši- bakterie, u kterých buněčná stěna jako taxonomický znak chybí. Mikroorganismy příbuzné mykoplazmatům, nejmenší prokaryota, nemají buněčnou stěnu a jako všechny bakteriální bezstěnné struktury mají kulovitý tvar.
K povrchovým strukturám bakterií(volitelné, jako buněčná stěna), zahrnout tobolka, bičíky, mikroklky.
Kapsle nebo slizniční vrstva obklopuje skořápku řady bakterií. Přidělit mikrokapsle, detekovaný elektronovou mikroskopií ve formě vrstvy mikrofibril, a makrokapsle detekovaný světelnou mikroskopií. Pouzdro je ochranná struktura (především před vysycháním), u řady mikrobů je faktorem patogenity, zabraňuje fagocytóze a inhibuje první fáze ochranných reakcí - rozpoznání a absorpci. V saprofyty tobolky se tvoří ve vnějším prostředí, v patogenech, častěji v organismu hostitele. Existuje řada metod pro barvení kapslí v závislosti na jejich chemickém složení. Tobolka se často skládá z polysacharidů (nejběžnější barva je Guinsu), méně často - z polypeptidů.
Flagella. Pohyblivé bakterie mohou klouzat (pohybovat se po pevném povrchu v důsledku vlnovitých kontrakcí) nebo se vznášet a pohybovat se díky vláknitému spirálovitě zahnutému proteinu ( flagelský podle chemického složení) útvary - bičíky.
Podle umístění a počtu bičíků se rozlišuje řada forem bakterií.
1. Monotrichní - mají jeden polární bičík.
2. Lofotrichous - mají polární svazek bičíků.
3. Amphitrichous - mají bičíky na diametrálně opačných pólech.
4. Peritrichous – mají bičíky po celém obvodu bakteriální buňky.
Schopnost cílevědomého pohybu (chemotaxe, aerotaxe, fototaxe) u bakterií je dána geneticky.
Fimbrie nebo řasinky- krátká vlákna, která obklopují bakteriální buňku ve velkém množství, pomocí kterých jsou bakterie přichyceny k substrátům (například k povrchu sliznic). Fimbrie tedy jsou adhezní a kolonizační faktory.
F-drink (faktor plodnosti)- přístroj bakteriální konjugace, se nacházejí v malém množství ve formě tenkých bílkovinných klků.
Endospory a sporulace.
sporulace- způsob, jak zachovat určité druhy bakterií v nepříznivých podmínkách prostředí. Endospory se tvoří v cytoplazmě, jsou to buňky s nízkou metabolickou aktivitou a vysokou odolností ( odpor) na sušení, chemické faktory, vysokou teplotu a další nepříznivé faktory prostředí. K detekci spor se často používá světelná mikroskopie. podle Orzeška. Vysoká odolnost je spojena s vysokým obsahem vápenatá sůl kyseliny dipikolinové ve výtrusném obalu. Lokalizace a velikost spor u různých mikroorganismů je různá, což má diferenciálně diagnostickou (taxonomickou) hodnotu. Hlavní fáze „životního cyklu“ spor sporulace(zahrnuje přípravnou fázi, fázi prespory, tvorbu skořápky, zrání a dormanci) a klíčení končí vytvořením vegetativní formy. Proces sporulace je dán geneticky.
Nekultivované formy bakterií.
Mnoho druhů gramnegativních bakterií, které netvoří spory, má zvláštní adaptivní stav - nekultivované formy. Mají nízkou metabolickou aktivitu a aktivně se nemnoží; netvoří kolonie na hustých živných půdách, nejsou detekovány během plodin. Jsou vysoce odolné a mohou zůstat životaschopné několik let. Nedetekováno klasickými bakteriologickými metodami, detekováno pouze genetickými metodami ( polymerázová řetězová reakce - PCR).
