Tema: BAKTERIJE

Jun 2002.

S A D R A J:

Uvod ........................................................3 Morfologija ..............................................4 Veliina Bakterija ....................................6 Graa bakterijske elije ...........................6 Bakterijske spore .....................................11 Flagele .....................................................12 Razmnoavanje bakterija..........................15 Hemijski sastav bakterijske elije.............18 Ishrana bakterija.............. .........................18 Virulencija bakterija..................................19 Klasifikacija bakterija...............................20 Ekologija i rasprostranjenost bakterija ....21

Uvod:

Bakterije su jednoelijski organizmi. Jedan od najzaslunijih ljudi za njihovo otkrie je Anton van Levenhuk. On je jo 1676. godine opisao bakterije koje je posmatrao u vodi koju je posmatrao pomou prototipa mikroskopa, koji je sam konstruisao. Levenhuk je opisao razne oblike bakterija koke, bacile i spirohete. Sa njegovim radom poinje izuavanje bakterija. Meutim, biolozi tog vremena, pa i sam Levenhuk nisu pridavali mnogo znaaja ovom otkriu.Zaetnik bakterijologije kao nauke je Luj Paster, koji je dokazao da bakterije uestvuju u procesu vrenja. Paster je dokazao da bakterije koje dospevaju u vodu imaju osobine ivih bia, tj. razmnoavaju se i slede bioloke zakone. Time je Paster pobio teoriju spontanih generacija.Bakteriologija nije bila usmeravana samo u traenju uzronika bolesti i prouavanju mikroorganizama, ve se odmah poelo sa pokuajima da se pronau sredstva za zatitu od infekcija koju su izazivale bakterije.

MORFOLOGIJA

Bakterije povezuju dva carstva : biljno i ivotinjsko.S jedne strane bakterije se pribliavaju najprostijim ivotinjama, kao to su protozoe, a s druge strane pribliavaju se nekim prostim algama i gljivama. Ovakav poloaj bakterija oteava davanje definicije. Mnogi su skloni da o bakterijama govore kao o najprostijim biljkama.Bakterije su siuni organizmi koji najverovatnije nisu starosedeoci Zemlje, ve su nastali u toku procesa adaptacije na okolnu sredinu u kojoj je organska materija bila izuzetno retka zbog aktivnosti heterotrofnih organizama. Bakterije imaju veliku aktivnost, one se ne javljaju samo u razliitim formama ve mogu da pretrpe duboke izmene pod raznim uslovima ivota, da steknu nove i izgube stare osobine.Svaka bakterija ima svojstvo da je odreen oblik karakteistian za odreenu bakteriju. Razne okolnosti kao to su temperatura, sastav hranilita na kom se bakterije gaje, doba starosti mogu uticati na oblik i citoloku strukturu bakterije. Da bi se znao taan oblik bakterije ona se mora uiniti vidljivom. To se postie na etiri naina: bojenjem; posmatranjem bakterije u tamnom polju; pomou ultra-violetne svetlosti; pomou mikroskopa.Bakterija se javljaju u tri osnovna oblika:1. kao loptice - koke;2. kao tapii - bacili;3. kao spirale spirile.Koke imaju loptast oblik. On ne mora predstavljati uvek pravilnu lopticu, ve ta pravilnost moe biti deformisana. Koke koje imaju pravilan oblik su stafilokoke i streptokoke. Koke koje imaju izgled zrna pasulja su gahokoke, ili iji oblik podsea na plamen svee su pneumokoke. Neke koke mogu biti sitnije od drugih koka. Raspored pojedinih koka prema drugima, moe biti razliit i karakteristian za pojedine vrste bakterija. Kada su koke poreane u parovima nazivaju se diplokoke i takve su na primer pneumokoke. Koke mogu graditi due ili krae nizove kao streptokoke. mogu se nai poreane u nepravilnim grupama od po nekoliko stotina kao kod stafilokoka. etiri koke meusobno spojene daju tetradu, dok gomila podsea na kocku. Koke su jedine bakterije koje su nepokretne.Drugi oblik bakterija su bacili. Oni imaju izgled tapia. Mogu biti dui ili krai, deblji ili tanji, krupniji ili sitniji. Tkoe moemo nai bacile koji podseaju na koke i to su koko-bacili. Izgled bacila ne mora biti pravilan. One mogu imati izgled vretena, palice, pikote, a mogu graditi i nizove. Najpoznatiji predstavnik bacila je antraks koji pripada grupi streptobacila.Za spirile je karakteristino da je bakterijska elija savijena ili uvrnuta i da ima oblik krae ili due spirale. Najjednostavniji oblik imaju vibrioni ije telo je savijeno u blagom luku tako da podseaju na zapetu, kao kod vibriona kolere. Kod oblika spililijum, bakterijska elija je vie puta uvijena. Kada je spiralni oblik sasvim pravilan i telo uvijeno u nekoliko uvojaka govorimo o treptonemama. Kod borelije uvojci su izdueni i nisu jednaki. Kod neke vrste spirila, na primer leptospire, imaju oblik vlakna sa po jednim uvojkom na svakom kraju. Posebnu grupu spirila ine spirohete, koje imaju vei broj kompletnih uvojaka. Amplitude izmeu njih variraju. Involutivne forme bakterija se javljaju usled nepovoljnih uslova. Kad bakterija dospe u uslove nepovoljne za svoj razvoj ona menja svoj oblik. U sluaju koka se javlja dinovski oblik, dok kod bacila se opaaju ravasti i nepravilni oblici.

