Bakterijska ćelija ima jezgro. Imaju li bakterije jezgro ili strukturne karakteristike prokariotskih stanica? Unutrašnja struktura bakterija

Bakterije su najstarija grupa organizama koja trenutno postoji na Zemlji. Prve bakterije su se vjerovatno pojavile prije više od 3,5 milijardi godina i skoro milijardu godina bile su jedina živa bića na našoj planeti. Budući da su to bili prvi predstavnici žive prirode, njihovo tijelo je imalo primitivnu strukturu.

S vremenom je njihova struktura postala složenija, ali do danas se bakterije smatraju najprimitivnijim jednoćelijskim organizmima. Zanimljivo je da neke bakterije još uvijek zadržavaju primitivna svojstva svojih drevnih predaka. Ovo se opaža kod bakterija koje žive u vrelim izvorima sumpora i anoksičnom mulju na dnu rezervoara.

Većina bakterija je bezbojna. Samo nekoliko je ljubičastih ili zelenih. Ali kolonije mnogih bakterija imaju svijetlu boju, što je uzrokovano oslobađanjem obojene tvari u okoliš ili pigmentacijom stanica.

Otkrivač svijeta bakterija bio je Antony Leeuwenhoek, holandski prirodnjak iz 17. stoljeća, koji je prvi stvorio savršen mikroskop za uvećanje koji povećava objekte 160-270 puta.

Bakterije su klasifikovane kao prokariote i klasifikovane su u posebno carstvo - Bakterije.

Oblik tijela

Bakterije su brojni i raznoliki organizmi. Razlikuju se po obliku.

Naziv bakterijeOblik bakterijaSlika bakterija
Cocci U obliku lopte
BacillusU obliku štapa
Vibrio U obliku zareza
SpirillumSpiralna
StreptococciLanac koka
StaphylococcusGrozdovi koka
Diplococcus Dvije okrugle bakterije zatvorene u jednoj mukoznoj kapsuli

Načini transporta

Među bakterijama postoje pokretni i nepokretni oblici. Pokreti se kreću uslijed valovitih kontrakcija ili uz pomoć flagela (uvijenih spiralnih niti), koje se sastoje od posebnog proteina zvanog flagellin. Može biti jedna ili više flagela. Kod nekih bakterija nalaze se na jednom kraju ćelije, kod drugih - na dva ili na cijeloj površini.

Ali kretanje je također svojstveno mnogim drugim bakterijama koje nemaju flagele. Dakle, bakterije prekrivene s vanjske strane sluzom mogu kliziti.

Neke vodene i zemljišne bakterije bez flagele imaju plinske vakuole u citoplazmi. U ćeliji može biti 40-60 vakuola. Svaki od njih je ispunjen gasom (verovatno azotom). Regulacijom količine plina u vakuolama, vodene bakterije mogu potonuti u vodeni stupac ili se izdići na njegovu površinu, a bakterije u tlu mogu se kretati u kapilarama tla.

Stanište

Zbog svoje jednostavnosti organizacije i nepretencioznosti, bakterije su široko rasprostranjene u prirodi. Bakterije se nalaze svuda: u kapi čak i najčistije izvorske vode, u zrncima zemlje, u vazduhu, na stenama, u polarnom snegu, pustinjskom pesku, na dnu okeana, u ulju izvučenom iz velikih dubina, pa čak i u voda toplih izvora sa temperaturom od oko 80ºC. Žive na biljkama, voću, raznim životinjama i kod ljudi u crijevima, usnoj šupljini, udovima i na površini tijela.

Bakterije su najmanja i najbrojnija živa bića. Zbog svoje male veličine, lako prodiru u sve pukotine, pukotine ili pore. Veoma izdržljiv i prilagođen raznim životnim uslovima. Podnose sušenje, ekstremnu hladnoću i zagrijavanje do 90ºC bez gubitka vitalnosti.

Praktično ne postoji mjesto na Zemlji gdje se bakterije ne nalaze, ali u različitim količinama. Uslovi života bakterija su različiti. Neki od njih zahtijevaju atmosferski kisik, drugi ga ne trebaju i mogu živjeti u okruženju bez kisika.

U zraku: bakterije se dižu u gornju atmosferu do 30 km. i više.

Posebno ih je mnogo u zemljištu. 1 g zemlje može sadržavati stotine miliona bakterija.

U vodi: u površinskim slojevima vode u otvorenim rezervoarima. Korisne vodene bakterije mineraliziraju organske ostatke.

U živim organizmima: patogene bakterije ulaze u organizam iz spoljašnje sredine, ali samo pod povoljnim uslovima izazivaju bolesti. Simbiotici žive u probavnim organima, pomažu u razgradnji i apsorpciji hrane, te sintetiziraju vitamine.

Eksterna struktura

Bakterijska stanica je prekrivena posebnom gustom ljuskom - staničnom stijenkom, koja obavlja zaštitne i potporne funkcije, a također daje bakteriji trajni, karakterističan oblik. Ćelijski zid bakterije podseća na zid biljne ćelije. Propustljiv je: kroz njega hranjive tvari slobodno prolaze u ćeliju, a produkti metabolizma izlaze u okoliš. Često bakterije proizvode dodatni zaštitni sloj sluzi na vrhu ćelijskog zida - kapsulu. Debljina kapsule može biti višestruko veća od prečnika same ćelije, ali može biti i vrlo mala. Kapsula nije bitan dio ćelije, ona se formira u zavisnosti od uslova u kojima se bakterije nalaze. Štiti bakterije od isušivanja.

Na površini nekih bakterija nalaze se duge flagele (jedna, dvije ili više) ili kratke tanke resice. Dužina flagele može biti višestruko veća od veličine tijela bakterije. Bakterije se kreću uz pomoć flagela i resica.

Unutrašnja struktura

Unutar bakterijske ćelije nalazi se gusta, nepokretna citoplazma. Ima slojevitu strukturu, nema vakuola, pa se u samoj supstanci citoplazme nalaze razni proteini (enzimi) i rezervni nutrijenti. Bakterijske ćelije nemaju jezgro. Supstanca koja nosi nasljedne informacije koncentrirana je u središnjem dijelu njihove ćelije. Bakterije, - nukleinska kiselina - DNK. Ali ova supstanca nije formirana u jezgro.

Unutrašnja organizacija bakterijske ćelije je složena i ima svoje specifične karakteristike. Citoplazma je odvojena od ćelijskog zida citoplazmatskom membranom. U citoplazmi se nalazi glavna tvar, odnosno matriks, ribosomi i mali broj membranskih struktura koje obavljaju različite funkcije (analozi mitohondrija, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat). Citoplazma bakterijskih stanica često sadrži granule različitih oblika i veličina. Granule mogu biti sastavljene od spojeva koji služe kao izvor energije i ugljika. Kapljice masti nalaze se iu bakterijskoj ćeliji.

U središnjem dijelu stanice lokalizirana je nuklearna tvar - DNK, koja nije omeđena od citoplazme membranom. Ovo je analog jezgre - nukleoid. Nukleoid nema membranu, nukleolus ili skup hromozoma.

Načini ishrane

Bakterije imaju različite metode hranjenja. Među njima postoje autotrofi i heterotrofi. Autotrofi su organizmi koji su sposobni samostalno proizvoditi organske tvari za svoju ishranu.

Biljke trebaju azot, ali ne mogu same da apsorbuju azot iz vazduha. Neke bakterije kombinuju molekule dušika u zraku s drugim molekulima, što rezultira tvarima koje su dostupne biljkama.

Ove bakterije se naseljavaju u stanicama mladih korijena, što dovodi do stvaranja zadebljanja na korijenu, zvanih nodule. Takvi čvorići se formiraju na korijenu biljaka iz porodice mahunarki i nekih drugih biljaka.

Korijenje bakterijama daje ugljikohidrate, a bakterije korijenju osiguravaju tvari koje sadrže dušik koje biljka može apsorbirati. Njihov zajednički život je obostrano koristan.

Korijen biljaka luči mnogo organskih tvari (šećeri, aminokiseline i druge) kojima se hrane bakterije. Stoga se posebno mnoge bakterije naseljavaju u sloju tla koji okružuje korijenje. Ove bakterije pretvaraju mrtve biljne ostatke u tvari dostupne biljkama. Ovaj sloj tla naziva se rizosfera.

Postoji nekoliko hipoteza o prodiranju bakterija kvržica u tkivo korijena:

  • putem oštećenja epidermalnog i korteksnog tkiva;
  • kroz korijenske dlačice;
  • samo kroz mladu ćelijsku membranu;
  • zahvaljujući pratećim bakterijama koje proizvode pektinolitičke enzime;
  • zbog stimulacije sinteze B-indoloctene kiseline iz triptofana, uvijek prisutne u izlučevinama korijena biljaka.

Proces unošenja bakterija nodula u tkivo korijena sastoji se od dvije faze:

  • infekcija korijenskih dlačica;
  • proces formiranja nodula.

U većini slučajeva, invazivna stanica se aktivno umnožava, formira takozvane niti infekcije i u obliku takvih niti se kreće u biljno tkivo. Nodule bakterije koje izlaze iz niti infekcije nastavljaju da se razmnožavaju u tkivu domaćina.

Biljne stanice ispunjene brzomnožećim stanicama kvržičnih bakterija počinju se brzo dijeliti. Veza mladog nodula s korijenom biljke mahunarke ostvaruje se zahvaljujući vaskularno-vlaknastim snopovima. U periodu funkcionisanja čvorovi su obično gusti. Do trenutka kada dođe do optimalne aktivnosti, čvorići dobijaju ružičastu boju (zahvaljujući pigmentu leghemoglobina). Samo one bakterije koje sadrže leghemoglobin su sposobne da fiksiraju dušik.

Nodule bakterije stvaraju desetine i stotine kilograma dušičnog gnojiva po hektaru tla.

Metabolizam

Bakterije se međusobno razlikuju po svom metabolizmu. U nekima se javlja uz sudjelovanje kisika, u drugima - bez njega.

Većina bakterija se hrani gotovim organskim tvarima. Samo nekoliko njih (plavo-zelene ili cijanobakterije) sposobno je stvoriti organske tvari iz neorganskih. Oni su igrali važnu ulogu u akumulaciji kiseonika u Zemljinoj atmosferi.

Bakterije upijaju tvari izvana, kidaju svoje molekule na komade, sastavljaju svoju ljusku iz ovih dijelova i nadopunjuju njihov sadržaj (tako rastu) i izbacuju nepotrebne molekule. Školjka i membrana bakterije omogućavaju joj da apsorbira samo potrebne tvari.

Kada bi ljuska i membrana bakterije bile potpuno nepropusne, nikakve tvari ne bi ušle u ćeliju. Kada bi bili propusni za sve supstance, sadržaj ćelije bi se pomešao sa medijumom – rastvorom u kojem bakterija živi. Da bi preživjele, bakterijama je potrebna ljuska koja omogućava prolaz potrebnim tvarima, ali ne i nepotrebnim tvarima.

