Bakterio

Taxotaula bat irakurtzeko era Bakterioak
Escherichia coli
Sailkapen zientifikoa
Domeinua: Prokariotoa Erreinua: Bakterioak

Bakterioak organismo prokariotoak dira, sexuaren bidez ugaltzen ez direnak. Mikrobio mota bat dira. Oxigenoaren beharraren arabera, bi multzotan banatzen dira: Aerobioak (oxigenoa behar dutenak) eta anaerobioak (oxigenorik behar ez dutenak). Itxuraren arabera: Baziloak (luzangak), kokoak (borobilak), espiriloak (kiribilak) eta bibrioak (kakotx itxurakoak).

Gram izeneko tindaketa hartzen badute, Gram positiboak dira eta, hartu ezean, Gram negatiboak. Lehenengo bakterioa Antony van Leeuwenhoek zientzialari herbeheretarrak topatu zuen 1683an.

Bakterioak gure planetako bizidun ugarienak dira. Non-nahi aurkitzen dira, mota guztietako habitetan: lurzoruan,uretan,airean eta beste bizidunen barnean ere. Habitat gogorrenetan eta latzenetan bizi daitezke, gainontzeko bizidunek onartzen ez dituztenak: 0º C-tik beherako tenperaturetan eta 100 ºC-tan ere; itsasoko sakoneran, 5.000 metrotik behera, ikaragarrizko presioak jasanez; habitat azidoetan (pH=1) eta urik gabeko tokietan, e.a. Espezie batzuk patogenoak badira ere, bakterio gehienak ez dira kaltegarriak gizakiarentzat; are gehiago, oso onuragarriak dira sinbiosi egiterakoan edota zenbait industri prozesutan. Bestalde, materiaren zikloetan (karbonoa zein nitrogenoarenean) parte hartzen dute, eginkizun garrantzitsua osatuz.

Lurreko ekosistemetan betetzen duten zeregina garrantzi handikoa izaten da. Horregatik, esan ohi da bakteriorik gabe ez gizaki, ezta animalia edo landareen bizitza ez zela posible izango Lur planetaren gainean.

Taxonomia

Bizidun guztiak hiru eremutan sailkatzen dira egun: Arkeobakterioak, Eubakterioak (benetako bakterioak) eta Eukariotoak. Lehenengo biek Prokariota domeinua osatzen dute.

Arkeobakterioak eta Eubakterioak Moneroen erreinuan sailkatu dira duela gutxi arte. Biak organismo prokariotoak direnez, ontzat jo da urte askotan sailkapen hori. Arkeobakterioak genetikoki hobeto ezagutzen direnetik banandu egin dira eubakterioetatik, talde propio bat osatuz.

Bakterioen jatorria ikertzea oso lan korapilatsua izaten da. Mikrobiologo askoren ustez, orain dela 3.000 milioi urte gaur egungo arkeobakterio eta eubakterioen arbaso komuna bizi izan zen, termofilo anaerobio bat, Lurreko garai hartako bizi baldintza gogorretan moldatua. Arbaso horrengandik gaur egungo Arkeobakterioak eta Eubakterioak sortu ziren, duela 2.500 milioi urte. Azkenean, orain dela 1.500 milioi urte inguru gaur egungo Eukariotoak azaldu ziren, Eubakterioetatik eratorriak. Eukariotoen jatorria gaur egungo eukariotoen arbaso baten (pro-eukarioto) eta eubakterio baten arteko harreman sinbiotikoan datza, zienzialari ugariren ustez.

Morfologia

Bakterioen itxura desberdinak

Bakterioen tamaina mikra baten ingurukoa da. Bakterio txikienak Mycoplasma generokoak dira, 0,25 mikrako zabalera dutenak. Bacillus da genero handiena, 5 mikrako luzera izanik. Bakterio gehienak bi neurri horien artean kokatzen dira.

Itxuraren aldetik bakterioak oso anitzak dira. Ezaugarri morfologikoek bakterioak sailkatzeko eta identifikatzeko gaur egun garrantzi gutxi badute ere, mikrobiologiaren hasieran (XIX. mendean)bakterioak ezagutzeko tresna bakarra zen. Horregatik, bakteriar genero asko itxuraren arabera izendatu ziren: Bacillus, Streptococcus, Staphylococcus eta Vibrio, besteak beste.