Slika broj 1

Oblici bakterijaa) diplokoke;h) streptobacili;b) streptokoke;i) vibrioni;c) tetrade;j) spirite;d) stafilikoke;k) treptoneme;e) saracine;l) borelije;f) bacili;m) leptospire.g) diplobacili;

VELIINA BAKTERIJABez obzira to su malih dimenzija, bakterije se mogu veoma precizno meriti. Jedinica koja se koristi pri merenju bakterija je jedan mikron [m] ili 10-12 m.Veliina bakterije varira od vrste kojoj ona pripada, ak i pripadnici iste vrste ne moraju biti jednake veliine.Pri merenju koka meri se njihov prenik. Kod veine koka on se kree od 0,5 do 2 mikrona. Bacili imaju vee dimenzije. Kod njih merimo duinu i irinu elije. Duina se kree od 0,5 do 8 mikrona, a irina od 1 do 2 mikrona. Postoje bacili i sa dosta manjim dimenzijama, ija irina dostie jedva izmeu 0,2 do 0,3 mikrona.Spirile su dosta due od bacila. Njihova duina je dosta razliita i kree se od 9 do 15 mikrona. Vrlo esto moemo sresti spirile koje mogu dostii i preko dvadeset mikrona, a kod nekih apatogenih spiroheta duina moe iznositi i do 500 mikrona.

GRAA BAKTERIJSKE ELIJE

Bakterije su veoma malih dimenzija, pa su stoga potrebne razliite metode da bi se utvrdili neki od osnovnih elemenata koji izgrauju eliju. Bakterijska elija je jako diferencirana. Osnovni elementi grae bakterijske elije su: jedro, omotai, kapsula, citoplazma, intercelularna telaca, spore i flagele.

JEDRO Pri posmatranju bakterijske elije u ne obojenom stanju, jedro se nije moglo zapaziti. Uvoenjem nekoliko vrsta bojenja, jedro je i dalje bilo nevidljivo. Usled toga su se javile tri pretpostavke.Prvo, da bakterije imaju tako jednostavnu strukturu, da nemaju jedro, ve da sadre samo protoplazmu u kojoj se nalaze hranljive materije i vakuole.Druga pretpostavka se svodi da se cela elija sastoji iz jedra, a da se citoplazma nalazi na periferiji elije, kao jedan uzak sloj koji obmotava jedro.Na kraju, trea pretpostavka je tvrdila da se jedro u obliku granula nalazi rasuto po citoplazmi elije, odnosno, bakterije bi imale difuzno jedro.Pojavilo se miljenje da bakterije imaju jedro samo u odreenim elijskim ciklusima. Dugim ispitivanjem dolo se do konstatacije da se u jedru bakterije nalazi supstanca koja je karakteristina za jedro viih organizama. Feulgenovim reagensom, dokazano je prisustvo DNK u jedru elije. U jedru se osim DNK nalaze i proteini kao i manje koliine RNK.Danas se pouzdano zna da bakterije nemaju organizovano jedro, ve one u sebi sadre hromatinski materijal u vidu izvesnog broja zrna ili granula, odnosno telaaca.Ova telaca su razliitog oblika i veliine. Pri metodi gram bojenja daju pozitivnu reakciju sa Feulgenovim reagensom i nazivaju se hromatinska telaca, nukleoidi ili nuklearna supstanca. Njihov broj varira. U starim elijama najee se sree jedna, a u mladim dva. U elijama pred neposrednu deobu mogu se uoiti i etiri hromatinska telaca. Tokom rasta i deobe hromatinskih telaaca, nezapaaju se promene u njihovoj strukturi, ve u njihovom obliku. Tokom procesa deobe elija, hromatinska telaca se uveavaju i imaju oblik zadebljalih tapia. Dele se putem amitotike deobe.

Slika broj 2 - Hromatinska telaca

OMOTA BAKTERIJSKE ELIJE Unutranjost bakterijske elije okruuje bakterijska opna. To je sloena struktura koja se sastoji iz tri sloja: citoplazmatine opne, elijskog zida i kapsule.Citoplazmatina opna se nalazi neposredno ispod elijskog zida. Ta tanka nena opna nalee lagano na citoplazmu. Kod mladih elija, ova opna nije jo dobro diferencirana. Znai, starenjem ona postaje gua i deblja i formira se kao opna. debljina ove opne varira i kod istih vrsta bakterija, ali ipak se smatra da debljina iznosi oko 100 Angstrema [A]. Opna je izgraena od lipida i lipoproteina. Citoplazmatina opna iznosi 10% ukupne suve materije bakterija i pored lipida i lipoproteina sadri oko 25% ugljenih hidrata. U opni se takoe nalaze i ribonukleinske kiseline i one pretstavljaju 15% ukupne nukleinske kiseline bakterijske elije. Proteini koji se nalaze u opni su uglavnom fosfoproteini, ali isto tako su naeni i proteini encimi. Citoplazmatina opna predstavlja semipermeabilnu membranu kroz koju u eliju ulaze hranljive materije, a u spoljanju sredinu izlaze produkti bakterijske delatnosti. Fiziki ili hemijski agensi mogu da otete citoplazmatinu opnu i prouzrokuju propadanje bakterije. Oteenjem opne gubi se kontrola nad prometom materija.