Bakterija upija hranljive materije koje se nalaze u njenoj blizini. Šta se dalje događa? Ako se može kretati samostalno (pomicanjem flageluma ili potiskivanjem sluzi natrag), onda se kreće dok ne pronađe potrebne tvari.

Ako se ne može kretati, onda čeka dok mu difuzija (sposobnost molekula jedne tvari da prodiru u gustiš molekula druge tvari) donese potrebne molekule.

Bakterije, zajedno sa drugim grupama mikroorganizama, obavljaju ogroman hemijski rad. Pretvaranjem različitih spojeva, oni dobivaju energiju i hranjive tvari neophodne za njihov život. Metabolički procesi, načini dobivanja energije i potreba za materijalima za izgradnju tvari njihovih tijela su raznoliki u bakterijama.

Ostale bakterije zadovoljavaju sve svoje potrebe za ugljikom neophodnim za sintezu organskih tvari u tijelu na račun neorganskih spojeva. Zovu se autotrofi. Autotrofne bakterije su sposobne sintetizirati organske tvari iz anorganskih. Među njima su:

Hemosinteza

Upotreba energije zračenja je najvažniji, ali ne i jedini način stvaranja organske tvari iz ugljičnog dioksida i vode. Poznato je da bakterije ne koriste sunčevu svetlost kao izvor energije za takvu sintezu, već energiju hemijskih veza koje nastaju u ćelijama organizama tokom oksidacije određenih neorganskih jedinjenja - sumporovodika, sumpora, amonijaka, vodonika, azotne kiseline, jedinjenja gvožđa. gvožđa i mangana. Oni koriste organsku materiju koja se formira upotrebom ove hemijske energije za izgradnju ćelija svog tela. Stoga se ovaj proces naziva kemosinteza.

Najvažnija grupa hemosintetskih mikroorganizama su nitrificirajuće bakterije. Ove bakterije žive u tlu i oksidiraju amonijak koji nastaje tokom raspadanja organskih ostataka do dušične kiseline. Potonji reagira s mineralnim spojevima tla, pretvarajući se u soli dušične kiseline. Ovaj proces se odvija u dvije faze.

Bakterije željeza pretvaraju željezo željezo u oksid željezo. Nastali željezni hidroksid se taloži i formira takozvanu močvarnu željeznu rudu.

Neki mikroorganizmi postoje zbog oksidacije molekularnog vodonika, čime se osigurava autotrofna metoda ishrane.

Karakteristična karakteristika vodikovih bakterija je sposobnost prelaska na heterotrofni način života kada su im snabdjeveni organski spojevi i odsustvo vodika.

Dakle, kemoautotrofi su tipični autotrofi, jer samostalno sintetiziraju potrebna organska jedinjenja iz neorganskih supstanci, a ne uzimaju ih gotove od drugih organizama, poput heterotrofa. Hemoautotrofne bakterije razlikuju se od fototrofnih biljaka po potpunoj nezavisnosti od svjetlosti kao izvora energije.

Bakterijska fotosinteza

Neke bakterije sumpora koje sadrže pigment (ljubičasta, zelena), koje sadrže specifične pigmente - bakterioklorofile, u stanju su apsorbirati sunčevu energiju, uz pomoć koje se sumporovodik u njihovim tijelima razgrađuje i oslobađa atome vodika za obnavljanje odgovarajućih spojeva. Ovaj proces ima mnogo zajedničkog s fotosintezom i razlikuje se samo po tome što je kod ljubičastih i zelenih bakterija donor vodika sumporovodik (povremeno karboksilne kiseline), a kod zelenih biljaka to je voda. U oba se izdvajanje i prijenos vodonika vrši zahvaljujući energiji apsorbiranih sunčevih zraka.

Ova bakterijska fotosinteza, koja se odvija bez oslobađanja kisika, naziva se fotoredukcija. Fotoredukcija ugljičnog dioksida povezana je s prijenosom vodika ne iz vode, već iz vodonik sulfida:

6SO 2 +12N 2 S+hv → S6N 12 O 6 +12S=6N 2 O

Biološki značaj kemosinteze i bakterijske fotosinteze na planetarnoj skali je relativno mali. Samo kemosintetske bakterije igraju značajnu ulogu u procesu kruženja sumpora u prirodi. Apsorbiran od strane zelenih biljaka u obliku soli sumporne kiseline, sumpor se reducira i postaje dio proteinskih molekula. Nadalje, kada mrtve biljne i životinjske ostatke unište truležne bakterije, sumpor se oslobađa u obliku sumporovodika, kojeg sumporne bakterije oksidiraju u slobodni sumpor (ili sumpornu kiselinu), stvarajući sulfite u tlu koji su dostupni biljkama. Hemo- i fotoautotrofne bakterije su neophodne u ciklusu azota i sumpora.

Sporulacija

Spore se formiraju unutar bakterijske ćelije. Tokom procesa sporulacije, bakterijska ćelija prolazi kroz niz biohemijskih procesa. Količina slobodne vode u njemu se smanjuje, a enzimska aktivnost se smanjuje. Time se osigurava otpornost spora na nepovoljne uvjete okoline (visoka temperatura, visoka koncentracija soli, sušenje, itd.). Sporulacija je karakteristična samo za malu grupu bakterija.

Spore su izborna faza u životnom ciklusu bakterija. Sporulacija počinje tek nedostatkom hranjivih tvari ili nakupljanjem metaboličkih proizvoda. Bakterije u obliku spora mogu ostati u stanju mirovanja dugo vremena. Bakterijske spore mogu izdržati dugotrajno ključanje i veoma dugo zamrzavanje. Kada nastupe povoljni uslovi, spora klija i postaje održiva. Bakterijske spore su adaptacija za preživljavanje u nepovoljnim uslovima.

Reprodukcija

Bakterije se razmnožavaju dijeljenjem jedne ćelije na dvije. Postigavši ​​određenu veličinu, bakterija se dijeli na dvije identične bakterije. Tada se svaki od njih počinje hraniti, rasti, dijeliti i tako dalje.

Nakon izduženja ćelije, postepeno se formira poprečni septum, a zatim se ćelije kćeri odvajaju; Kod mnogih bakterija, pod određenim uvjetima, nakon diobe, stanice ostaju povezane u karakteristične grupe. U ovom slučaju, ovisno o smjeru ravnine podjele i broju podjela, nastaju različiti oblici. Razmnožavanje pupoljkom javlja se kao izuzetak kod bakterija.

Pod povoljnim uslovima, deoba ćelija kod mnogih bakterija se dešava svakih 20-30 minuta. Uz tako brzu reprodukciju, potomci jedne bakterije za 5 dana mogu formirati masu koja može ispuniti sva mora i oceane. Jednostavna računica pokazuje da se dnevno mogu formirati 72 generacije (720.000.000.000.000.000.000 ćelija). Ako se preračuna u težinu - 4720 tona. Međutim, to se u prirodi ne događa, jer većina bakterija brzo umire pod utjecajem sunčeve svjetlosti, sušenja, nedostatka hrane, zagrijavanja na 65-100ºC, kao rezultat borbe među vrstama, itd.

Bakterija (1), nakon što je apsorbirala dovoljno hrane, povećava se (2) i počinje se pripremati za reprodukciju (ćelijska dioba). Njena DNK (u bakteriji je molekul DNK zatvoren u prsten) udvostručuje se (bakterija proizvodi kopiju ovog molekula). Oba molekula DNK (3,4) nalaze se pričvršćena za zid bakterije i, kako se bakterija izdužuje, odmiču se (5,6). Prvo se dijeli nukleotid, a zatim citoplazma.

Nakon divergencije dva molekula DNK, na bakteriji se pojavljuje suženje, koje postepeno dijeli tijelo bakterije na dva dijela, od kojih svaki sadrži po jedan molekul DNK (7).

Dešava se (kod Bacillus subtilis) da se dvije bakterije zalijepe i između njih nastane most (1,2).

Skakač prenosi DNK od jedne bakterije do druge (3). Jednom u jednoj bakteriji, molekuli DNK se prepliću, lijepe se na nekim mjestima (4), a zatim razmjenjuju dijelove (5).

Uloga bakterija u prirodi

Gyre

Bakterije su najvažnija karika u općem ciklusu tvari u prirodi. Biljke stvaraju složene organske tvari iz ugljičnog dioksida, vode i mineralnih soli u tlu. Ove tvari se vraćaju u tlo s mrtvim gljivama, biljkama i životinjskim leševima. Bakterije razgrađuju složene tvari u jednostavne, koje potom koriste biljke.

Bakterije uništavaju složene organske tvari mrtvih biljaka i životinjskih leševa, izlučevine živih organizama i razne otpadne tvari. Hrane se ovim organskim tvarima, saprofitne bakterije propadanja pretvaraju ih u humus. Ovo su neka vrsta bolničara naše planete. Dakle, bakterije aktivno učestvuju u ciklusu supstanci u prirodi.

Formiranje tla

Budući da su bakterije rasprostranjene gotovo posvuda i pojavljuju se u ogromnom broju, one u velikoj mjeri određuju različite procese koji se odvijaju u prirodi. U jesen lišće drveća i grmlja opada, nadzemni izdanci trava odumiru, stare grane otpadaju, a s vremena na vrijeme opadaju debla starih stabala. Sve se to postepeno pretvara u humus. U 1 cm3. Površinski sloj šumskog tla sadrži stotine miliona saprofitnih bakterija tla nekoliko vrsta. Ove bakterije pretvaraju humus u različite minerale koje korijenje biljaka može apsorbirati iz tla.

Neke bakterije u tlu mogu apsorbirati dušik iz zraka, koristeći ga u vitalnim procesima. Ove bakterije koje fiksiraju dušik žive samostalno ili se naseljavaju u korijenu biljaka mahunarki. Prodirući u korijenje mahunarki, ove bakterije uzrokuju rast korijenskih stanica i stvaranje kvržica na njima.

Ove bakterije proizvode dušikove spojeve koje biljke koriste. Bakterije dobijaju ugljene hidrate i mineralne soli iz biljaka. Dakle, postoji bliska veza između biljke mahunarki i bakterija kvržica, što je korisno i za jedan i za drugi organizam. Ovaj fenomen se naziva simbioza.

Zahvaljujući simbiozi s bakterijama kvržica, mahunarke obogaćuju tlo dušikom, pomažući u povećanju prinosa.

Rasprostranjenost u prirodi

Mikroorganizmi su sveprisutni. Jedini izuzetak su krateri aktivnih vulkana i mala područja u epicentrima eksplodiranih atomskih bombi. Ni niske temperature Antarktika, ni kipući tokovi gejzira, ni zasićeni rastvori soli u slanim bazenima, ni jaka insolacija planinskih vrhova, ni oštro zračenje nuklearnih reaktora ne ometaju postojanje i razvoj mikroflore. Sva živa bića su u stalnoj interakciji s mikroorganizmima, često ne samo njihova odlagališta, već i njihovi distributeri. Mikroorganizmi su starosjedioci naše planete i aktivno istražuju najnevjerovatnije prirodne supstrate.