Bakterio gehienak esferikoak dira (kokoak) edo luzangak (baziloak). Tarteko formak ugariak dira ere (kokobaziloak). Kakotxa itxurakoak (bibrioak),itxura helikoidalekoak (espiroketak) eta espiralak direnak (espiriloak) urriagoak dira.

Kokoen artean zenbait aldaera daude: diplokokoak (koko bikotea), estreptokokoak (ilaretan daudenak), estafilokokoak (koko mordoetan) edo sarzinak (kubo formatan).

Egitura

Eukariotoen aldean zelula prokariotoaren egitura sinpleagoa da. Bakterio guztietan material genetikoa aske dago zitoplasman, ez dago nukleorik edo mintz nuklearrik. Horretan datza eukariotoekiko funtsezko desberdintasuna.

Jarraian aipatuko dira bakterio egitura ohikoenak. Batzuk ez daude bakterio guztietan, hala ere:

Bakterio-egitura:
A-Pili; B-Erribosomak; C-Kapsula; D-Zelula horma; E-Flageloa; F-Zitoplasma; G-Bakuoloa; H-Plasmidoa; I-Kromosoma zirkularra; J-Zelula mintza.

• Zelula horma: Mureina molekulaz osatuta dago. Mureina N-azetil-glukosaminaz eta N-azetil-muramikoz osatutako molekula da, 4 aminoazidoekin lotuta. Zelula hormak bakterioa babesten du presio osmotikoaren aurrean. Zenbait antibiotikok (penizilinak, kasu) zelula hormaren sintesia eragozten dute: bakterioak hiltzen dira segituan "shock osmotikoaren" ondorioz, babesik gabe geratzen baitira zelula horma barik. Bakterio guztiek ez dute zelula horma berdina. Batzuetan (Gram positiboetan) horma hori lodiagoa da besteetan (Gram negatibo) baino.

• Kapsula: zenbait bakteriok duten kanpoko geruza da, horma zelularraren gainetik. Polisakaridoz osatuta dago. Kapsulak bakterio patogeno askotan agertzen dira. Bakterioaren birulentzia areagotzen dute, makrofagoen fagozitosia ekiditen dutelako.

• Zelula mintza: eukariotoen mintzak bezalakoa da, salbuespen batekin: ez dute esterolik.

• Zitoplasma: zitoplasman aske agertzen dira erribosomak. Baita bakterioaren kromosoma zirkularra ere, DNA molekula biribil erraldoia. Elikagai-erreserbazko inklusioak edo bakuoloak oso ohikoak dira, eta poli-hidroxi-butiratoz osatuta daude.

• Kromosoma eta plasmidoak: DNA molekula zirkularra da, eta oso tolestuta dago (lineala balitz milimetro bat neurtuko luke; bakterio gehienen diametroa 1-2 mikrakoa izanik). DNA horrek ez ditu protamina edo histona bezalako proteinarik, eukariotoen bezala. Kromosomaz kanpoko DNA molekula txikiagoak daude askotan, plasmido izenekoak. Erreplikazio independentea dute kromosoma nagusiarekiko.

• Flageloak: ez dira bakterio guztietan agertzen. Bakterioaren mugimendua eragiten dute. Flageloen kopurua eta kokapena oso baliogarriak dira bakterioak identifikatzeko.

• Finbriak eta Pili: Bakterio Gram negatiboetan agertzen dira gehienbat, eta bakterioaren kanpoaldean kokatutako luzakinak dira. Finbriak motzak eta ugariak dira, eta pili luzeagoak eta urriagoak. Finbriei esker bakterioak substratuetan finkatzen dira. Piliek bakterioen arteko trukaketa genetikoa ahalbideratzen dute.

• Endosporak: Bakterio Gram positibo batzuek (Bacillus eta Clostridium, adibidez) erresistentzia egitura batzuk sortzen dituzte aurkako ingurune batean bizi-irauteko: endosporak. Egitura hauek ez dute metabolismorik, baina bakterioaren informazio genetikoa eta erribosomak mantentzen dituzte. Endosporak bakterio barnean sortzen dira, eta haien kokapena oso baliotsua da bakterioak identifikatzeko. Endosporak bakterio latenteak direla esan liteke. Izugarrizko erresistentzia dute beroarekiko, erradiazioekiko eta lehortzearekiko. Inguruko baldintzak hobetzen direnean endosporak desagertzen eta bakterio begetatibo bihurtzen dira.