Slika broj 3 (ematski prikaz grae bakterijske elije)elijski zid se nalazi ispod kapsule ili sluzavog omotaa. To je jedna vrsta (kruta) struktura, koja onemoguava bakteriji da promeni svoj oblik. Postojanje ove opne dokazano je na vie naina: bojenjem, plazmolizom, pomou elektronskog mikroskopa, mikrodisekcijom itd.elijski zid se moe izdvojiti hemijskim i fizikim metodama. On predstavlja veliki deo suve bakterijske mase i u zavisnosti od vrste bakterija moe meriti od 20% do 50% ukupne mase. Debljina elijskog zida iznosi od 100 A do 250 A.Struktura elijskog zida, iako izgleda homogeno podsea na sae ili mreicu. Hemijski sastav elijskog tida odreuje da li bakterija pripada grupi Gram-pozitivnih ili Gram-negativnih bakterija. elijski zid Gram-pozitivnih bakterija ima veoma mali broj amino-kiselina. Zapaeno je da elijski zid ne sadri aromatine amino-kiseline kao i one koje u sebi ne sadre sumpor. Gram-negativne bakterije u svom elijskom zidu sadre vei broj amino-kiselina u proteinskoj frakciji i veu koliinu lipida.

Slika broj 4 - elijski zid sa transverzalnim aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaapregradama

Work je 1955. godine sastavio tabelu sastava elijskog zida:

Gram-pozitivneGram-negativne

1) Mukopeptidi glukozamin; morminska kiselina; 3,4,5 karboksilne amino-kiseline1) Mukopeptidi kao i kod Gram-pozitivnih

2) Mukopolisaharidi amino-eeri; monosaharidi2) Pluteini; lipidi i ugljeni hidrati

3) Tlejnonska kiselina ribitol; fosfat; glukoza ili glukozamin; alanin; glicerol; fosfat amin

Osim to daje oblik bakteriji, kroz elijski zid se vri i razmena materija. Osim semipermeabilnosti moemo zapaziti selekciju materija.Kapsula se javlja kao trei omota. Smatra se da sve bakterije sadre kapsulu, bez obzira da su one patogene ili su saprofiti. Kod nekih je kapsula jasno izraena, dok kod nekih predstavlja tanak sloj.Osim kapsule, javlja se i sluzav omota. Njega razlikujemo od kapsule po tome to kapsula ima svoj oblik, odreenu konturu, a sluzavi omota je raznovrsnog oblika i gustina mu opada kako se udaljuje od bakterijske elije. Sluzavi omota je iztgraen od ugljenih hidrata. Materija od koje je sastavljen sluzavi omota, predstavlja produkt metabolizma bakterije i elija ga neprekidno proizvodi i izluuje u svoju okolinu. Kada ove materije vrsto prijanjaju na povrinu bakterije, kao omota, tada ih nazivamo kapsula.kapsula moe biti sastavljena od ugljenih hidrata, kao na primer kod pneumokoka ili od polipeptida kao kod bakterijske elije antraksa. Kapsulu najee stvaraju patogene bakterije, gde ona predstavlja zatitni omota koji titi od odbrambenih materija organizma. Zbog toga se kapsule stvaraju u ivim organizmima. Sposobnost stvaranja kapsule gubi se na hranjivim podlogama, odnosno na podlogama koje ne sadre nativne belanevine. Meutim, neke bakterije, kao na primer antraks, zadravaju sposobnost stvaranja kapsule i na podlogama koje sadre krv, serum, ascitnu tenost itd.Kod apatogenih bakterija primeeno je bolje stvaranje kapsula na vetakim hranljivim podlogama ukoliko su one bogate supstancama od kojih se formira kapsula.

Slika broj 5 - Kapsule

Slika broj 6a. B-anthracisb. Diklocokus pneumonae

Kapsula ima dvostruki znaaj za mikroorganizme i makroorganizme. Kod mikroorganizama ona titi od fagocita i odbrambenih materija organizma, a kod makroorganizama ima veliki znaaj jer inkapsularni organizmi su virulentniji. Kapsula nije ista kod svih bakterija, ve se ona razlikuje i fiziki i hemijski. Razlikujemo sledee tipove kapsule: tip kapsule koja oko elijskog zida stvara jedan kontinuirani omota (A); tip kapsule kod ijeg elijskog zida nailazi na fibrile (B); Tip kapsule koja predstavlja kompleksnu kapsulu u kojoj se vide lokalizovane grudvice polisaharida i polipeptida (C); Diskontinuirani tip kapsule (D). A B C D