Mikroflora tla

Broj bakterija u tlu je izuzetno velik - stotine miliona i milijardi jedinki po gramu. Ima ih mnogo više u zemljištu nego u vodi i vazduhu. Ukupan broj bakterija u zemljištu se mijenja. Broj bakterija ovisi o vrsti tla, njihovom stanju i dubini slojeva.

Na površini čestica tla mikroorganizmi se nalaze u malim mikrokolonijama (po 20-100 ćelija). Često se razvijaju u debljini ugrušaka organske materije, na živim i umirućim korijenima biljaka, u tankim kapilarima i unutrašnjim grudima.

Mikroflora tla je veoma raznolika. Ovdje postoje različite fiziološke grupe bakterija: bakterije truljenja, nitrificirajuće bakterije, bakterije koje fiksiraju dušik, sumporne bakterije itd. Među njima su aerobni i anaerobni, sporni i nesporni oblici. Mikroflora je jedan od faktora u formiranju tla.

Područje razvoja mikroorganizama u tlu je zona uz korijenje živih biljaka. Zove se rizosfera, a ukupnost mikroorganizama sadržanih u njoj naziva se mikroflora rizosfere.

Mikroflora rezervoara

Voda je prirodno okruženje u kojem se mikroorganizmi razvijaju u velikom broju. Najveći dio njih ulazi u vodu iz tla. Faktor koji određuje broj bakterija u vodi i prisustvo nutrijenata u njoj. Najčistije vode potiču iz arteških bunara i izvora. Otvoreni rezervoari i rijeke su veoma bogati bakterijama. Najveći broj bakterija nalazi se u površinskim slojevima vode, bliže obali. Kako se udaljavate od obale i povećavate dubinu, broj bakterija se smanjuje.

Čista voda sadrži 100-200 bakterija po ml, a zagađena 100-300 hiljada ili više. Mnogo je bakterija u donjem mulju, posebno u površinskom sloju, gdje bakterije stvaraju film. Ovaj film sadrži puno sumpornih i željeznih bakterija koje oksidiraju sumporovodik u sumpornu kiselinu i na taj način sprječavaju uginuće riba. U mulju ima više sporonosnih oblika, dok u vodi preovlađuju oblici koji ne nose spore.

U pogledu sastava vrsta, mikroflora vode je slična mikroflori tla, ali postoje i specifični oblici. Uništavajući razni otpad koji dospijeva u vodu, mikroorganizmi postepeno provode takozvano biološko pročišćavanje vode.

Mikroflora vazduha

Mikroflora vazduha je manje brojna od mikroflore zemlje i vode. Bakterije se uzdižu u zrak s prašinom, mogu tamo ostati neko vrijeme, a zatim se nastaniti na površini zemlje i umrijeti od nedostatka prehrane ili pod utjecajem ultraljubičastih zraka. Broj mikroorganizama u vazduhu zavisi od geografske zone, terena, doba godine, zagađenja prašinom itd. Svaka zrnca prašine je nosilac mikroorganizama. Većina bakterija je u vazduhu iznad industrijskih preduzeća. Vazduh u ruralnim područjima je čistiji. Najčistiji zrak je iznad šuma, planina i snježnih područja. Gornji slojevi vazduha sadrže manje mikroba. Mikroflora zraka sadrži mnogo pigmentiranih bakterija i bakterija koje nose spore, koje su otpornije od drugih na ultraljubičaste zrake.

Mikroflora ljudskog organizma

Ljudsko tijelo, čak i potpuno zdravo, uvijek je nosilac mikroflore. Kada ljudsko tijelo dođe u dodir sa zrakom i tlom, različiti mikroorganizmi, uključujući i patogene (bacili tetanusa, plinske gangrene itd.), talože se na odjeću i kožu. Kontaminirani su najčešće izloženi dijelovi ljudskog tijela. E. coli i stafilokoki se nalaze na rukama. U usnoj šupljini postoji preko 100 vrsta mikroba. Usta su sa svojom temperaturom, vlažnošću i ostacima hranljivih materija odlično okruženje za razvoj mikroorganizama.

Želudac ima kiselu reakciju, pa većina mikroorganizama u njemu umire. Počevši od tankog crijeva, reakcija postaje alkalna, tj. povoljno za mikrobe. Mikroflora u debelom crijevu je vrlo raznolika. Svaka odrasla osoba dnevno izluči oko 18 milijardi bakterija u izmetu, tj. više pojedinaca nego ljudi na planeti.

Unutrašnji organi koji nisu povezani sa spoljašnjom sredinom (mozak, srce, jetra, bešika, itd.) obično su bez mikroba. Mikrobi ulaze u ove organe samo tokom bolesti.

Bakterije u ciklusu supstanci

Mikroorganizmi općenito, a posebno bakterije igraju veliku ulogu u biološki važnim ciklusima tvari na Zemlji, vršeći kemijske transformacije koje su potpuno nedostupne ni biljkama ni životinjama. Različite faze ciklusa elemenata provode organizmi različitih tipova. Postojanje svake pojedinačne grupe organizama zavisi od hemijske transformacije elemenata koju vrše druge grupe.

Ciklus azota

Ciklična transformacija azotnih jedinjenja igra primarnu ulogu u snabdevanju organizama biosfere potrebnim oblicima azota sa različitim nutritivnim potrebama. Preko 90% ukupne fiksacije dušika je zbog metaboličke aktivnosti određenih bakterija.

Ciklus ugljika

Biološka transformacija organskog ugljika u ugljični dioksid, praćena redukcijom molekularnog kisika, zahtijeva zajedničku metaboličku aktivnost različitih mikroorganizama. Mnoge aerobne bakterije vrše potpunu oksidaciju organskih tvari. U aerobnim uvjetima, organska jedinjenja se u početku razgrađuju fermentacijom, a organski krajnji proizvodi fermentacije se dalje oksidiraju anaerobnim disanjem ako su prisutni neorganski akceptori vodonika (nitrat, sulfat ili CO 2 ).

Ciklus sumpora

Sumpor je dostupan živim organizmima uglavnom u obliku rastvorljivih sulfata ili redukovanih organskih jedinjenja sumpora.

Ciklus gvožđa

Neka slatkovodna tijela sadrže visoke koncentracije reduciranih soli željeza. Na takvim mjestima razvija se specifična bakterijska mikroflora – željezne bakterije, koje oksidiraju redukovano željezo. Učestvuju u stvaranju močvarnih željeznih ruda i izvora vode bogatih solima željeza.

Bakterije su najstariji organizmi, pojavili su se prije oko 3,5 milijardi godina u Arheju. Oko 2,5 milijardi godina dominirali su Zemljom, formirajući biosferu, i učestvovali u formiranju atmosfere kiseonika.

Bakterije su jedni od najjednostavnije strukturiranih živih organizama (osim virusa). Vjeruje se da su oni prvi organizmi koji su se pojavili na Zemlji.

Kod muškaraca spolno prenosiva bolest kao što je trihomonijaza dovodi do patoloških procesa u reproduktivnim organima, što u konačnici dovodi do neplodnosti. Stoga se treba na vrijeme pregledati i znati prve simptome bolesti.

Karakteristike manifestacije bolesti

Uzročnik trihomonijaze je jednoćelijski protozojski mikroorganizam, Trichomonas. Povoljno okruženje za njegov razvoj je vlažna površina. Stoga se vezuje za sluznu površinu vagine kod žena i za prostatu ili uretru kod muškaraca.

Promiskuitetni, slučajni seksualni odnosi bez upotrebe kondoma povećavaju rizik od zaraze bilo koje spolno prenosive bolesti, uključujući trihomonijazu. Postoje slučajevi zaraze putem domaćinstva. Budući da je Trichomonas potrebna vlaga za život, može i dalje živjeti nekoliko sati ako dospije na rub toaleta ili ručnik. Opstaje na zidovima kupatila i krpama za pranje.

Period inkubacije može trajati od 2 dana do 2 mjeseca. Sve ovisi o stanju imuniteta, prisutnosti drugih popratnih bolesti i broju unesenih bakterija.

Prvi simptomi kod žena su sljedeći:

  • postoji žućkasti iscjedak različitog intenziteta sa sluzom, pjenom i često ima neugodan miris;
  • iscjedak je praćen svrabom, peckanjem, pečenjem;
  • površina vanjskih organa otiče, postaje crvena i postaje upaljena;
  • smeta bol u donjem dijelu trbuha;
  • tjelesna temperatura može porasti;
  • bol i nelagodnost se javljaju tokom mokrenja;
  • seksualni odnos postaje bolan i izaziva nelagodu.

Simptomi se mogu pogoršati prije menstruacije ili tokom trudnoće.

Kod muškaraca bolest je najčešće asimptomatska. Većina bakterija koje uđu u tijelo izlučuje se urinom. Ali ponekad se mogu javiti akutni simptomi:

  • mokrenje postaje učestalo i bolno;
  • iz uretre se pojavljuje pjenasti, blagi sivkasti iscjedak;
  • u urinu se mogu naći kapi krvi;
  • nelagodnost se javlja i tokom seksa;
  • uretra postaje crvena, otečena i upaljena.

Uzimanje alkohola, nikotina i loša ishrana mogu pogoršati stanje pacijenta. Ne biste trebali eksperimentisati s lijekovima niti sami propisivati ​​trajanje upotrebe i doziranje. Stanje se pogoršava, bolest ne nestaje, pojavljuju se komplikacije.

Pogoršanje stanja

Komplikacije mogu nastati kao posljedica ozbiljnog pada imuniteta, nepravilnog liječenja ili samoliječenja.

Trihomonijaza dovodi do različitih infektivnih i upalnih procesa u organima mokraćnog sistema. Bubrezi se upale (pijelonefritis), mokraćna bešika (cistitis). Zahvaćeni su svi reproduktivni organi, pa je rezultat neplodnost. Stanje se pogoršava činjenicom da Trichomonas pojačava aktivnost drugih patogenih mikroorganizama, na primjer, gonokoka ili klamidije.

U pozadini bolesti, uočava se iscrpljenost tijela. Pacijent gubi na težini, poremećeni su san i apetit. Osjećate stalni umor, performanse se smanjuju, razvijaju se depresija i razdražljivost.

Žene najčešće pate od komplikacija kao što su neplodnost, rani pobačaji, prijevremeni porođaj prije 34 sedmice, pothranjenost fetusa (fetus ne dobija na težini i visini) i smrt fetusa u maternici.

Prije planiranja trudnoće, sve žene dobiju uput za pretrage za otkrivanje spolno prenosivih bolesti. Ako se otkrije trihomonijaza, prvo se mora provesti liječenje. Nakon tretmana zatrudnjeti neće biti teško. Istovremeno, nema opasnosti za stanje žene i nerođenog djeteta.

