Bioloogia – Bakterid (4)

Ande Andekas-Lammutaja
Bioloogia – Bakterid
Bakteritel puudub membraanidega piiritletud rakutuum ja seetõttu moodustavad nad omaette eeltuumsete e. prokarüootide rühma. Väliskuju alusel eristatakse kuut rühma baktereid: kerabakterid e. kokid , pulkbakterid e. batsillid , spiraalsed bakterid e. spirillid, keeritsbakterid e. spiroheedid, punguvad ja jätketega bakterid ning niitjad bakterid. Nad on üherakulised organismid, kes küll tihtipeale jäävad peale pooldumist omavahel seotuks ning moodustavad rakukogumikke või erineva pikkusega ahelaid. Bakterid on ümbritsetud ühe või kahe rakumembraaniga, mis koosneb valkudest ja lipiididest . Sellest väljapoole jääb polüsahhariididest, valkudest ja lipiididest koosnev kest, mis täidab kaitsefunktsiooni. Osadel bakteritel on see kaetud valgulise ehitusega karvakestega (kinnituvad kasvuks sobilikele pindadele ja seostuvad üksteisega), teistel varustatud ühe või mitme viburiga (liikumiseks). Osadel bakteritel on kestast eritunud limakapsel (kaitseks ja liikumise hõlbustamiseks). Patogeenseteks nimetatakse neid baktereid, mis on teistele organismidele ohtlikud. Nende tõvestav toime tuleneb väliskeskkonda eritatavatest mürgistest bakteritoksiinidest (valgulise ehitusega, kaitsefunktsioon; botulism , teetanus, koolera ). Rakutuuma asendab tuumapiirkond, milles paikneb rõngjas kromosoom (koosneb vabade otsadeta DNA molekulist). Kõigil bakteritel on vaid üks kromosoom, mille geenide arv ulatub kuue tuhandeni. Enne bakteri jagunemist rõngaskromosoom kahekordistub. Plasmiidid on väiksemad DNA rõngad, mis sisaldavad geene, mida on vaja bakteri kasvukeskkonna eripärast tulenevate ensüümide sünteesiks, aidates lagundada ümbritsevas keskkonnas leiduvaid orgaanilisi aineid (toitumiseks, kaitseks). Geenid võivad liikude rõngaskromosoomist plasmiididesse ja sealt tagasi. Mittevajalikud plasmiidid lagundatakse vastavate ensüümide poolt. Eeltuumse raku sisemuses puuduvad membraanidest koosnevad rakustruktuurid ja nendega ümbritsetud organellid (tsütoplasmavõrgustik, Golgi kompleks, kloroplast , mitokondrid, tsentrosoom , tsütoskelett). Bakterid koosnevad kapslist, sisaldisest, tsütoplasmast, tuumapiirkonnast, ribosoomidest (toimub valgusüntees, mõõtmetelt väiksemad), plasmiidist, karvakestest, viburitest, rakumembraanist, rakukestast ja limakapslist. Ainete kandumine raku ühest osast teise toimub valdavalt difusiooni teel. Gaasivakuoolid on valgulise membraaniga põiekesed, mis esinevad mõnede bakterite tsütoplasmas (aitavad vees elavatel organismil pinnale tõusta või laskuda). Bakterid paljunevad pooldumise teel (eelneb raku kasvamine ja varuainete süntees) ning suhteliselt kiiresti. Mõned bakterid võivad paljuneda ka pungumise teel, paljunemisrakkudega või mütseeli tükikeste abil. Kui bakterid satuvad elutegevuseks mittesobivasse keskkonda, võib osa liike moodustada spoore (väljutab osa veest ja organellidest ning kattub tiheda kestaga, elutunnused peaaegu puuduvad). Bakterid saavad spooride kujul täiendava vee ja toiduta elada aastasadu , taluvad hästi madalaid temperatuure ja isegi keetmist. Sobivasse elukeskkonda tagasi sattudes jätkab bakter oma normaalset elutegevust. Bakterite koguarvu on võimatu öelda, kuna nad on väga väikesed ning paljunevad ja evolutsioneeruvad väga kiiresti. Seetõttu kohastuvad nad kiiresti ka muutuvate keskkonnatingimustega. Valdav osa bakteritest on heterotroofid ja kasutavad seetõttu elutegevuseks vajaliku energia saamiseks teiste organismide poolt sünteesitud aineid (osmoosi teel). Nad suudavad lagundada ka selliseid aineid, mis enamikule heterotroofidele on kasutuskõlbmatud ( tselluloos , nafta). Makromolekulide rakku pääsemiseks eritavad bakterid väliskeskkonda ensüüme, mis biopolümeerid monomeerideks lagundavad. Bakterite hulka kuuluvad ka autotroofidest (sünteesivad orgaanilisi aineid anorgaanilistest ühenditest) rohe-, purpur - ja tsüanobakterid (e. sinivetikad , süsihappegaasi ja vee toimel toimub fotosüntees, eraldub hapnik, mürgised eritised põhjustavad nahalöövet jt.). Kuna bakterid osalevad kõigis aineringetes, on neil suur tähtsus. Eriti mitmesuguste jääkainete ja surnud organismide lagundamisel. Koos teiste heterotroofsete organismidega moodustavad nad laguahelaid (orgaanilised ained sünteesitakse anorgaanilisteks ühenditeks). Seetõttu on neil oluline osa mulla kujundamisel. Mitmete putukate ja nende vastsete, usside , seente ning protistide elutegevuse tagajärjel lagundatakse taimsed ja loomsed jäänused huumuseks ( keeruka ehitusega orgaaniliste ühendite kogum). Bakterid osalevad kõigi peamiste keemiliste elementide – süsiniku, hapniku, lämmastiku, fosfori ja väävli – looduslikes ringetes. Bakterid ümbritsevad kõiki organisme. Hambakatt on toidujäänustest ja bakteritest kiht, mis tekitab auke. Jämesooles asuvad bakterid aitavad lagundada mitmeid orgaanilisi ühendeid. Bakterid varustavad inimorganismi mõnede vitamiinidega, bakterite hävitamisega tekivad seedehäired. Samuti asustavad nad enamiku loomaliikide seedeelundkonda. Patogeenilised bakterid ei põhjusta väikesearvulise populatsioonina tervisehäireid, need tekivad alles siis, kui immuunsüsteem nõrgeneb. Biotehnoloogia on rakendusbioloogia haru, mis kasutab mitmesuguste organismide elutegevusega seotud protsesse inimestele vajalike ainete tootmiseks. Bakteritega seonduvaid protsesse on edukalt rakendatud toiduainete- (hapendamine, juustu valmistamine, alkoholi ja suhkru saamine), farmaatsia - (antibiootikumid, vitamiinid , hormoonid), ja tekstiilitööstuses ( puuvilla ketramis- ja kudumisomaduste parandamiseks), energeetikas, loomakasvatuses, keskkonnakaitses (biotõrje nt. seenhaiguste tõrjeks; on efektiivsem ja odavam), metallurgias (metallide tootmine) ja meditsiinis. Etanooli ja metaani kasutatakse ka kütusena. Toiduainete-, farmaatsia- ja tekstiilitööstuse tarbeks toodetakse mitmesuguseid valgulisi ensüüme (nt. pesupulbrites).