Slika broj 7 - Tipovi kapsula

Citoplazma bakterijske elije slina je po sastavu citoplazmi drugih elija. Citoplazma bakterije je bogata ribonukleinskom kiselinom. U citoplazmi se mogu uoiti citoplazmatine granule. Lipidne granule nisu integralni deo bakterijske grae, ve ih nalazimo u citoplazmi kao krupne granule ili u grupama od po nekoliko manjih granula. lipidi su sastavni deo citoplazmazine membrane i mogu biti vezani za proteine i polisaharide. O njihovom mestu formiranja postoje razliita gledita. Neki smatraju da one nastaju u citoplazmi kao sporedni produkt aktivnosti bakterije, dok drugi smatraju da one nastaju u citoplazmatinoj opni pa kasnije prelaze u citoplazmu. Volutinske granule nisu jo uvek dobro ispitane. Primeeno je da u mladim elijama one postoje kao sitnije, to se dovodi u vezu sa aktivnom fazom razmnoavanja, dok u starijim elijama one postaju krupnije. U njihov sastav ulaze metafosfati, masti i male koliine proteina. One predstavljaju deponiju fosfata, jedinjenja bogata energijom, ali one se ukljuuju u sintezu nukleinskih kiselina. Granule ugljenih hidrata nalazimo u citoplazmi u obliku inkluzija. Na osnovu hemijskih reakcija razlikujemo dva tipa ovih granula. Jedan tip pri reakciji sa jodom daje svetlo smeu boju, pa se smatra da reaguje na isti nain kao i glikogen. Drugi tip pri reakciji sa jodom boji se plavo i jedinjenja od kojih su formirane ove granule su vrlo srodna skrobu. Sumporne granule su polutene koizistencije i nalaze se uglavnom kod sumpornih bakterija. Nastaju iz H2S. Mogu se nai kao iste granule, a takoe se mogu meati i sa drugim inkluzijama. One se ne rastvaraju u vodi, ali u alkoholu i toplim rastvaraima baza su rastvorljivi. elijske vakuole su u citoplazmi uokvirene jednom membranom koja se naziva Tehnoplast, a sastavljenaje od lipida i proteina. Kod bakterija su takoe naene vakuole koje predstavljaju upljinu u protoplazmi i ta upljina je ispunjena elijskim sokom. Taj sok je sastavljen od vodenih rastvora pojedinih hranjvih materija koje proizvodi sama elija, a nerastvorljive supstance se taloe van vakuole u vidu zrnaca. Vakuole slabije prelamaju svetlost od ostalih delova elije. Razvijenije su u mladim elijama, a po svojoj veliini su razliite. Vakuole predstavljaju integralni deo citoplazme. One imaju ulogu u respiratornoj aktivnosti elije i utiu na regulaciju osmockog pritiska.Kod bakterija se javljaju granule sline mitohondrijama koje se nazivaju mezozomi. Mezozomi obavljaju ulogu mitohondrija kod bakterija. One su u vezi sa citoplazmatinom opnom i sadre fremente koji imaju znaajnu ulogu u sintezi i biolokim oksidacijama. Ribozomi u bakterijskoj eliji nisu jasno definisani kao ni mitohondrije. Postoje tvorevine koje imaju ulogu u sintezi proteina i odgovaraju ribozomima viih organizama.

BAKTERIJSKE SPORE Bakterijske spore stvaraju areobni i anareobni bacili. Koke i spirile ne stvaraju spore, mada ima izuzetaka kao to su: Planosarcina vrecie, Spirillium amyliferum i Vibrio desulfuricans.

Spora nastaje tako to se na jednom delu tela bacila poinje nagomilavati hromatin ili slina supstanca koja prima nuklearne boje. Kasnije se ova supstanca okruuje zidom koji se ne boji. Na taj nain se dobija spora. Spore nastaju kada se elija bakterije nae u nepovoljnim uslovima.

Kada se spora nae u povoljnim uslovima ( pogodna temperatura, vlanost, dosta hranjive materije ) ona uzima vodu, bubri i njen omota prska. Tada se iz spora razvijaju vegetativni oblici bakterija bacili. Spora se stvara u jednom dobu rasta bakterijske elije i elija moe stvoriti samo jednu sporu. Spora u telu bakterije moe zauzimati razliite pozicije. Spora moe biti postavljena centralno, kao kod antraksa, subterminalno tj. blie jednom kraju, kao kod nekih izazivaa gasne gangrene ili trminalno na samom kraju bacila, kao kod tetanusa. Ostatak tela bakterije sporangijum moe dugo da obmotava sporu, ali se ona kasnije oslobaa tog ostatka.

Slika broj 8

Spore bakterija. Ugornjem redu su razni poloaji spora: a i b centralno poloena spora; c i d subterminalne spore; e terminalno poloena spora Donja dva reda prikazuju isklijavanje vegetativnih oblika bakterija iz spora.