Ostale komplikacije trihomonijaze u ženskom tijelu uključuju:

  • upala unutrašnjeg zida materice (endometritis);
  • zapaljenje jajovoda (salpingitis). Kao rezultat toga, pojavljuju se adhezije, poremećen je transport jajne stanice u šupljinu maternice i povećava se vjerojatnost razvoja ektopične trudnoće.
  • trudnoća;
  • upala jajnika (ooforitis) dovodi do daljnjih promjena u hormonalnom nivou;
  • povećava se osjetljivost na rak grlića materice, genitalni herpes i HIV infekciju.

Kod muškaraca se mogu uočiti sljedeće komplikacije uzrokovane bolešću:

  • kronični upalni procesi u uretri;
  • upala prostate dovodi do prostatitisa;
  • upalni procesi u testisima (orhitis);
  • upala sjemenih mjehurića (vezikulitis);
  • povećava se vjerovatnoća zaraze HIV infekcijom, sifilisom, gonorejom i drugim ozbiljnim bolestima.

U početnoj fazi bolesti zahvaćena je samo uretra. Razvija se upalna bolest uretritis. Ako se upala ne otkrije i ne započne liječenje, dolazi do kronične faze. Prostata je uključena u patološki proces (u njoj se formiraju ciste) i drugi organi genitourinarnog sistema.

Posljedice trihomonijaze utječu na kvalitetu sperme. Njegova kvaliteta se pogoršava, spermatozoidi gube aktivnost i razvija se neplodnost. Kod muškaraca se smanjuje seksualna funkcija i javljaju se problemi u intimnoj sferi.

Dalja taktika

Dijagnoza se potvrđuje u laboratorijskim uslovima. Prilikom pregleda ginekolog ili urolog uzima struganje. Kod muškaraca se može dodatno ispitati sperma i iscjedak prostate.

Dijagnostičke metode:

  1. Metoda kulture. Tokom studije, sekret se inokulira pomoću posebnih medija. Ova metoda vam omogućava da odredite broj bakterija i njihovu osjetljivost na lijekove. To vam omogućava da odaberete najispravniju taktiku liječenja.
  2. Metoda polimerne lančane reakcije omogućava vam da otkrijete DNK Trichomonas.
  3. Vezani imunosorbentni test.
  4. Može se koristiti metoda direktne imunofluorescencije (DIF).

Nakon potvrde dijagnoze, lekar propisuje lekove:

  1. Prije svega, propisuju se lijekovi protiv trihomonaze: Metronidazol, Ornidazol, Nimorazol.
  2. Hepatoprotektori pomažu u zaštiti jetre od toksina: Essentiale, Artičoka.
  3. Enzimski preparati, kao što je Wobenzym, pomažu u prodiranju antiprotozoalnog lijeka u ćeliju.
  4. Moraju se propisati imunomodulatori: Polyoxidonium, Lavomax.
  5. Prebiotici će spriječiti disbiozu ili smanjiti nelagodu u crijevima: Linex, Hilak Forte.

Postoje slučajevi kada iscjedak i drugi simptomi ne nestanu ili se ponovo pojave nakon i prije trihomonijaze. Infekcija se može ponoviti iz više razloga. Ovo prvenstveno može biti posljedica neefikasnog liječenja.

Bolest prelazi u hroničnu fazu, a upala se širi i na druge organe. Drugi česti razlozi su ignoriranje nekog od partnera uputa specijaliste ili ponovna infekcija.

Važna pravila:

  1. Bolest se mora liječiti u bilo kojoj fazi i bez obzira na to da li postoje simptomi ili ne.
  2. Oba partnera moraju biti liječena, čak i ako jednom nije dijagnosticirana bolest, inače će liječenje biti neučinkovito.
  3. Nakon oporavka moguća je ponovna infekcija, pa se moraju pridržavati preventivnih mjera.
  4. Ne možete se samoliječiti.

Bolest možete spriječiti pridržavajući se nekoliko jednostavnih pravila. Neophodno je isključiti slučajne seksualne kontakte. Partner mora biti pouzdan i postojan. Neophodno je koristiti barijernu kontracepciju. Najmanje dva puta godišnje idite na pregled kod ginekologa ili urologa, jer je bolest u većini slučajeva asimptomatska.

Šta je Klebsiella oxytoca, opasnost za ljudski organizam

Klebsiella oxytoca je tako lijepo ime i tako neugodna bakterija. SZO ga je 2017. godine uvrstila među najopasnije mikroorganizme zbog visoke otpornosti na antibiotike. Kako Klebsiella može biti opasna, kako odrediti simptome njenog napada i kako liječiti bolesti koje uzrokuje?

Šta je Klebsiella oxytoca?

Klebsiella je naziv za cijeli rod oportunističkih bakterija koje žive u tijelu svake osobe. A oxytoca (oxytoca) je jedna od 8 sorti Klebsiella. Mikroorganizam je nazvan u čast njemačkog bakteriologa Edwina Klebsa.

Zašto je opasno?

U normalnim uslovima, Klebsiella oxytoca ne nanosi štetu ljudima, već naprotiv, održava normalno stanje mikroflore sluzokože respiratornog sistema i crijeva. Ali ako se imunitet smanji i zaštitne funkcije tijela oslabe, enterobakterije se počinju aktivno razmnožavati. I upravo povećanje njihovog broja postaje kritično: razvijaju se upalni procesi i bolesti.

Još jedna karakteristika Klebsiele je da je tokom svog dugogodišnjeg postojanja naučila da preživi u različitim uslovima i uspela da se prilagodi raznim antibioticima, zbog čega je klasifikovana kao takozvana superbakterica. Za odabir antibakterijskog lijeka i opće taktike liječenja potrebno je provesti detaljnu dijagnostiku.

Kako izgleda

Bakterija se najčešće nalazi u izmetu, urinu, krvi i pljuvački. Pod mikroskopom, Klebsiella oxytoca je mali izduženi ružičasti štapić. Sama bakterija je zatvorena u ljusku (kapsulu), zbog čega je tako žilava i otporna na mnoge antibiotike. Klebsiella je nepomična bakterija. Spada u fakultativne anaerobe, tj. je u stanju da postoji i razmnožava se u nedostatku kiseonika, ali se takođe oseća prijatno u vazduhu.

Koje bolesti uzrokuje Klebsiella?

Utvrdili smo da ravnoteža bakterija u tijelu može biti poremećena kao posljedica smanjenja imuniteta. Ali koji tačno faktori mogu doprinijeti tome? Prvo, neuravnotežena prehrana. Ako osoba, na primjer, ide na dijetu i kompleksnim preparatima ne nadoknađuje nedostatak vitamina prethodno dobivenih hranom, tada imunitet počinje opadati.

Drugo, rast Klebsiella oxytoca može biti izazvan nepravilnom upotrebom antibiotika za liječenje neke druge bolesti. Na primjer, kod proljeva, osoba često počinje uzimati tetraciklin, zaboravljajući da je to antibakterijski lijek. A ako ga uzimate dugo i nekontrolirano, smanjit će se broj nekih korisnih bakterija. Zbog neravnoteže može početi i klebsieloza, stanje nakon kojeg se razvijaju upalni procesi i bolesti:

  • upala pluća;
  • upala konjunktive;
  • upala nazalne i oralne sluznice (sinusitis, sinusitis, sinusitis, stomatitis, gingivitis);
  • artritis i artroza;
  • genitourinarne infekcije;
  • meningitis;
  • crijevne infekcije (kolitis, peritonitis).

Svaka od ovih bolesti ima specifične simptome, ali postoji jedan uobičajeni: groznica. Na taj način tijelo se bori protiv upalnog procesa, što je olakšano povećanjem broja Klebsiella oxytoca.

Oštećenje disajnih puteva

Kada se govori o Klebsielli, često se spominje upala pluća. Ali ovu tešku bolest izaziva posebna vrsta bakterija, koja se zove: Klebsiella pneumonia. Oxytoca utiče na gornje disajne puteve, jer je njeno glavno stanište u nosu i ustima.

Jedan od simptoma klebsijeloze koji zahvaća nazofarinks je začepljenost nosnih prolaza. Kada pokušate ispuhati nos, izlazi gnoj neugodnog mirisa. Dah takođe ima neprijatan miris. U nazofarinksu se mogu formirati kore koje pokrivaju privremeno atrofirana područja. Osoba gubi čulo mirisa i ukusa.

Postepeno može početi jak kašalj s gnojnim iscjetkom. Ovo samo ukazuje na prisustvo Klebsiella pneumonije u tijelu. Disanje postaje otežano, a mogući su i napadi gušenja.

Gastrointestinalne lezije

Klebsiella oxytoca često pogađa probavni sistem. To posebno pogađa novorođenčad, čija korisna mikroflora još nije u potpunosti formirana. Simptomi uključuju podrigivanje, bol u trbuhu, sluz, stolicu neugodnog mirisa i povraćanje s nesvarenim komadima hrane. U stolici se može pojaviti krv.

Oštećenje genitourinarnog sistema

Ovisno o tome koji je organ zahvaćen, simptomi genitourinarnog oblika klebsijeloze mogu biti različiti. Na primjer, peckanje tokom mokrenja, bol u donjem dijelu trbuha ili donjeg dijela leđa, bolni seksualni odnos.

Dijagnoza različitih oblika klebsijeloze

Laboratorijska dijagnostika može otkriti Klebsiella oxytoca u svježem urinu, sputumu kašlja i izmetu. Ova ili ona analiza se uzima u zavisnosti od manifestacije bolesti. Također je potrebno provjeriti krv, jer će i ona pokazati naduvan broj bakterija.

Između ostalog! U nekim slučajevima, žuč, povraćanje i cerebrospinalna tekućina mogu se uzeti na analizu kako bi se potvrdilo prisustvo Klebsiele u njima i propisalo kompetentnije liječenje.

Ako pacijent ima klebsielu u izmetu ili urinu, to samo ukazuje na njihovo prisustvo. Za precizno utvrđivanje vrste bakterije potrebno je dodatno istraživanje. Prvo, to je postavljanje mikroorganizama u hranljivi medij kako bi se proučila njihova strategija razmnožavanja. Drugo, Gramova metoda: proučavanje svojstava bakterija pomoću bojenja. Treće, serološko ispitivanje krvnog seruma.

Kako se boriti protiv Klebsiele

Ubijanje Klebsiella oxytoca zahtijeva liječenje koje će smanjiti broj bakterija u tijelu, ali ih se neće u potpunosti riješiti. Također, terapijske mjere trebaju biti usmjerene na ublažavanje stanja bolesnika iscrpljenog groznicom, slabošću i specifičnim simptomima (nazalna kongestija, dijareja, povraćanje itd.).

Osnova liječenja je dobro osmišljena i potvrđena rezultatima testova antibakterijska terapija. Ali Klebsiella oxytoca ne reaguje na sve antibiotike. Da biste ga uništili, najefikasnije će koristiti:

  • aminoglikozidi (Amikacin, Sizomycin, Gentamicin);
  • beta-laktami (cefalosporini, penicilini);
  • bakteriofagi.