Gram tindaketa

Sakontzeko, irakurri: «Gram tindaketa»

Escherichia coli mikroskopioan ikusita Gram tindaketarekin

Gram tindaketa laborategian erabilitako tindaketa da, bakterioak bi multzotan banatzen dituena: Gram positiboak (koloratzaile nagusia atxikitzen dutenak) eta Gram negatiboak (kolorante nagusia galtzen dutenak). Tindaketa hau oso lotuta dago zelula hormaren egiturarekin: Gram positiboek zelula horma lodiago eta trinkoago dute, eta ondorioz erabilitako lehen koloratzailea (bioleta kristala) errazago finkatzen dute.

Tindatze prozeduran bioleta kristala, lugol, alkohol eta safranina erabiltzen dira. Gram positiboak bioletaz tindaturik agertzen dira, eta Gram negatiboak gorriz (bioleta kristala galtzen baitute safraninaren kolorea hartuz).

Gram tindaketa oso lagungarria da laborategian bakterioak identifikatzeko. Bakteriar identifikazioan saio biokimikoek eta antigenikoek garrantzi handia badute ere, Gram tindaketak baieztatu dezake aurreko frogek emandako diagnostikoa.

Ugalketa

Bakterioek ugalketa asexuala dute, erdibiketaren bitartez gauzatua (erdibiketari fisio binarioa ere deitzen zaio): bakterio-ama batengandik bi zelula kume sortzen dira. Bi zelula horiek berdinak dira eta amaren ondare genetiko bera dute.

Erdibitu aurretik kromosomaren erreplikazioa gertatzen da. Horrela, zelula kume bakoitzak jatorrizko kromosomaren zati bat jasoko du. Ondoren, zelula-ama erditik zatitzen da, zelula mintzaren inbaginazioa gertatzerakoan eta zelulen tarteko zeharkako zelula horma berria eratzerakoan.

Ugalketaren erritmoa desberdina da bakterioen artean, azkarrago izanik inguruneko baldintzak (tenperatura, pH, elikagaiak...) onak direnean. Bakterio gehienak, hala ere, 20-40 minutuoro erdibitzen dira; ondorioz, 24 ordutan bakterio bakar batek 5.000 milioi ondorengo sor ditzake, Lurrak duen biztanle kopurua bezainbeste.

Bestalde, bakterioek material genetikoa elkartrukatzeko zenbait mekanismo dute. Ez dira benetako mekanismo sexualak, baina para-sexualitate batez mintza liteke. Hiru dira mekanismo horiek: konjugazioa, transformazioa eta transdukzioa

Metabolismoa

Bakterioengan metabolismo mota guztiak aurkitzen ditugu. Aniztasun metaboliko hori genero desberdinen artean ez ezik, genero baten barruan ere ematen da, espezie bakoitzak bere ezaugarri metabolikoak eduki baititzake.

Karbono, energia eta elektroi emaileen arabera egiten da sailkapen metabolikoa, bai bakterioengan zein bizidun guztiengan.

Karbono iturriaren arabera, bakterioak autotrofoak (karbono iturria karbono dioxidoa denean) ala heterotrofoak (karbono iturria karbono molekula organikoak direnean) izan daitezke.

Energia iturriaren arabera, bakterioak fototrofoak (energia iturria argi-energia denean) ala kimiotrofoak (energia iturria molekulen oxidazioa denean) sailka daitezke.

Azkenik, elektroi emaileen arabera litotrofoak (emaileak molekula inorganikoak direnean) ala organotrofoak (emaileak molekula organikoak) izaten ahal dira.

Bakterio autotrofo gehienak fototrofoak dira ere. Fotosintesia egiten dute, atmosferako CO2 eta eguzkiaren argi-energia erabiliz, landareen antzera (Zianobakterioak, adibidez). Beste autotrofo fototrofoek fotosintesi berezia egiten dute, ura erabili beharrean (landareen modura) azido sulfhidriko erabiliz (sufrearen bakterio berdeak, kasu). Fotosintesi mota hau bakterioengan besterik ez da gertatzen.

