ბაქტერიები

ბაქტერია (ძვ. ბერძნ. βακτήριον — ჩხირი) — 0,1–10 მიკრონის სიგრძის, სფეროსებრი, ჩხირისებრი ან სპირალისმაგვარი პროკარიოტული ერთუჯრედიანი ორგანიზმებია, დღეისათვის აღწერილია ათი ათასამდე ბაქტერიათა სახეობა და ვარაუდობენ, რომ მათი რაოდენობა რამდენიმე მილიონს აღემატება.

ბაქტერიები
=E coli
მეცნიერული კლასიფიკაცია
დომენი:  ბაქტერიები სამეფო:  ბაქტერიები
ლათინური სახელი
Bacteria
სისტემატიკა ვიკისახეობებში სურათები ვიკისაწყობში ITIS   50 NCBI   2 EOL   288 MB   562108

ტრადიციულად ყველა პროკარიოტს ბაქტერიებს უწოდებდნენ, თუმცა 90-იან წლებში გაირკვა, რომ პროკარიოტული ორგანიზმები საერთო წინაპრიდან განვითარებული ორი დამოუკიდებელი ჯგუფისგან შედგება. ამ ჯგუფებიდან ერთს შერჩა დასახელება ბაქტერიები, მეორეს კი არქეები ეწოდება.

ბაქტერიების შემსწავლელ მეცნიერებას ბაქტერიოლოგია ეწოდება. იგი მიკრობიოლოგიის განშტოებას წარმოადგენს.

ბაქტერიები დედამიწაზე ყველგან არსებობს — მიწაში, მჟავე ცხელ წყაროებში, რადიოაქტიურ ნარჩენებში, ზღვის წყალში და დედამიწის წიაღში. ჩვეულებრივ, ნიადაგის ყოველი გრამი 40 მილიონამდე ბაქტერიას შეიცავს, მტკნარი წყლის ყოველი მილილიტრი — მილიონს. მსოფლიოში სავარაუდოდ ხუთი ნონილიონი (5x10³⁰) ბაქტერიაა . ბაქტერიები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ ნივთიერებათა ცვლაში დედამიწაზე. ატმოსფერული ჰაერის აზოტის ფიქსაცია, მაგალითად, მთლიანად ბაქტერიებზეა დამოკიდებული. მრეწველობაში ბაქტერიები გამოიყენება ისეთ პროცესებში, როგორიცაა საკანალიზაციო წყლების გაწმენდა, ყველის და სხვა რძის პროდუქტების წარმოება.

ბაქტერიული უჯრედების რაოდენობა ადამიანის სხეულში 10-ჯერ აღემატება საკუთრივ ადამიანის უჯრედების რაოდენობას. განსაკუთრებით ბევრია ბაქტერიები კანზე და კუჭ-ნაწლავში. ამ ბაქტერიების დიდი უმრავლესობა ადამიანისთვის უსაფრთხოა, ზოგიერთი იმუნური სისტემისთვის სასარგებლოც კია, თუმცა არსებობს პათოგენური ბაქტერიებიც, რომლებიც იწვევენ ისეთ დაავადებებს, როგორიცაა ქოლერა, სიფილისი, კეთრი, შავი ჭირი, ციმბირული წყლული. ყველაზე მეტი ადამიანის სიცოცხლე რესპირატორულ ბაქტერიულ დაავადებებს მიაქვს. მარტო ტუბერკულოზით ყოველწლიურად 2 მილიონი ადამიანი იღუპება. ბაქტერიული დაავადებების სამკურნალოდ ანტიბიოტიკები გამოიყენება, თუმცა მათი ფართო გამოყენების შედეგად ბაქტერიები ანტიბიოტიკებისადმი მდგრადები ხდებიან და მათთან ბრძოლისათვის მუდმივად ახალი ანტიბიოტიკების მოძიებაა საჭირო. ბაქტერიების ბუნებრივი ანტაგონისტებია ბაქტერიული ვირუსები ანუ ბაქტერიოფაგები. 100-მდე ბაქტერიულ გვარს გააჩნია თავისი სპეციფიკური ბაქტერიოფაგი.

მიუხედავად იმის, რომ ბაქტერიები თავიანთი აღნაგობით მარტივები არიან, მათ შეუძლიათ საკმაოდ რთული კავშირების დამყარება სხვა ორგანიზმებთან. ეს სიმბიოზური გაერთიანება შეიძლება დაიყოს სამ მასპინძელ ორგანიზმთან თანაცხოვრების სახედ: პარაზიტიზმი, კომენსალიზმი და მუტუალიზმი. რადგან ისინი მცირე ზომის არიან, კომენსალური ბაქტერიები ყველგან გავრცელებულნი არიან და იზრდებიან ცხოველებში და მცენარეებში ზუსტად ისე, როგორც სხვა ზედაპირებზე.

მტაცებლები

გარკვეული სახეობა ბაქტერიებისა კლავს და შემდეგ მოიხმარს სხვა მიკროორგანიზმებს. ამ სახეობას ეწოდება მტაცებელი ბაქტერია. მათში შედიან ისეთი ორგანიზმები, როგორიცაა  ლათ. Myxococcus xanthus (გრამ-უარყოფითი). ეს ბაქტერია აყალიბებს რაღაც გარკვეული ჯგუფის უჯრედებს, რომლებიც კლავენ და მოინელებენ ნებისმიერ ბაქტერიას, რომელიც მასთან შეჯახებას გადაწყვეტს. სხვა მტაცებელი ბაქტერიები ან პირდაპირ თავს ესხმიან მსხვერპლს, იმის მაგივრად, რომ მოინელონ ან შთანთქონ ისინი, მაგალითად ლათ. Vampirovibrio chlorellavorus (გრამ-უარყოფითი), ან იჭრებიან უჯრედში და იზრდებიან ციტოზოლში მაგალითად Daptobacter. არსებობს მოსაზრება, რომ მტაცებელი ბაქტერიები განვითარდნენ საპროფაგებიდან, რადგან მათ საშუალება ჰქონდათ მოეხმარათ სხვა მკვდარი მიკროორგანიზმები.