Potonji su virusi koji mogu selektivno inficirati patogene bakterijske stanice. Za razliku od antibiotika, oni gotovo da ne izazivaju nuspojave (ako su pravilno odabrani), pa se prepisuju čak i djeci. Fagi se rjeđe koriste za liječenje odraslih jer su im potrebni jači lijekovi - antibiotici.

Kada bolest uzrokovana Klebsiellom počne opadati, liječenje se ne završava, već se dopunjuje. Probiotici se uvode za obnavljanje poremećene mikroflore i normalizaciju stolice pacijenta. U iste svrhe koriste se i fizioterapijski postupci. Takođe, tokom celog tretmana osoba uzima vitamine koji podržavaju imuni sistem.

Terapija se provodi najmanje 10 dana. Sve to vrijeme liječnik prati stanje pacijenta. Čak i ako se primjete značajna poboljšanja, vrše se kontrolni testovi. Broj bakterija Klebsiella oxytoca ne treba povećavati ni u izmetu, ni u urinu, ni u drugim biološkim tekućinama.

Svi živi organizmi na Zemlji podijeljeni su u dvije grupe: prokariote i eukariote.

  • Eukarioti su biljke, životinje i gljive.
  • Prokarioti su bakterije (uključujući cijanobakterije, poznate i kao plavo-zelene alge).

Glavna razlika

Prokarioti nemaju jezgro, kružna DNK (kružni hromozom) nalazi se direktno u citoplazmi (ovaj dio citoplazme naziva se nukleoid).


Eukarioti imaju formirano jezgro(nasljedna informacija [DNK] je odvojena od citoplazme nuklearnom ovojnicom).

Dodatne razlike

1) Pošto prokarioti nemaju jezgro, onda nema mitoze/mejoze. Bakterije se razmnožavaju dijeljenjem na dva dijela ("direktna" dioba, za razliku od "indirektne" diobe - mitoza).


2) Kod prokariota ribozomi su mali (70S), a kod eukariota veliki (80S).

3) Eukarioti imaju mnogo organela: mitohondrije, endoplazmatski retikulum, ćelijski centar itd. Umjesto membranskih organela, prokarioti imaju mezozome - izrasline plazma membrane, slične mitohondrijskim kristama.


4) Prokariotska ćelija je mnogo manja od eukariotske ćelije: 10 puta u prečniku, 1000 puta u zapremini.

Sličnosti

Ćelije svih živih organizama (sva carstva žive prirode) sadrže plazma membranu, citoplazmu i ribozome.

Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Sličnost između životinjskih stanica i bakterija je u tome što imaju
1) ribozomi
2) citoplazma
3) glikokaliks
4) mitohondrije
5) ukrašeno jezgro
6) citoplazmatska membrana

Odgovori

1. Uspostavite korespondenciju između karakteristike organizma i carstva za koje je karakteristična: 1) gljive, 2) bakterije
A) DNK je zatvorena u obliku prstena
B) prema načinu ishrane - autotrofi ili heterotrofi
B) ćelije imaju formirano jezgro
D) DNK ima linearnu strukturu
D) ćelijski zid sadrži hitin
E) nuklearna tvar se nalazi u citoplazmi

Odgovori


2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika organizama i carstava za koja su karakteristične: 1) Gljive, 2) Bakterije. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) formiranje mikorize s korijenjem viših biljaka
B) formiranje ćelijskog zida od hitina
B) tijelo u obliku micelija
D) razmnožavanje sporama
D) sposobnost hemosinteze
E) lokacija kružne DNK u nukleoidu

Odgovori


Odaberite tri opcije. Po čemu se gljive razlikuju od bakterija?
1) čine grupu nuklearnih organizama (eukariota)
2) pripadaju heterotrofnim organizmima
3) razmnožavaju se sporama
4) jednoćelijski i višećelijski organizmi
5) prilikom disanja koriste kiseonik iz vazduha
6) učestvuje u kruženju supstanci u ekosistemu

Odgovori


1. Uspostavite korespondenciju između karakteristika ćelije i tipa organizacije ove ćelije: 1) prokariotska, 2) eukariotska
A) ćelijski centar učestvuje u formiranju vretena diobe
B) u citoplazmi se nalaze lizozomi
B) hromozom je formiran od kružne DNK
D) nema membranskih organela
D) ćelija se deli mitozom
E) membrana formira mezozome

Odgovori


2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika ćelije i njenog tipa: 1) prokariotska, 2) eukariotska
A) nema membranskih organela
B) postoji ćelijski zid od mureina
C) nasljedni materijal je predstavljen nukleoidom
D) sadrži samo male ribozome
D) nasljedni materijal je predstavljen linearnom DNK
E) ćelijsko disanje se javlja u mitohondrijima

Odgovori


3. Uspostavite korespondenciju između osobine i grupe organizama: 1) Prokarioti, 2) Eukarioti. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) odsustvo jezgra
B) prisustvo mitohondrija
B) nedostatak EPS-a
D) prisustvo Golgijevog aparata
D) prisustvo lizosoma
E) linearni hromozomi koji se sastoje od DNK i proteina

Odgovori


4. Uspostavite korespondenciju između organela i ćelija koje ih imaju: 1) prokariotske, 2) eukariotske. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Golgijev aparat
B) lizozomi
B) mezozomi
D) mitohondrije
D) nukleoid
E) EPS

Odgovori


5. Uspostavite korespondenciju između ćelija i njihovih karakteristika: 1) prokariotske, 2) eukariotske. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Molekul DNK je kružni
B) apsorpcija supstanci fago- i pinocitozom
B) formiraju gamete
D) ribozomi su mali
D) postoje membranske organele
E) karakterizira direktna podjela

Odgovori


FORMIRANI 6. Uspostavite korespondenciju između ćelija i njihovih karakteristika: 1) prokariotske, 2) eukariotske. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
1) prisustvo posebnog jezgra
2) formiranje spora za podnošenje nepovoljnih uslova sredine

3) lokacija nasljednog materijala samo u zatvorenoj DNK

4) podjela mejozom
5) sposobnost fagocitoze

Odaberite tri opcije. Bakterije, za razliku od šampinjona,
1) jednoćelijski organizmi
2) višećelijski organizmi
3) imaju ribozome u ćelijama
4) nemaju mitohondrije
5) prenuklearni organizmi
6) nemaju citoplazmu

Odgovori


1. Odaberite tri opcije. Prokariotske ćelije se razlikuju od eukariotskih ćelija
1) prisustvo nukleoida u citoplazmi
2) prisustvo ribozoma u citoplazmi
3) Sinteza ATP-a u mitohondrijima
4) prisustvo endoplazmatskog retikuluma
5) odsustvo morfološki različitog jezgra
6) prisustvo invaginacija plazma membrane, koje obavljaju funkciju membranskih organela

Odgovori


2. Odaberite tri opcije. Bakterijska stanica je klasificirana kao prokariotska stanica jer je
1) nema jezgro prekriveno školjkom
2) ima citoplazmu
3) ima jedan molekul DNK uronjen u citoplazmu
4) ima vanjsku plazma membranu
5) nema mitohondrije
6) ima ribozome na kojima se odvija biosinteza proteina

Odgovori


3. Odaberite tri opcije. Zašto su bakterije klasifikovane kao prokarioti?
1) sadrže jezgro u ćeliji, odvojeno od citoplazme
2) sastoje se od mnogo diferenciranih ćelija
3) imaju jedan prstenasti hromozom
4) nemaju ćelijski centar, Golgijev kompleks i mitohondrije
5) nemaju izolovano jezgro iz citoplazme
6) imaju citoplazmu i plazma membranu

Odgovori


4. Odaberite tri opcije. Prokariotske ćelije se razlikuju od eukariotskih ćelija
1) prisustvo ribozoma
2) odsustvo mitohondrija
3) nedostatak formalizovanog jezgra
4) prisustvo plazma membrane
5) nedostatak organela kretanja
6) prisustvo jednog prstenastog hromozoma

Odgovori


5. Odaberite tri opcije. Prokariotsku ćeliju karakterizira prisustvo
1) ribozomi
2) mitohondrije
3) ukrašeno jezgro
4) plazma membrana
5) endoplazmatski retikulum
6) jedna kružna DNK

Odgovori


KOLEKCIJA 6:

A) odsustvo membranskih organela

B) odsustvo ribozoma u citoplazmi

C) formiranje dva ili više hromozoma linearne strukture

Odaberite tri opcije. Ćelije eukariotskih organizama, za razliku od prokariotskih organizama, imaju
1) citoplazma
2) jezgro prekriveno ljuskom
3) DNK molekule
4) mitohondrije
5) gusta školjka
6) endoplazmatski retikulum

Odgovori


Odaberite jednu, najispravniju opciju. ODABERITE NETAČNU IZJAVU. Bakterije nemaju
1) polne ćelije
2) mejoza i oplodnja
3) mitohondrije i ćelijski centar
4) citoplazma i nuklearna supstanca

Odgovori


Analizirajte tabelu. Popunite prazne ćelije u tabeli koristeći pojmove i pojmove date na listi.
1) mitoza, mejoza
2) izdržavanje nepovoljnih uslova životne sredine
3) prenos informacija o primarnoj strukturi proteina
4) dvomembranske organele
5) grubi endoplazmatski retikulum
6) mali ribozomi

Odgovori


Odgovori



Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. U procesu evolucije formirani su organizmi različitih kraljevstava. Koji su znakovi karakteristični za kraljevstvo, čiji je predstavnik prikazan na slici.
1) ćelijski zid se sastoji uglavnom od mureina
2) hromatin se nalazi u nukleolu
3) dobro razvijen endoplazmatski retikulum
4) nema mitohondrija
5) nasljedna informacija je sadržana u kružnom molekulu DNK
6) varenje se odvija u lizozomima

Odgovori



1. Svi dole navedeni znakovi, osim dva, NE koriste se za opisivanje ćelije prikazane na slici. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su navedene u tabeli.
1) Prisustvo mitohondrija
2) Prisustvo kružne DNK
3) Prisustvo ribozoma
4) Dostupnost jezgra
5) Prisustvo lagane špijunke

Odgovori



2. Svi osim dva dole navedena termina koriste se za opisivanje ćelije prikazane na slici. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) zatvoreni molekul DNK
2) mezozom
3) membranske organele
4) ćelijski centar
5) nukleoid

Odgovori



3. Sve dolje navedene karakteristike, osim dvije, koriste se za opisivanje ćelije prikazane na slici. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) podjela mitozom
2) prisustvo ćelijskog zida od mureina
3) prisustvo nukleoida
4) odsustvo membranskih organela
5) apsorpcija supstanci fago- i pinocitozom

Odgovori



4. Svi osim dva dole navedena termina koriste se za opisivanje ćelije prikazane na slici. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) zatvorena DNK
2) mitoza
3) gamete
4) ribozomi
5) nukleoid

Odgovori



5. Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, mogu se koristiti za opisivanje ćelije prikazane na slici. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) postoji ćelijska membrana
2) postoji Golgijev aparat
3) postoji nekoliko linearnih hromozoma
4) postoje ribozomi
5) postoji ćelijski zid