Spore se ne moraju uvek stvarati samo u nepovoljnim uslovima. Suvie mnogo kiseonika moe spreiti stvaranje spora ako je bakterija mlada. Isti efekat izazivaju subletalne iradijacije, smanjena vlanost, ali samo ako je bakterija mlada. Neke bakterije, kao antraks, ne stvaraju spore u organizmu ivotinje, ali im izae iz nje one prelaze u sporogeni oblik. Spora je znaajna za odravanje vrste bakterijske elije. Ona je otpornija od vegetativnog oblika bakterije. Spore mogu i vie godina da ouvaju svoju vitalnost, pa ak i kad se nalaze u nepovoljnim uslovima. Svaka aktivnost bakterije biva ouvana u spori, mada u jednom latentnom vidu. Spore sadre vie vezane vode, kalcijuma i magnezijuma nego vegetativni oblici. Kalcijum vezuje vie vode, a velika koliina vode omoguuje spori da izdri veliki uticaj toplote.

Slika broj 9 - Graga spore

FLAGELE Mnoge bakterije imaju mogunost kretanja. Ovo kretanje treba razlikovati od Braunovog molekularnog kretanja koje se opaa pri suspenziji molekula.

Organele za kretanje koje koristi bakterija su flagele ili bievi. One su nekoliko puta due od bakterijske elije i boje se obinim bojama. Ove tvorevine omoguuju eliji veoma brzo kretanje.

Flagele su izgraene veim delom od proteina, ali ugljeni hidrati i lipidi su zastupljeni u manjim koliinama. Bakterijske flagele vode poreklo iz citoplazme gde poinju jednim zadebljanjem u obliku granule. One zatim probadaju elijski zid i izlaze napolje. Prema tome, ukoliko se elijski zid odstrani, flagele ostaju na svojim mestima.

Broj flagela se razlikuje kod razliitih bakterijskih vrsta, ali je on stalan za odreenu vrstu bakterija. Pod odreenim uslovima bakterija moe da izgubi bieve.

Slika broj 10 - Elektronski snimak bieva

Na osnovu broja i rasporeda flagela, bakterije moemo podeliti:1. Atriha su one bakterije koje nemaju flagele i ne pokazuju aktivno kretanje;2. Monotriha su bakterije koje imaju jednu flagelu i ona se nalazi na nekom od polova;

Slika broj 11 - Monotriha

3. Lofotriha imaju dve ili vie flagela, a kod nekih i snop bieva na jednom ili oba pola;

Slika broj 12 - Lofotriha

4. Amfitriha su bakterije koje imaju flagelu na svakom od polova;

Slika broj 13 - Amfitriha

5. Peritriha imaju bieve oko celog tela.

Slika broj 14 Peritriha

Flagele ne predstavljaju organ bitan za vitalnost bakterije, jer njegovim gubitkom ne smanjuje se virulencija bakterija, niti dolazi do nekih izrazitih poremeaja u metabolizmu. Posmatrano sa imunoloke strane, one su veoma bitne, jer sadre vane antigene koji izazivaju stvaranje specifinih antitela.

Slika broj 15 - emacki prikaz flagela

Fimbrije su sline flagelama. To su konaste tvorevine i njihov broj je razliit. Njihova fucija nije jo dobro prouena, ali se smatra da imaju mo aglutinacije eritrocita, pa im se zbog toga pripisuje uloga prihvatanja bakterije za podlogu.

Slika broj 16 - Fimbrije

RAZMNOAVANJE BAKTERIJA

Razmnoavanje bakterija uslovljeno je nizom sloenih priprema za ovaj dogaaj, i ako je on u sutini jednostavan. Da bi razmnoavanje poelo moraju da postoje povoljni uslovi, kao na primer hranjiva podloga, optimalna temperatura, dovoljna vlanost, koncentracija jona vodonika itd. Najvei broj bakterija se deli prostom deobom. Od jedne majke elije nastaju dve erke elije potpuno identine, pa od njih jo dve itd. Meutim, dve erke elije mogu ostati slobodne ili meusobno spojene uskom prevlakom. Tada nastaju parovi diplo-koke ili diplobacili. Ako se deoba dalje nastavi istim tokom u jednom pravcu dijametra, mogu se dobiti dui ili krai nizovi koka, streptokoke ili bacila, streptobacili. Kada je prva deoba bakterijske elije obavljena u pravcu jednog dijametra koji stoji pod pravim uglom sa prvim, dobijamo grupe od po etiri koke zajedno tetrade. Ako se deoba vri u pravcu tri dijametra koji stoji pod pravim uglom, dolazi do stvaranja saracina. One su karakteristine samo za koke. I na kraju deoba se moe odvijati u raznim pravcima i tada su koke nabacane jedne na druge i tada se stvaraju stafilokoke.Bacili se posle deobe mogu poreati i dati izgled polisade.

Slika broj 17 - Deoba bakterija i stvaranje aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaakarakteristinih oblika

Kolonija je populacija, skup bakterija nastala razmnoavanjem jedne bakterijske elije. Svaka bakterijska vrsta ima karakteristian izgled kolonije na vrstom hranilitu. Kolonije mogu biti krupne ili sitne, prozrane ili zamuene, sluzave ili suve, rapave ili glatke, okrugle itd. Jedna bakterijska vrsta daje dva razliita tipa kolonija: R i S. Kolonije S su glatke, ispupene, pravilnih ivica i okrugle, dok su R vee, nepravilnih ivica, zrnaste strukture i rapave povrine.