Badira bakterio autotrofoak kimiotrofoak direnak: CO2 da karbono iturria, eta energia molekula inorganikoen oxidazioarekin lortzen dute (Nitrosomonas, Nitrobacter....).

Bakterio heterotrofoak kimiorganotrofoak dira, hots, karbonoa eta energia molekula organikoetatik lortzen dute (glukosatik, adibidez). Atal honetan aurkitzen dira bakterio gehienak, aerobioak zein anaerobioak. Gizakiaren patogeno guztiak talde honetan sartzen dira ere.

Oxigenoarekiko tolerantziaren arabera, hiru taldetan sailkatzen dira bakterioak: aerobioak (oxigenoa behar dutenak), anaerobioak (oxigenorik gabe bizi daitezkeenak) eta fakultatiboak (oxigenoarekin zein oxigenorik gabe bizi daitezkeenak). Azken talde honetako mikroorganismoek, oxigenorik gabe hazitzen direnean, hartzidura batzuk gauzatzen dituzte.

Bakteriar koloniak medio elikagarri batean, Petri plakan

Laborategiko kultibo-mediotan hazitzeko, bakterioek karbonoa ez ezik, nitrogenoa, sufrea eta fosforoa behar dute ere. Halaber, gutxi bada ere, zenbait elementu metalikok: burdina, magnesioa, potasioa, kaltzioa, kobaltoa... Bakterio batzuek kultibo medio oso aberatsak behar dituzte, elikagai organiko eta hazkuntza faktore askorekin, haiek ezin baitituzte sintetizatu molekula organikoak; saprofito gehienak, ordea, molekula inorganikoekin eta molekula organiko sinple batzuekin bizi daitezke.

Karbono dioxidoa karbono organikoa bihurtzeaz gain (fotosintesiaren bitartez), bakterio batzuk gai dira atmosferako nitrogenoa nitrogeno organiko bihurtzeko. Bakterio horiek (Zianobakterioak, Rhizobium, Azetobacter, Rhodospirillum...) nitrogenoa finkatzen dute, eta ez dute behar nitrogeno organikorik ezta inorganikorik ere hazitzeko. Eginkizun oso garrantzitsua betetzen dute nitrogenoaren zikloan.

Sailkapena

Koko Gram positiboak

• Enterococcus.
• Staphylococcus.
• Streptococcus.
• Micrococcus.

Bazilo Gram positiboak

• Bacillus.
• Clostridium
• Corynebacterium.
• Listeria.
• Lactobacillus.
• Bifidobacterium.

Koko Gram negatiboak

• Moraxella.
• Neisseria.

Bazilo Gram negatibo aerobioak

• Bordetella.
• Brucella.
• Legionella.
• Pseudomonas.

Bazilo Gram negatibo anaerobio fakultatiboak

• Escherichia.
• Citrobacter.
• Enterobacter.
• Klebsiella.
• Proteus
• Salmonella.
• Shigella.
• Yersinia.
• Vibrio.

Gram negatibo anaerobioak

• Bacteroides.
• Fusobacterium.

Espiroketak

• Borrelia.
• Leptospira.
• Treponema.

Mikobakterioak

• Mycobacterium.

Beste batzuk

• Campylobacter.
• Helicobacter.
• Mycoplasma.
• Streptomyces.
• Rickettsia.

Galeria

• 
  Mycobacterium tuberculosis
• 
  Streptococcus mutans
• 
  Clostridium perfringens
• 
  Clostridium botulinum
• 
  Bacillus cereus
• 
  Staphylococcus aureus
• 
  Campylobacter jejuni
• 
  Bordetella bronchiseptica
• Escherichia coli
  Escherichia coli
• 
  Pseudomonas aeruginosa
• 
  Leptospira
• 
  Salmonella typhimurium

Kanpo loturak

• Bakterioak
• Bakterio maiteak, hain gertu eta guk ia kasurik ez
• (Frantsesez) Vidéo sur les bactéries présentes dans les eaux naturelles
• (Ingelesez) Videos of bacteria swimming and tumbling, use of optical tweezers and other videos.
• (Ingelesez) On-line text book on bacteriology
• (Ingelesez) Animated guide to bacterial cell structure.

Wikimedia Commonsen badira fitxategi gehiago, gai hau dutenak: Bakterio