Odgovori



6 sub. Sve dolje navedene karakteristike, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje ćelije prikazane na slici. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) imaju linearne hromozome
2) binarna fisija je karakteristična
3) ima endoplazmatski retikulum
4) formira sporu
5) sadrži male ribozome

Odgovori

KOLEKCIJA 7:
1) plazmid
2) disanje u mitohondrijama
3) podjela na dva

1. Sve navedene karakteristike, osim dvije, koriste se za opisivanje prokariotske ćelije. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) Odsustvo formalnog jezgra u njemu
2) Prisustvo citoplazme
3) Prisustvo ćelijske membrane
4) Prisustvo mitohondrija
5) Prisustvo endoplazmatskog retikuluma

Odgovori


2. Svi dole navedeni znakovi, osim dva, karakterišu strukturu bakterijske ćelije. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) nedostatak formalizovanog kernela
2) prisustvo lizosoma
3) prisustvo guste ljuske
4) odsustvo mitohondrija
5) odsustvo ribozoma

Odgovori


3. Dolje navedeni koncepti, osim dva, koriste se za karakterizaciju prokariota. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) mitoza
2) spor
3) gameta
4) nukleoid
5) mezozom

Odgovori


4. Svi osim dva termina u nastavku koriste se za opisivanje strukture bakterijske ćelije. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) nepokretna citoplazma
2) kružni molekul DNK
3) mali (70S) ribozomi
4) sposobnost fagocitoze
5) prisustvo EPS-a

Odgovori


Uspostavite korespondenciju između osobine i carstva: 1) bakterije, 2) biljke. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) svi predstavnici prokariota
B) svi predstavnici eukariota
B) može se podijeliti na pola
D) postoje tkiva i organi
D) postoje fotografije i hemosintetika
E) hemosintetici nisu pronađeni

Odgovori


Uspostavite korespondenciju između karakteristika organizama i njihovog carstva: 1) bakterija, 2) biljaka. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) razni predstavnici su sposobni za fotosintezu i hemosintezu
B) u kopnenim ekosistemima po biomasi nadmašuju sve ostale grupe
B) ćelije se dijele mitozom i mejozom
D) imaju plastide
D) ćelijski zidovi obično ne sadrže celulozu
E) nedostatak mitohondrija

Odgovori


Odaberite jednu, najispravniju opciju. U prokariotskim stanicama oksidacijske reakcije se javljaju na
1) ribozomi u citoplazmi
2) invaginacije plazma membrane
3) ćelijske membrane
4) kružni molekul DNK

Odgovori



Sve osim dvije sljedeće karakteristike mogu se koristiti za opisivanje ćelije prikazane na slici. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) ima jezgro u kojem se nalaze molekuli DNK
2) područje u kojem se nalazi DNK u citoplazmi naziva se nukleoid
3) Molekuli DNK su kružni
4) Molekuli DNK su povezani sa proteinima
5) u citoplazmi se nalaze različite membranske organele

Odgovori


Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Sličnost između bakterija i biljaka je u tome što one
1) prokariotski organizmi
2) formiraju spore pod nepovoljnim uslovima
3) imaju ćelijsko tijelo
4) među njima ima autotrofa
5) imaju razdražljivost
6) sposoban za vegetativnu reprodukciju

Odgovori


Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su navedeni u tabeli. Sličnost između bakterijskih i biljnih stanica je u tome što imaju
1) ribozomi
2) plazma membrana
3) ukrašeno jezgro
4) ćelijski zid
5) vakuole sa ćelijskim sokom
6) mitohondrije

Odgovori


Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Bakterije, poput gljivica,
1) čine posebnu kraljevinu
2) su samo jednoćelijski organizmi
3) razmnožavaju se pomoću spora
4) su razlagači u ekosistemu
5) može ući u simbiozu
6) apsorbiraju tvari iz tla pomoću hifa

Odgovori


Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Bakterije, za razliku od nižih biljaka,
1) prema vrsti ishrane su hemotrofi
2) tokom razmnožavanja formiraju zoospore
3) nemaju membranske organele
4) imati talus (talus)
5) pod nepovoljnim uslovima formiraju spore
6) sintetiziraju polipeptide na ribosomima

Odgovori



Uskladite karakteristike i tipove ćelija prikazanih na slici. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) imaju mezozome
B) osmotrofni način ishrane
B) podijeliti mitozom
D) imaju razvijen EPS
D) formiraju spore pod nepovoljnim uslovima
E) imaju mureinsku ljusku

Odgovori


Sve osim dvije sljedeće karakteristike mogu se koristiti za opisivanje prokariotske DNK. Identifikujte dvije karakteristike koje ispadaju iz opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) sadrži adenin, gvanin, uracil i citozin
2) sastoji se od dva kola
3) ima linearnu strukturu
4) nisu povezani sa strukturnim proteinima
5) leži u citoplazmi

Odgovori


Uspostavite korespondenciju između karakteristika i organizama: 1) kvasac, 2) E. coli. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) genom je predstavljen jednim kružnim DNK molekulom
B) ćelija je prekrivena mureinskom membranom
B) dijeli se mitozom
D) proizvodi etanol u anaerobnim uslovima
D) ima flagele
E) nema membranske organele

Odgovori


© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

BAKTERIJE

BAKTERIJE, jednostavni jednoćelijski mikroskopski organizmi koji pripadaju carstvu Prokariota (prokarioti). Nemaju jasno definisano jezgro; većini nedostaje HLOROFIL. Mnogi od njih su pokretni i plivaju koristeći bičeve nalik na bičeve. Razmnožavaju se prvenstveno diobom. U nepovoljnim uvjetima, mnoge od njih mogu se sačuvati unutar spora, koje imaju visoku otpornost zbog guste zaštitne ljuske. Dijele se na AEROBNE I ANAEROBNE. Iako su patogene bakterije uzročnici većine ljudskih bolesti, mnoge od njih su bezopasne ili čak korisne za ljude, budući da čine važnu kariku u LANCU HRANA; na primjer, doprinose preradi biljnih i životinjskih tkiva, pretvaranju dušika i sumpora u AMINOKISELINE i druge spojeve koje mogu koristiti biljke i životinje. Neke bakterije sadrže hlorofil i učestvuju u FOTOSINTEZI. vidi takođe ARHEBAKTERIJE, EUBACTERIA, PROKARIOTI.

Bakterije postoje u tri glavna oblika i tipa: sferične (A), nazvane kokije, štapićaste (bacil, B) i spiralne (spirila, C). Koke se javljaju u obliku grudvica (stafilokoki, 1), parova po dva (diplokoki, 2) ili lanaca (streptokoki, 3). Za razliku od koka, koje se ne mogu kretati, bacili se kreću slobodno; neke od njih, koje se nazivaju peritrihije, opremljene su sa mnogo flagela (4) i mogu plivati, a monotrihijumske forme (5, vidi donju sliku) imaju samo jedan flagelum.Bacili mogu formirati i spore (6) kako bi preživjeli period nepovoljnih uslova SPIRILLA može imati oblik vadičepa, kao što je spiroheta Leplospira (7), ili može biti blago zakrivljena, sa flagelama, kao što je Spirillum (8). Slike su date sa uvećanjem od x 5000

Bakterije nemaju jezgro; umjesto toga imaju nukleoid (1), jednu petlju DNK. Sadrži gene, hemijski kodirane programe koji određuju strukturu bakterije. U prosjeku, bakterije imaju 3.000 gena (u poređenju sa 100.000 kod ljudi). Citoplazma (2) također sadrži granule glikogena (hrana) (3) i ribozome (4), koji citoplazmi daju zrnast izgled i služe za proizvodnju proteina.U mnogim bakterijama sadrži i sitne genetske elemente zvane plazmidi. Većina bakterija, ali ne sve, ima čvrste zaštitne ćelijske zidove (B). Dolaze u dva glavna tipa.Prvi tip ima jedan debeli (10-50 nm) sloj. Bakterije s ovim tipom ćelija nazivaju se Gram-pozitivnim jer boje svijetlo ljubičasto pomoću Gram boje. Pokazalo se da gram-negativne bakterije imaju tanje zidove (1) s dodatnim slojem proteina i lipida na vanjskoj strani (2). Ova vrsta ćelija ne boji ljubičastu boju.Ova razlika u svojstvima se koristi u medicini.Odbrambene ćelije organizma prepoznaju bakterije upravo po zidovima. Ćelijska membrana (3) okružuje citoplazmu, debela je samo nekoliko molekula proteina i lipida i predstavlja barijeru kroz koju živa ćelija kontroliše ulazak i izlazak različitih supstanci. Neke bakterije se kreću (C) koristeći flagele (1), koje se okreću kukom (2). Energija za kretanje je obezbeđena protokom protona kroz ćelijsku membranu (3), koji POGONI disk proteinskih molekula (4) koji se nalazi u membrani u pokret. Šipka (5) povezuje ovaj proteinski „rotor“ sa udicom preko drugog diska (6), koji zatvara ćelijski zid.

Prije razvoja efikasnih sanitarnih sistema i otkrića antibiotika, Evropom su iznova harale epidemije teških bolesti uzrokovanih bakterijama.Simptomi mnogih bakterijskih bolesti uzrokovani su djelovanjem toksičnih proteina (tzv. toksina) koje proizvode bakterije. . Botulinski toksin, koji proizvodi bakterija Clostridium botulinum (koja uzrokuje trovanje hranom), jedan je od najjačih otrova danas poznatih.Toksin tetanusa, koji proizvodi srodni Clostridium tetani (1), inficira duboke i kontaminirane rane. Kada nervni impuls (2) izazove napetost u mišićnoj ćeliji, toksin blokira opuštajući dio signala i mišići ostaju napeti (zbog toga se bolest naziva tetanus). U razvijenim zemljama većina bakterija ubojica je sada pod kontrolom, tuberkuloza je rijetka, a difterija nije ozbiljan problem. Međutim, u zemljama u razvoju, bakterijske bolesti i dalje uzimaju svoj danak.


Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik.

