8.6A: Gemeenschappelijke Bacteriële Eigenschappen

Key Terms

• archaea: een taxonomisch domein van eencellige organismen zonder kern, vroeger archaebacteriën genoemd, maar waarvan nu bekend is dat ze fundamenteel van bacteriën verschillen.
• binaire deling: een vorm van ongeslachtelijke voortplanting en celdeling die door alle prokaryoten wordt gebruikt, (bacteriën en archaebacteriën)

Bacteriën vormen een groot domein van prokaryotische micro-organismen. Bacteriën behoorden tot de eerste levensvormen die op aarde verschenen, en zijn aanwezig in de meeste habitats op de planeet. Bacteriën groeien in de bodem, zure hete bronnen, radioactief afval, water en diep in de aardkorst. Bovendien groeien ze in organisch materiaal en de levende lichamen van planten en dieren, wat uitstekende voorbeelden oplevert van mutualisme in het spijsverteringskanaal van mensen, termieten en kakkerlakken.

Maar wat definieert een bacterie? Bacteriën als prokaryoten hebben veel gemeenschappelijke kenmerken, zoals:

1. het ontbreken van membraangebonden organellen
2. Unicellulariteit en dus deling door binaire deling
3. Generaal kleine afmetingen

Bacteriën hebben meestal geen membraangebonden organellen in hun cytoplasma en bevatten dus weinig grote intracellulaire structuren. Zij missen bijgevolg een echte kern, mitochondriën, chloroplasten, en de andere organellen die in eukaryote cellen aanwezig zijn, zoals het Golgi-apparaat en het endoplasmatisch reticulum. Bacteriën werden vroeger beschouwd als eenvoudige zakken cytoplasma, maar elementen zoals het prokaryotisch cytoskelet en de lokalisatie van eiwitten op specifieke plaatsen binnen het cytoplasma blijken een zekere mate van complexiteit te vertonen. Deze subcellulaire compartimenten worden “bacteriële hyperstructuren” genoemd.

In tegenstelling tot bij meercellige organismen is bij eencellige organismen de toename van de celgrootte (celgroei en voortplanting door celdeling) nauw met elkaar verbonden. Bacteriën groeien tot een vaste grootte en planten zich vervolgens voort door binaire splijting, een vorm van ongeslachtelijke voortplanting.

Het meest in het oog springende structurele kenmerk van bacteriën is (op enkele uitzonderingen na) hun geringe omvang. Zo zijn de cellen van Escherichia coli, een bacterie van “gemiddelde” grootte, ongeveer 2 micrometer (μm) lang en 0,5 μm in diameter. De kleine afmetingen zijn uiterst belangrijk omdat zij een grote oppervlakte-volumeverhouding mogelijk maken, die een snelle opname en intracellulaire verdeling van voedingsstoffen en uitscheiding van afvalstoffen mogelijk maakt.

De term “bacterie” werd traditioneel toegepast op alle microscopische, eencellige prokaryoten, die de hierboven geschetste gelijkaardige kenmerken bezitten. Moleculaire systematiek toont echter aan dat het prokaryotische leven uit twee afzonderlijke domeinen bestaat, oorspronkelijk Eubacteria en Archaebacteria genoemd, maar nu Bacteria en Archaea, die onafhankelijk van een oude gemeenschappelijke voorouder zijn geëvolueerd. De archaea en de eukaryoten zijn nauwer aan elkaar verwant dan een van beide aan de bacteriën. Er zij op gewezen dat Bacteria en Archaea fysiek op elkaar lijken, maar een verschillende voorouderlijke oorsprong hebben, zoals blijkt uit het DNA van de genomen die coderen voor verschillende prokaryoten.