8.6A: Közös bakteriális tulajdonságok

Kulcsfogalmak

• archaea: a korábban archaebaktériumoknak nevezett, de ma már ismert, a baktériumoktól alapvetően különböző egysejtű, sejtmag nélküli szervezetek rendszertani területe.
• bináris hasadás: az aszexuális szaporodás és sejtosztódás egyik formája, amelyet minden prokarióta (baktériumok és archaebaktériumok)

A baktériumok a prokarióta mikroorganizmusok nagy tartományát alkotják. A baktériumok az elsők között jelentek meg a Földön, és a bolygó legtöbb élőhelyén jelen vannak. A baktériumok a talajban, savas forró forrásokban, radioaktív hulladékban, vízben és a földkéreg mélyén szaporodnak. Emellett a szerves anyagokban, valamint a növények és állatok élő testében is szaporodnak, kiemelkedő példákat szolgáltatva a mutualizmusra az emberek, termeszek és csótányok emésztőrendszerében.

De mi határozza meg a baktériumot? A baktériumoknak mint prokariótáknak számos közös jellemzőjük van, például:

1. Membránhoz kötött organellumok hiánya
2. Egysejtűség és így a bináris hasadással történő osztódás
3. általában kis méret

A baktériumok általában nem rendelkeznek membránhoz kötött organellumokkal a citoplazmájukban, és így kevés nagy intracelluláris struktúrát tartalmaznak. Következésképpen hiányzik belőlük a valódi sejtmag, a mitokondriumok, a kloroplasztiszok és az eukarióta sejtekben jelen lévő egyéb organellumok, mint például a Golgi-apparátus és az endoplazmatikus retikulum. A baktériumokat egykor egyszerű citoplazmás zsákoknak tekintették, de az olyan elemek, mint a prokarióta citoszkeleton és a fehérjék lokalizációja a citoplazmán belül meghatározott helyekre, komplexitási szintet mutatnak. Ezeket a szubcelluláris kompartmenteket “bakteriális hiperstruktúráknak” nevezték el.

A többsejtű szervezetekkel ellentétben az egysejtűeknél a sejtméret növekedése (a sejtnövekedés és a sejtosztódással történő szaporodás) szorosan összefügg. A baktériumok meghatározott méretig nőnek, majd bináris osztódás útján szaporodnak, ami az ivartalan szaporodás egyik formája.

A baktériumok talán legnyilvánvalóbb szerkezeti jellemzője (néhány kivételtől eltekintve) a kis méretük. Például az Escherichia coli sejtek, egy “átlagos” méretű baktérium, körülbelül 2 mikrométer (μm) hosszúak és 0,5 μm átmérőjűek. A kis méret rendkívül fontos, mert lehetővé teszi a nagy felület-térfogat arányt, ami lehetővé teszi a tápanyagok gyors felvételét és sejten belüli elosztását, valamint a salakanyagok kiválasztását.

A “baktérium” kifejezést hagyományosan minden mikroszkopikus, egysejtű prokariótára alkalmazták, amelyek a fent vázolt hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek. A molekuláris szisztematika azonban azt mutatja, hogy a prokarióta élet két különálló tartományból áll, amelyeket eredetileg Eubaktériumoknak és Archaebaktériumoknak, ma pedig Baktériumoknak és Archaea-nak neveznek, amelyek egy ősi közös őstől függetlenül fejlődtek ki. Az archaea és az eukarióták közelebbi rokonságban állnak egymással, mint bármelyikük a baktériumokkal. Meg kell jegyezni, hogy a Baktériumok és az Archaea fizikailag hasonlóak, de különböző ősi eredetűek, ahogyan azt a különböző prokariótákat kódoló genomok DNS-e meghatározza.