Pogledajte šta je "BAKTERIJA" u drugim rječnicima:

    Escherichia coli ... Wikipedia

    BAKTERIJE- BAKTERIJE. Sadržaj:* Opća morfologija bakterija.......6 70 Degeneracija bakterija............675 Biologija bakterija......676 Bacilli acidophilus ...... .... 677 Bakterije koje stvaraju pigment.......681 Svjetleće bakterije..........682… … Velika medicinska enciklopedija

    - (od grčkog bakterion štap), mikroorganizmi sa prokariotskim tipom ćelijske strukture. Tradicionalno, pod pravim bakterijama podrazumevaju se jednoćelijske štapiće i koke, ili one udružene u organizovane grupe, nepokretne ili sa flagelama, kontrastne... Biološki enciklopedijski rječnik

    - (od grčkog bakterion štapića) grupa mikroskopskih, pretežno jednoćelijskih organizama. Pripadaju prednuklearnim oblicima prokariota. Osnova moderne klasifikacije bakterija, prema kojoj se sve bakterije dijele na eubakterije (Gram-negativne ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

    Grupa jednoćelijskog mikroskopa, organizmi. Zajedno sa plavo-zelenim algama, B. predstavljaju kraljevstvo i nadkraljevstvo prokariota (vidi), roj se sastoji od tipova (odjela) fotobakterija (fotosintetičke) i skotobakterija (kemosintetske). Upišite… … Mikrobiološki rječnik

    - (od grčkog bakteria štap). Mikroskopski jednoćelijski organizmi, uglavnom u obliku štapa. Rječnik stranih riječi uključenih u ruski jezik. Čudinov A.N., 1910. BAKTERIJE Grčki, od bakteria, štap. Rod vatrenih trava...... Rečnik stranih reči ruskog jezika

    Moderna enciklopedija

    bakterije- mikroorganizmi sa prokariotskim tipom ćelijske strukture, tj. nema nuklearnog omotača, nema pravog jezgra; umrijeti od izlaganja sunčevoj svjetlosti; imati čulo mirisa. koke su sferne bakterije. diplococci. mikrokoke. streptokoke. stafilokok..... Ideografski rečnik ruskog jezika

    Bakterije- (od grčkog bakterion štap), grupa mikroskopskih pretežno jednoćelijskih organizama. Imaju ćelijski zid, ali nemaju jasno definisano jezgro. Razmnožavaju se diobom. Prema obliku ćelija, bakterije mogu biti sferne (koke), ... ... Ilustrovani enciklopedijski rječnik

    Bakterije- (od grčkog bakterion štap), grupa mikroskopskih jednoćelijskih organizama. Prema vrsti disanja dijele se na aerobno i anaerobno, a prema vrsti ishrane na autotrofno i heterotrofno. Učestvuje u kruženju supstanci u prirodi, vršeći funkciju...... Ekološki rječnik

Sudbina života na Zemlji odlučena je prije otprilike 2,6 milijardi godina. Najveća ekološka kriza poklopila se s najvećim evolucijskim skokom. Da je katastrofa bila malo jača, planeta bi mogla zauvijek ostati beživotna. Da je slabiji, možda bi bakterije i dalje bile jedini stanovnici Zemlje...

Pojava eukariota - živih ćelija sa jezgrom - drugi je najznačajniji (posle nastanka samog života) događaj u biološkoj evoluciji. Govorit ćemo o tome kada, kako i zašto se pojavilo ćelijsko jezgro.

Život na Zemlji prešao je dug put od prve žive ćelije do sisara i ljudi. Na tom putu bilo je mnogo epohalnih događaja, napravljena su mnoga velika otkrića i genijalni izumi. Koji je bio najvažniji? Možda formiranje ljudskog mozga ili pojava životinja na kopnu? Ili možda pojava višećelijskih organizama? Naučnici su ovdje gotovo jednoglasni: najveće dostignuće evolucije bila je pojava ćelija modernog tipa - s jezgrom, hromozomima, vakuolama i drugim organima, čijih se neizgovorljivih imena nejasno sjećamo iz škole. Same ćelije koje čine naše tijelo.

I u početku su ćelije bile potpuno drugačije. Nisu imali jezgra, vakuole, nikakve druge „organe“, a postojao je samo jedan hromozom i imao je oblik prstena. Tako su do danas strukturirane ćelije bakterija, prvih stanovnika Zemlje. Između ovih primarnih ćelija i modernih, poboljšanih ćelija postoji mnogo veći jaz nego između meduze i osobe. Kako je priroda to uspjela savladati?

Bakterijski svijet

Milijardu godina ili više, Zemlja je bila kraljevstvo bakterija. Već u najstarijim sedimentnim stijenama zemljine kore (njihova starost je 3,5 milijardi godina) otkriveni su ostaci plavo-zelenih algi, odnosno cijanobakterija. Ovi mikroskopski organizmi i danas napreduju. Tokom milijardi godina jedva da su se promijenile. Oni su ti koji boje vodu u jezerima i barama u jarku plavičasto-zelenu boju, a onda kažu da "voda cvjeta". Plavo-zelene alge nikako nisu najprimitivnija bakterija. Od nastanka života do pojave cijanobakterija najvjerovatnije je prošlo mnogo miliona godina evolucije. Nažalost, u zemljinoj kori nisu sačuvani tragovi tih drevnih era: nemilosrdno vrijeme i geološke katastrofe uništile su, topeći se u vrelim dubinama, sve sedimentne stijene nastale u prvih stotina miliona godina postojanja Zemlje.

Cijanobakterije su organizmi koji su ne samo drevni, već i cijenjeni. Oni su bili ti koji su "izmislili" hlorofil i fotosintezu. Njihov nezapažen rad tokom mnogo miliona godina postepeno je obogaćivao okean i atmosferu kiseonikom, što je omogućilo pojavu pravih biljaka i životinja. Isprva se sav kisik trošio na oksidaciju željeza otopljenog u oceanu. Taloženo je oksidirano željezo: tako su nastala najveća ležišta željezne rude. Tek kada je gvožđe "gotovo" kiseonik je počeo da se akumulira u vodi i ulazi u atmosferu.

Najmanje milijardu godina cijanobakterije su bile nepodijeljeni gospodari Zemlje i gotovo jedini njeni stanovnici. Dno Svjetskog okeana bilo je prekriveno plavkasto-zelenim ćilimima. U tim tepisima, prostirkama cijanobakterije, živele su i druge bakterije zajedno sa plavo-zelenim. Svi su bili savršeno prilagođeni jedni drugima i teškim uslovima primitivnog okeana. U to vrijeme - arhejsko doba (arhejsko) - bilo je veoma vruće na Zemlji. Atmosfera bogata ugljen-dioksidom stvorila je snažan efekat staklene bašte. Zbog toga se do kraja arheja Svjetski okean zagrijao na 50-60°C. Otapanjem u vodi, ugljični dioksid se pretvara u kiselinu; vruće kisele vode bile su ozračene tvrdom ultraljubičastom svjetlošću (na kraju krajeva, Zemlja još nije imala modernu atmosferu sa štedljivim ozonskim štitom). Osim toga, u vodi je otopljena ogromna količina toksičnih soli teških metala. Stalne vulkanske erupcije, emisije pepela i gasova, oštre fluktuacije u uslovima životne sredine - sve to nije olakšalo život prvim stanovnicima planete.

Zajednice bakterija koje su se razvile u tako negostoljubivom okruženju bile su nevjerovatno otporne i otporne. Zbog toga je njihova evolucija bila veoma spora. Već su bili prilagođeni gotovo svemu i nije bilo potrebe da se usavršavaju. Da bi se život na Zemlji počeo razvijati i postajao složeniji, bila je potrebna katastrofa. Bilo je potrebno uništiti ovaj ultraotporni bakterijski svijet, koji se činio vječnim i neuništivim, kako bi se oslobodio životni prostor za nešto novo.

Planetarna katastrofa - formiranje Zemljinog jezgra

Dugo očekivana revolucija, koja je okončala dugotrajnu stagnaciju i izvela život iz bakterijske „ćorsokake“, dogodila se prije 2,7–2,5 milijardi godina, na samom kraju arhejske ere. Ruski geolozi O. G. Sorokhtin i S. A. Ushakov, autori najnovije fizičke teorije razvoja Zemlje, izračunali su da je u to vrijeme naša planeta doživjela najveću i najkatastrofalniju transformaciju u cijeloj svojoj povijesti.

Prema njihovoj hipotezi, uzrok katastrofe bila je pojava gvozdenog jezgra na našoj planeti. Od formiranja Zemlje do kraja arheja, rastopljena mješavina željeza i njegovog dvovalentnog oksida (FeO) nakupila se u gornjim slojevima plašta. Prije otprilike 2,7 milijardi godina, masa ovog rastopa je premašila određeni prag, nakon čega je teška, viskozna, vruća tečnost bukvalno "propala" do centra Zemlje, istisnuvši njeno primarno, lakše jezgro. Ovi ogromni pokreti ogromnih masa materije u utrobi planete razderali su i zdrobili njenu tanku površinsku školjku - zemljinu koru. Vulkani su eruptirali posvuda. Drevni kontinenti su se približili, sudarili i spojili u jedinstveni superkontinent Monogea - tik iznad mjesta gdje se tečno željezo ulijevalo u unutrašnjost planete. Duboke stijene koje su izbile na površinu ušle su u kemijsku reakciju s atmosferskim ugljičnim dioksidom i vrlo brzo u atmosferi nije ostalo gotovo ništa ugljičnog dioksida. Efekat staklene bašte je postao mnogo slabiji, što je dovelo do jakog hlađenja: temperatura okeana je pala sa +60°C na +6. Isto tako naglo i naglo smanjila se kiselost morske vode.

Bila je to najveća katastrofa. Ali čak ni ona nije mogla uništiti cijanobakterije. Preživjeli su, iako im je bilo jako teško. Nestanak atmosfere ugljičnog dioksida za njih je značio tešku glad, jer cijanobakterije, poput viših biljaka, koriste ugljični dioksid kao sirovinu za sintezu organskih tvari. Manje je bakterijskih prostirki. Od čvrstih plavih tepiha koji su obrubili morsko dno ostali su fragmenti. Bakterijski svijet nije umro, već je bio jako oštećen, u njemu su se pojavile "rupe" i "praznine". Upravo u tim "prazninama" i "rupama" antičkog svijeta rođeni su prvi organizmi s fundamentalno drugačijom strukturom u toj drevnoj eri - složenija i savršenija jednoćelijska stvorenja koja su bila predodređena da postanu novi gospodari planete. .

Izgled ćelijskog jezgra

Bakterijska ćelija je složena živa struktura. Ali stanice viših organizama - biljaka, životinja, gljiva, pa čak i takozvanih protozoa (amebe, cilijati) - mnogo su složenije. Bakterijska ćelija nema ni jezgro ni bilo koji drugi unutrašnji „organ” okružen membranom. Stoga se bakterije nazivaju "prokarioti" (što na grčkom znači "prednuklearne"). U višim organizmima, ćelija ima jezgro okruženo dvostrukom membranom (otuda naziv "eukarioti", tj. imaju izraženo jezgro), kao i "unutrašnje organe", od kojih su najvažniji mitohondriji (vrsta energije). stanice). Mitohondrije razgrađuju organsku materiju na ugljični dioksid i vodu, koristeći kisik kao oksidacijsko sredstvo. Dišemo isključivo da bismo mitohondrijama naših stanica osigurali kisik. Pored mitohondrija, najvažniji organi eukariotske ćelije su plastidi (hloroplasti), koji se koriste za fotosintezu, a koji se nalaze samo u biljkama.