Slika broj 18 - S i R kolonije

Skup kolonija jedne bakterijske vrste naziva se kultura. Kultura nastaje razmnoavanjem bakterija i zavisi od raznih uslova od kojih je najvanije da bakterija moe da crpi energiju i materijal koji koristi za izgradnju svoje strukture iz podloge gde se gaji.Za R i S tip kolonija vezuje se morfoloka osobenost bakterijske elije, njena virulencija, biohemijska aktivnost i antigenski sastav.

Slika broj 19 - Izgled raznih kolonija u aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaapreseku i struktura kolonija

Kulture se razvijaju u fazama koje razlikujemo meusobno po broju bakterija. Postoje etiri faze: Faza inkubacije; Logaritamska faza; Stacionarna faza; Faza izumiranja kulture.Faza inkubacije tj. podmlaivanja bakterijske elije obuhvata vreme od momenta zasejavanja bakterije do poetka ubrzanog razmnoavanja. U ovoj fazi bakterija se uveava to predhodi njenoj deobi. Dolazi do poveanja respiratorne aktivnosti elije to ukazuje na vrlo iv metabolizam. U toku ove faze citoplazme starih elija stiu osobine mladih elija. U produenoj fazi inkubacije u blizini kolonija ili na njenoj povrini, stvaraju se nove kolonije koje se nazivaju kolonije erke. Ove novonastale kolonije se po sastavu razlikuju od kolonija majki.

Logaritamska faza je faza maksimalnog razmnoavanja bakterija koja se obavlja prema geometrijskoj progresiji. Ova faza zavisi od vie faktora kao na primer optimalne temperature, prirode i koliine hranjive podloge. Duina logaritamske faze zavisi od same vrste bakterije. Bakterijska elija se u ovoj fazi nalazi u fiziolokoj mladosti. Krivulja predstavlja razne faze u razvoju bakterije: A-B faza inkubacije; B-C logaritamska faza; C-D- stacionarna faza; D-E-faza izumiranja.

Stacionarna faza je faza usporenog razmnoavanja bakterije. Tempo usporavanja je sve vei kako se bakterija blii smrti. Smatra se da je uzrok tog usporavanja smanjenje hranjive materije u podlozi, promena temperature. Ukoliko podlozi dodamo neke hranjive materije i izvri se areacija podloge, bakterija se vraa u logaritamsku fazu. U ovoj fazi bakterije odbacuju produkte svog metabolizma.Faza izumiranja traje u zavisnosti od same bakterije. Za nju je karakteristino da se sve vie smanjuje broj bakterijskih elija. Sve vitalne funkcije se postepeno gube. Dolazi do izmene u grai elijske membrane, virulencija se smanjuje i elije polako odumiru.

Slika broj 20 - Izgledi kolonija

HEMIJSKI SASTAV BAKTERIJSKE ELIJE

Bakterijska elija je sastavljena od organskih i neorganskih materija. U sastav bakterijske elije ulaze voda, mineralne soli, proteini, ugljeni hidrati, lipidi.Voda je najvaniji sastojak bakterijske elije. Ona omoguuje biohemijsku aktivnost bakterije. Koliina vode u bakteriji zavisi od starosti bakterije. Ona se u eliji nalazi u vezanom i ne vezanom stanju.Mineralni sastojci su takoe deo bakterijske elije. Ona sadri ugljenik, vodonik, azot, kiseonik, fosfor, sumpor, gvoe, kalcijum, natrijum i druge elemente koji su predstavljeni organskim i neorganskim jedinjenjima.Proteini bakterijske elije se javljaju kao prosti proteini ili kao jedinjenja proteina sa ugljenim hidratima, lipidima ili nukleinskim kiselinama. Dva osnovna tipa bakterijskih proteina su globulini i alubomini. Globulin se moe izdvojiti ako se bakterija ubaci u rastvor amonijum-sulfata. Tada se globulin taloi, a albumin i dalje ostaje u rastvoru.Proteini vezani za lipide se nalaze kod nekih bakterijskih vrsta i daju kvalitet bakterijskoj eliji. Proteini vezani za ugljene hidrate predstavljaju osnovu kod veine bakterija za antigensku, toksinu i patogenu mo bakterije.Nukleo proteini su bitni za fiziologiju bakterijske elije.Ugljeni hidrati predstavljaju vaan sastojak grae nekih elemenata bakterijske elije. Specifini polisaharidi koji predstavljaju ugljene hidrate vezane za neka azotova jedinjenja su od velike vanosti u antigenskoj grai bakterije.Lipidi se iz bakterija mogu izdvojiti pomou rastvaraa masti ( alkohola, etara, acetona, hloroforma, benzoala ). Kada se lipidi kombinuju sa proteinima, onda se stvaraju lipoproteinski kompleksi koji imaju antigenska svojstva.