მუტუალისტები

გარკვეული ტიპის ბაქტერიები, რომლებსაც საარსებოდ სჭირდებათ სხვა ორგანიზმი, რათა ჰქონდეთ ურთიერთსასარგებლო თანაცხოცვრება. ერთ-ერთ ასეთ თანაცხოვრების მაგალითია (ლათ. interspecies hydrogen transfer), რომელიც ხდება ანაერობი ბაქტერიების ჯგუფსა (რომლებიც მოიხმარენ ორგანულ მჟავებს ბუტანმჟავა, პროპანმჟავა და გამოყოფენ წყალბადს), ხოლო მეთანოგენური არქეები მოიხმარენ წყალბადს და ბაქტერია ამ გაერთიანებში უძლურია მოიხმაროს ორგანული მჟავა, იმიტომ, რომ ეს რეაქცია გამოყოფს წყალბადს.  შესაბამისად წყალბადის მომხმარებელი არქეა ხელს უწყობს ბაქტერიას ამყოფოს ისეთ პირობებში სადაც დაბალი კონცენტრაციაა წყალბადის, შესაბამისად ბაქტერიებიც იზრდებიან.

მიწაში, იმ მიკროორგანიზმებს, რომლებიც ბინადრობენ რიზოსფეროში (ფენა, სადაც არის მცენარის გარე ფესვები) ბოლომდე მიჰყავთ აზოტფიქსაცია, რადგან უწრუნველყოფენ აზოტის  გარდაქმნას გარკვეულ სტრუქტურებად. ეს ხელს უწყობს მცენარეებს, რომ მიითვისონ ისეთი აზოტის ფორმა, რომლის დამოუკიდებლად შეძენაც არ შეუძლიათ. გარდა ამისა არსებობს ძალიან ბევრი ბაქტერია, რომელიც ადამიანის და ასევე სხვა ორგანიზმის სიმბიოზია. არსებობს 1000-ზე მეტი ბაქტერიული კლასი ნორმალურ ადამიანში, მაგალითად ნაწლავის ჩხირი რომელიც ხელს უწყობს ნაწლავის იმუნიტეტის განვითარებას, რადგან ასინთეზებს ვიტამინებს როგორიცაა მაგალითად ფოლიუმის მჟავა(ვიტამინი B9), ვიტამინი K და ბიოტინი(ვიტამინი B7), გარდაქმნის შაქარს რძემჟავად და იწვევს კომპლექსური მოუნელებელი ნახშირწყლების დუღილს. ასევე აფერხებს პათოგენური ბაქტერიების ზრდას (ხშირ შემთხვეაში მცირეოდენი უპირატესობით).

პათოგენები

თუ ბაქტერია პარაზიტულ თანაცხოვრებას აირჩევს სხვა ორგანიზმთან, ისინი განიხილებიან უკვე როგორც პათოგენები და იწვევენ ისეთ დაავადებებს ადამიანში როგორიცაა ტეტანუსი, დიფტერია, სიფილისი, ქოლერა ტუბერკულოზი და ასე შემდეგ. პათოგენიის გამომწვევი მიზეზი შეიძლება დადგინდეს წლების შემდეგ. ბაქტერიული დაავადებები ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია აგრონომიაში. მაგალითად ფოთოლზე ლაქები, ნაყოფის განადგურება და ჭკნობა მცენარეებში; ტუბერკულოზი, სარძევე ჯირკვლის ანთება, სალმონელოზი (სურათი) და ციმბირული წყლული ფერმის ცხოველებში.

თითოეულ პათოგენს განსხვავებული და დამახასიათებელი ურთიერთობა აქვს მასპინძელ ორგანიზმთან. ზოგიერთი მათგანს, მაგალითად სტაფილოკოკს ან სტრეპტოკოკს შეუძლიათ გამოიწვიონ კანის ინფექცია, პნევმონიას ან მენინგიტს  ორგანიზმის სისტემის მოშლა, სისხლძარღვთა მასიური გაფართოება და სიკვდილი. მაგრამ გარდა ამისა ზოგიერთი მათგანი ჩვეულებრივად ბინადრობს ადამიანში, მაგალითად კანზე ან ცხვირში ისე, რომ არ იწვევს არანაირ დაავადებას.

ბაქტერიული ინფექციები ხშირ შემთხვევაში მარცხდება ანტიბიოტიკებით. ისინი ან კლავენ, ან აფერხებენ ბაქტერიის ზრდას. არსებობს სხვადასხვა ტიპის ანტიბიოტიკები და თითოეული მათგანი აფერხებს პროცესს, რომელიც დამახასიათებელია სხვადასხვა პათოგენებისთვის. მაგალითად ქლორამფენიკოლი (სურათი) მოქმედებს ბაქტერიის რიბოსომაზე, აფერხებს მათ მუშაობას, მაგრამ არ შეუძლია ზეგავლენის მოხდენა სხვა სტრუქტურის მქონე ეუკარიოტულ რიბოსომაზე. ანტიბიოტიკებს იყენებენ როგორც ადამიანებში, ასევე ცხოველებში. ინფექციებზე ხშირ შემთხვევაში ანტისეფტიკებით და სტერილიზაციით მოქმედებენ და სწორედ ამიტომ უკეთბენ  ქირურგიულ ინსტრუმენტებს სტერილიზაციას და დეზინფექციას, რომ არ მოხდეს ბაქტერიული ინფიცირება.