Ali glavna stvar u eukariotskoj ćeliji je, naravno, njeno jezgro. Jezgro pohranjuje nasljedne informacije napisane četveroslovnim jezikom genetskog koda u molekulima DNK. Bakterije, naravno, imaju i DNK - jednu molekulu u obliku prstena koja sadrži sve gene određene vrste bakterija. Ali bakterijska DNK leži direktno u unutrašnjem okruženju ćelije - u njenoj citoplazmi, gde se odvija aktivni metabolizam. To znači da neposredna okolina dragocjene molekule nalikuje hemijskoj tvornici ili alhemičarskom laboratoriju, gdje se stotine hiljada najrazličitijih supstanci pojavljuju i nestaju svake sekunde. Svaki od njih potencijalno može utjecati na nasljedne informacije, kao i na one molekularne mehanizme koji čitaju ovu informaciju i “oživljavaju”. U takvim „nehigijenskim“ uslovima, nije lako stvoriti efikasan i pouzdan „sistem održavanja“ – čuvanje, čitanje, reprodukcija i popravljanje DNK. Još je teže stvoriti molekularni mehanizam koji bi mogao “smisleno” (u skladu sa situacijom) kontrolisati rad takvog sistema.

Upravo je to veliko značenje izolacije ćelijskog jezgra. Geni su pouzdano izolovani iz citoplazme sa njenom uzavrelom hemijom. Sada je bilo moguće u „mirnom okruženju“ uspostaviti efikasan sistem za njihovo regulisanje. A onda se pokazalo da se sa istim skupom gena, ćelija može potpuno drugačije ponašati u različitim uslovima.

Kao što je poznato, ista knjiga se može čitati na različite načine (naročito ako je knjiga dobra). U zavisnosti od pripreme, raspoloženja i životne situacije, čitalac će prvi put pronaći jednu stvar u knjizi, a nakon ponovnog čitanja godinu dana kasnije nešto sasvim drugo. Isto važi i za eukariotski genom. U zavisnosti od uslova, različito se „čita“, a različite se ispostavljaju i ćelije koje se razvijaju kao rezultat ovog „čitanja“. Tako se pojavio mehanizam nenasljedne adaptivne varijabilnosti - "izum" koji je uvelike povećao stabilnost i održivost organizama.

Bez ovog sistema regulacije gena, višećelijske životinje i biljke se nikada ne bi pojavile. Uostalom, cijela suština višećelijskog organizma je da genetski identične ćelije, ovisno o uvjetima, postaju različite – preuzimaju različite funkcije, formiraju različita tkiva i organe. Prokarioti (bakterije) su u osnovi nesposobni za to.

Kako se bakterije prilagođavaju promjenjivim uvjetima? Oni brzo mutiraju i međusobno razmjenjuju gene. Ogromna većina njih umire, ali s obzirom da postoji mnogo bakterija, uvijek postoji šansa da će neki od mutanata biti održiv u novim uvjetima. Metoda je pouzdana, ali monstruozno rasipna. I što je najvažnije - ćorsokak. Sa takvom strategijom, nema razloga da postanete složeniji ili poboljšani. Bakterije nisu sposobne za napredak. Zato se moderne bakterije gotovo ne razlikuju od arheoloških.

Najstariji tragovi prisustva eukariota nalaze se u sedimentnim stijenama starim oko 2,7 milijardi godina. To je upravo vrijeme kada se formiralo Zemljino željezno jezgro. Očigledno, katastrofa koja je skoro uništila bakterijski svijet natjerala je zemaljski život da ozbiljno "razmisli" o pronalaženju novih, boljih načina prilagođavanja promjenjivom okruženju. Život ne može da miruje, osuđen je na večno poboljšanje. Dakle, pojava Zemljinog jezgra je možda izazvala pojavu ćelijskog jezgra.

Čuda integracije, ili Može li tim postati jedinstven organizam?

Početkom 20. stoljeća naučnici su primijetili da plastidi i mitohondrije po svojoj strukturi iznenađujuće podsjećaju na bakterije. Bilo je potrebno skoro jedno stoljeće da se prikupe činjenice i dokazi, ali sada se može smatrati čvrsto utvrđenim da je eukariotska stanica nastala kao rezultat kohabitacije (simbioze) nekoliko različitih bakterijskih stanica.

Istina, sa plastidima i mitohondrijama dugo je sve bilo jasno. Ovi "organi" eukariotske ćelije imaju svoju kružnu DNK - potpuno istu kao i DNK bakterija. Oni se samostalno razmnožavaju unutar ćelije domaćina, jednostavno se dijeleći na pola, kao što je uobičajeno među prokariotima. Nikada se ne formiraju iznova, „ni iz čega“. Po svemu sudeći, to su prave bakterije. Štaviše, možemo čak reći i tačno koje: mitohondrije podsećaju na takozvane alfa-proteobakterije, a plastidi podsećaju na cijanobakterije koje su nam već poznate. Ovi poznati „pronalazači” hlorofila i fotosinteze nikada ni sa kim nisu „delili” svoje „otkriće”: do danas, postavši važan unutrašnji deo biljnih ćelija, oni drže pod svojom „kontrolom” gotovo svu fotosintezu na planeti (i stoga , i gotovo svu proizvodnju organske tvari i kisika!).

Ali odakle dolazi sama ćelija domaćina? Koji je mikrob bio njegov „predak“? Među živim bakterijama dugo se nije mogao naći kandidat za ovu ulogu. Činjenica je da se geni eukariota, sadržani u ćelijskom jezgru, po svojoj strukturi oštro razlikuju od gena većine bakterija: sastoje se od mnogih zasebnih "smislenih" dijelova, odvojenih dugim "besmislenim" dijelovima DNK. Da bi se "pročitao" takav gen, svi njegovi dijelovi moraju biti pažljivo "izrezani" i "zalijepljeni zajedno". Ništa slično nije uočeno kod običnih bakterija.

Na iznenađenje naučnika, "eukariotska" struktura genoma, kao i mnoge druge jedinstvene karakteristike eukariota, pronađene su u najčudnijoj i najmisteriozniji grupi prokariotskih organizama - arhebakterija. Ova stvorenja su nevjerovatno otporna: mogu čak živjeti u kipućoj vodi iz geotermalnih izvora. Za neke arhebakterije optimalna temperatura za život je u rasponu od +90-110°C, a na +80°C već počinju da se smrzavaju.

Sada većina naučnika vjeruje da je eukariotska stanica nastala kao rezultat činjenice da je neka arhebakterija (vjerojatno prilagođena životu u kiseloj i vrućoj vodi) od običnih bakterija dobila unutarćelijske simbionte.

Stjecanje intracelularnih kohabitanata dovelo je do prisustva nekoliko različitih genoma u jednoj ćeliji. Moralo se nekako upravljati njima. Stvaranje takvog vodećeg centra ćelije - ćelijskog jezgra - postalo je vitalna potreba. Prema jednoj hipotezi, nuklearna membrana je mogla nastati kao slučajni rezultat nekoordiniranog rada nekoliko grupa gena odgovornih za formiranje staničnih zidova u novoujedinjenim bakterijama.

Različiti mikrobi koji su doveli do eukariotske ćelije nisu se odmah spojili u jedan organizam. U početku su jednostavno živjeli zajedno u istoj bakterijskoj zajednici, postepeno se prilagođavajući jedni drugima i učeći da imaju koristi od takvog zajedničkog života. Kiseonik koji oslobađaju cijanobakterije bio je toksičan za njih. U toku evolucije, oni su "izmislili" mnogo različitih načina da se nose sa ovim nusproizvodom svoje životne aktivnosti. Jedna od ovih metoda je... disanje. Nedavne studije su pokazale da je proteinsko-enzimski kompleks odgovoran za disanje kisika mitohondrija nastao kao rezultat male promjene u fotosintetskim enzimima. Zaista, s gledišta kemije, fotosinteza i disanje kisika su ista kemijska reakcija, samo što se odvija u suprotnim smjerovima:

CO 2 + H 2 O + energija ↔ organska tvar.

Treći član zajednice su arhebakterije. Mogli su uzeti višak organske tvari iz cijanobakterija, fermentirati je i na taj način pretvoriti u oblik koji je „probavljiviji“ za bakterije koje dišu.

Slične mikrobne zajednice mogu se naći i danas. Život bakterija u takvim zajednicama teče iznenađujuće prijateljski i skladno. Mikrobi su čak "naučili" da razmjenjuju posebne kemijske signale kako bi bolje koordinirali svoje djelovanje. Osim toga, oni aktivno razmjenjuju gene. Inače, upravo ta sposobnost ometa borbu protiv zaraznih bolesti: čim jedna bakterija, kao rezultat slučajne mutacije, dobije gen za otpornost na novi antibiotik, vrlo brzo ga mogu dobiti i druge vrste bakterija. gen putem razmjene. Sve ovo čini da zajednica bakterija izgleda kao jedan organizam.

Očigledno, katastrofalni događaji na kraju arhejske ere natjerali su mikrobne zajednice da idu još dalje putem integracije. Ćelije različitih vrsta bakterija, koje su dugo bile „usitnjene“ i prilagođene jedna drugoj, počele su da se ujedinjuju pod zajedničkom ljuskom. To je bilo neophodno za najkoherentnije, centralizovano regulisanje životnih procesa u kriznim uslovima.

Zajednica je postala organizam. Pojedinci su se spajali, odričući se svoje nezavisnosti kako bi stvorili novu individualnost višeg reda.

Cigle

Omiljeni argument protivnika teorije evolucije je nemogućnost stvaranja nove složene strukture (na primjer, novog gena) nabrajanjem nasumičnih varijanti (mutacija). Anti-evolucionisti tvrde da je isto tako vjerovatno da tornado koji preplavi gradsku deponiju može sastaviti svemirski brod od smeća i krhotina. I potpuno su u pravu!

Ali velike evolucijske transformacije, očigledno, uopće ne nastaju sortiranjem bezbroj malih, nasumičnih mutacija. Na primjeru nastanka eukariotske ćelije – a ovo je, kao što je već napomenuto, najveći evolucijski događaj od pojave života – može se jasno vidjeti kako priroda, stvarajući nešto fundamentalno novo, složeno, progresivno, vješto koristi gotove , testirao “cigle”, sastavljajući od njih, kao od dizajnera, novi organizam. Očigledno, ovaj „blokovski“ princip sklapanja novih živih sistema prožima čitavu biološku evoluciju i u velikoj mjeri određuje njen tempo i karakteristike. Na osnovu ovog principa (od velikih, unapred pripremljenih i testiranih blokova) grade se novi geni, proteini i nove grupe organizama. (Usput, geni arhebakterija i eukariota podijeljeni su u zasebne dijelove, najvjerovatnije, upravo u tu svrhu: takvi blokovi su vrlo zgodni za rekombinaciju.)

Nauka se stalno približava novoj viziji prirode. Postupno počinjemo shvaćati da sva živa bića oko nas nisu nimalo nasumični skup vrsta i oblika, već složen i ujedinjen organizam koji se razvija prema vlastitim nepromjenjivim zakonima. Svaki živi organizam, svaka živa ćelija i mi sami smo cigle u velikom „konstruktoru“ Prirode. I svaka od ovih cigli može se pokazati kao nezamjenjiva.

Na osnovu članka za časopis "Paradox"