ISHRANA BAKTERIJA

Kod bakterija kao i kod svih ivih bia stalno se odvijaju procesi anabolizma i katabolizma, tj. metabolizam. Da bi preivele, bakterije moraju da se hrane, odnosno da unose sve potrebne molekule i elemente koji su im neophodni za rast i razmnoavanje. Prema nainu ishrane razlikuju se dve vrste bakterija: Autotrofne; Heterotrofne.Autotrofne bakterije same stvaraju svoju hranu.Heterotrofne bakterije koriste ve gotovu organsku hranu i takve bakterije delimo na parazite i saprofite. Paraziti su bakterije koje organsku materiju koriste iz ivih organizama i ive na ljudima, ivotinjama i biljkama. One izazivaju teka oboljenja, jer lue toksine. Bakterija Clostridium batulinum, koja se moe nai u mesnim preraevinama, ribi, mesu izluuje toksin. 0,1 gram tog toksina moe usmrtiti 60 milijardi mieva. Bakterije kod oveka mogu izazvati: anginu, trbuni tifus, koleru, tuberkolozu, mengitis, kugu, antraks itd. Kod ivotinja: konjski ir, tuberkolozu, aktinomitozu.Saprofitske bakterije razlau organske materije do mineralnih soli i vraaju ove elemente u zemljite, omoguavajui kruenje materije u prirodi. U sutini te bakterije vre truljenje organske materije. Humani saprofiti su menongokoke koje izazivaju gnojenje ili kupavac.Autotrofni oblici obuhvataju bakterije koje imaju tilakoide sa hlorofilom i mogu da vre fotosintezu. Te bakterije se nazivaju fotosintetike bakterije, jer svetlosnu energiju koriste za sintezu organske materije iz ugljen-dioksida, vode, mineralnih soli i hlorofila.Hemotrofne bakterije koriste hemijsku energiju za svoje ivotne procese. Ta energija se dobija u procesu oksidacije nekih jedinjenja.Prema prirodi supstance koju oksiduju razlikujemo: nitrifikacione, sumporne, gvoevite, metanske i vodonine.U procesu nitrifikacije, jedna vrsta bakterija oksiduje amonijak do nitrita pri emu se oslobaa energija: 2NH4OH+3O2 7HNO2+2H2O+EDruge vrste bakterija oksiduju nitrite do nitrata, pri emu se oslobaa energija i to je jedini oblik azota koji biljke mogu da koriste u zemljitu: 2HNO2+O22HNO3+ENitrifikacione bakterije ive u rastresitom, obraenom i dobro provetrenom zemljitu, jer su to areobne bakterije. U ove bakterije spadaju Nitrosomonos i Nitrobakter. Kada se zemljite ne obrauje i ne provetrava, tada u njemu preovladavaju fakultativni areobi koji vre denitrifikaciju, odnosno redukciju nitrita i nitrata do amonijaka i tako osiromauju zemljite azotom. Takva bakterija je Bacterium denitrificans. U stajaim vodama i toplim izvorima sa znatnom koliinom vodonik sulfida ive sumporne bakterije. One oksiduju vodonik sulfid do sumpora pri emu se oslobaa mala koliina energije.2H2S+O22H2O+2S+E2S+3O22H2SO4+EU procesu hemosinteze sumpornih bakterija taloe se sumporna jedinjenja u basenima i njihovim cevima.

VIRULENCIJA BAKTERIJA

Pod virulencijom podrazumevamo sposobnost bakterije ili bakterijske vrste da u izvesnom dobu ivota i pod izvesnim uslovima dovede do jednog odreenog patolokog stanja. Virulencija je jedan kompleksan fenomen kojim se bakterijska elija suprostavlja snagama ljudskog i ivotinjskog organizma. Moemo rei i obrnuto, borba organizma od invazije bakterija.

Glavni momenti pri virulenciji su: Sposobnost jedne bakterije da prouzrokuje oboljenja zavisi od bakterijske vrste, ali i esto bakterije iste vrste mogu imati razliitu virulenciju; Jedna bakterija uneta u organizam ivotinje moe biti vrlo tetna za nju, dok ista bakterija uneta u organizam drugih ivotinja ne nanosi tom organizmu nikakve tete; Broj bakterija koji prodiru u organizam oveka ili ivotinje su od velike vanosti za pojavu bolesti. Potrebno je da broj bakterija dostigne odreenu vrednost da bi dolo do oboljenja; Bakterije treba da uu pravim putem u organizam da bi dolo do ispoljavanja njene virulencije; Bakterije tee da izazovu optu infekciju organizma i da dovedu do sepse. Obino se razmnoavaju u svim tkivima i trude se da preplave organizam; Postoje bakterije koje pomou svojih produkata, toksina, sa jednog mesta mogu delovati na najudaljenije delove u organizmu. Takoe postoji niz momenata gde bakterija pokazuje svoju sposobnost preivljavjnja i odbrane.

KLASIFIKACIJA BAKTERIJA

Bakterije su pored gljiva najbrojniji mikroorganizmiu prirodi. Veina bakterija je dobila ime pre nego to je ustanovljena njihiva nomenklatura.Klasifikacija bakterija je uglavnom vetaka, a izvrena je na osnovu: morfologije, sposobnosti stvaranja spora, odnosa prema kiseoniku, razmnoavanja, bojenja po Gramu.Klasifikacija bakterija predstavlja teak problem, jer postoje razliita gledita po pitanju razvrstavanja bakterija u pojedine sistematske kategorije. U svetu su postavljene sistematike bakterija koje nisu zasnovane na evoluciji. Najpoznatiji sistemi koji su danas u upotrebi jesu Krasiljnikov, a poznat je i Bredijev sistem za klasifikaciju i indetifikaciju bakterija.Bakterije se kao grupa mikroorganizama mogu uslovno podeliti u vei broj podgrupa: Sluzaste bakterije Myxobacteria; Spirohete Spirochetes; Zrakaste bakterije Actinomicetes; Mikroplazme Mycoplasmas; Rikecije Rickettsias; Prave bakterije Eubacteria.Prave bakterije ili Eubacteria, obuhvataju najvei broj podgrupa. Znaajne su za poljoprivredu i prehrambenu industriju. Ove bakterije su pokretne i nepokretne, sporogene i asporogene, Gram-pozitivne i Gram-negativne, areobne i anareobne kao i fakultativno areobne, patogene i saprofitske. Vanije porodice su Microccaceae, Pseudomonaceae, Ehterobacteriac, Bacillaceae.Ostale podgrupe znatno odstupaju od karakteristika pravih bakterija i postoje predlozi da se neke od njih, kao to su aktinomicete, rikecije i mikroplazmoze svrstaju u posebne klase.Sluzaste bakterije ili Myxobacteria, stvaraju sluzaste materije i zato su dobile takav naziv. Imaju ameboidan oblik i klize po vrstoj podlozi.Spirohete ili Spirochetes, su jedno elijski organizmi spiralno uvijenog oblika. Ove vrste ne stvaraju spore, kapsule i organele za kretanje. Ovi oblici bakterija mogu biti patogeni i saprofiti.Aktinomicete su po izgledu sline gljivama, a po grai elije i fiziolokim osobinama pripadaju bakterijama. Imaju hife koje najee nemaju poprene pregrade. Najvei broj ovih bakterija su saprofitske i od velikog su znaaja za farmaceutsku industriju za dobijanje antibiotika. Postoje i patogeni oblici, ali njih je manji broj.Mikroplazmoze ili Mycoplasmas su veoma sitne pa prolaze kroz bakterioloke filtere. Nemaju elijski zid pa su promenjivog oblika. Mogu biti saprofiti, ali i patogeni za oveka, ivotinje i biljke.Rikecije ili Rickettsias se po veliini nalaze izmeu bakterija i virusa. Mogu biti tapiastog oblika ili okruglog, nepokretne su, ne stvaraju spore i dele se mitozom. One su patogene bakterije i izazivaju pegavi tifus.

EKOLOGIJA I RASPROSTRANJENOST BAKTERIJA

Ekologija bakterija prouava odnose bakterija i drugih ivih bia, kao i odnose bakterija i neivog sveta.Bakterije se nalaze svuda gde postoje uslovi za ivot. ive u vodi, vazduhu, hrani, biljkama, ivotinjma i oveku.Bakterije su stalna mikroflora za oveka, jer ive na njegovoj koi, sluzokoi organa za varenje, disanje, urogenitalnom traktu celog ivota. One predstavljaju stalnu mikrofloru zdravog oveka.U zemljitu ive ne patogene bakterije koje izazivaju truljenje organske materije do neorganske. Pored njih su zastupljene i patogene bakterije koje mogu izazvati tetanus, gasnu gangrenu i druga oboljenja.U vodi nema hranjivih materija, tako da je bakterije nenastanjuju, sve dok se ona ne napuni organskim materijama. Tada se nastanjuju one bakterije koje kod oveka mogu izazvati tifus i dizeteriju. Mnoge druge bakterije proiavaju otpadne vode.U vazduhu, takoe ima dosta bakterija, naroito u pranjavim i slabo provetrenim prostorijama. Mnoge namernice predstavljaju povoljnu sredinu za ivot i razmnoavanjebakterija, kao to su mleko, mleni proizvodi, meso, riba itd. Preko namernica ovek se esto razboli od trbunog tifusa, arlaha, tuberkoloza itd. Insekti mogu biti prenosioci patogenih bakterija na oveka, kao na primer krpelji ili muve.Bakterije se zajedno sa drugim mikroorganizmima mogu zloupotrebiti u ratne svrhe kao bioloko oruje. Njihova upotreba je zabranjena enevskom konvencijom iz 1925. godine i rezolucijom Generalne Skuptine Ujedinjenih Nacija iz 1969. godine. Neke zemlje ne potuju ove dogovore i trude se da proizvedu to savrenije bioloko oruje. Mikroorganizmima kao biolokim orujem se moe izvriti napad na ljude, biljke i ivotinje. Protiv ljudi se mogu koristiti bakterije za izazivanje kolere, kuge, antraksa, a protiv biljaka odreene fitopatogene bakterije.

LITERATURA: Biologija za I.razred srednje kole: Budislav Tati; zavod za udbenike i nastavna sredstva 1995. godine Mikrobiologija I deo; Dr. Branislav D. Jankovi; Narodna knjiga 1973. godina; Mikrobiologija II deo; Dr. Branislav D. Jankovi; Narodna knjiga 1973.godina; Mikrobiologija; Marko Radojevi, Boidar Mihajlovi, Branko Trbi.