Fagstoff

Bakteriers indre struktur

Publisert: 30.06.2014, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
E. coli-bakterie

Bakterier har ingen kjerne eller andre organeller som er omsluttet av fosfolipidmembraner. Siden de hverken har mitokondrier, kloroplaster, golgiapparat eller plasmanettverk, foregår alle biokjemiske prosesser i cytosol og i den foldede cellemembranen. Bakterier har alle sine gener samlet i ett kromosom, men tar gjerne opp ekstra DNA for å få flere egenskaper.

DNA

Bakterier har et dobbelttrådet sirkulært DNA-kromosom som ligger løst i cytosol. Dette ene kromosomet inneholder alle genene som bakterien trenger for å leve og formere seg. DNAet er nakent, og altså ikke dekket med proteiner som hos eukaryote celler.

indre og ytre struktur hos bakterie.ilustrasjinSkjematisk tegning av bakterie. 

Plasmider

Bakterier kan også ha små ringformede dobbelttrådede DNA-molekyler som kalles plasmider. Disse kommer i tillegg til det større sirkulære DNA-molekylet.

En bakterie kan ha flere typer plasmider og flere kopier av samme plasmid, men trenger ikke disse for å leve. Plasmidene kan derimot øke bakteriens overlevelsesevne under vanskelige forhold, blant annet fordi noen plasmidgener gir antibiotikaresistens. 

Gule uregelmessige ringer på rød bakgrunn.Plasmider – ekstrakromosomalt DNA hos bakterier.Når miljøet er ugunstig for bakteriene, blir de ekstra ivrige til å ta opp nye plasmider. Siden det er forholdsvis enkelt å sette nye gener inn i plasmider, blir dette utnyttet i genteknologi. Bakterier som tar opp et endret plasmid, kan for eksempel produsere medisiner ut fra "oppskriften" som står i det nye genet.

 

Mikroskopbilde av proteinproduksjon i en bakterie.Farget mikroskopbilde fra E.coli. DNA (blått) transkriberes til mRNA (rødt). En lang rekke med ribosomer (grønne) starter umiddelbart oversetting fra mRNA til proteiner. Proteinene (usynlige her) beveger seg ut i cytoplasmaet (svart) etter hvert som de dannes.   

 


Tegning av indre strukturer og membran hos en bakterie.Snitt gjennom bakterie. Både indre og ytre membraner (grønne) har mange gjennomgående proteiner. Flagell med motor vises øverst til venstre. Cytoplasma inneholder ribosomer (lilla), tRNA (rødbrun), enzymer (blå) og mRNA (hvit). Kromosomet er gult og oransje.    

 

 

Bakterier i ferd med å danner sporer. De har en konsentrert masse i den ene enden.Sporedannende botulismebakterier. Noen sporer må varmes opp til 110–120 °C i mettet vanndamp for å bli avlivet.  

 


Plansje som viser utviklingen av resistente bakterier ved bruk av antibiotika.Antibiotika – seleksjon.  

Ribosomer

Eubakteriens ribosomer er mindre og har en annen struktur enn ribosomene hos andre organismer. De små ribosomene ligger spredt i bakteriens cytoplasma, men opptrer ofte i lange rekker som beveger seg langs samme RNA, slik bildet viser. Ribosomene bygger proteiner av aminosyrer mens de "leser" oppskriften på mRNA. Siden bakterier mangler ER og golgiapparat, går proteinene rett ut i cytoplasma uten videre pakking eller bearbeiding.

Vi har bakterieribosomer i våre mitokondrier.
Se endosymbioseteorienEndosymbioseteorien.Mitokondrier og plastider i eukaryote celler, inneholder egne små ringformede DNA-molekyler og ribosomer av "bakterietypen", slik at de kan produsere noen proteiner selv. Man tror derfor at mitokondriene, kloroplastene og andre plastider stammer fra prokaryote mikroorganismer. Disse ble tatt opp i den primitive cella, som senere utviklet seg til det vi i dag kaller eukaryote celler..

Cellemembranen

Grønn og rund bakterie med sterkt foldet cellemembran.Blågrønnbakterie med sterkt foldet cellemembran hvor både fotosyntese og celleånding foregår.Bakterien er omsluttet av en halvgjennomtrengelig fosfolipidmembran med gjennomgående transportmolekyler og enzymer. Avfall og næringsstoffer kan passere membranen. Siden bakteriene verken har mitokondrier eller kloroplaster, foregår celleånding og fotosyntese ved hjelp av enzymer i og ved cellemembranen, som ofte er sterkt foldet og gir en stor overflate.

Bakterier kan være både anaerobe eller aerobe, heterotrofe eller autotrofe. Les mer

Bakteriers energiomsetning

Tabell som viser energikilde og karbonkilde for autotrofe og heterotrofe bakterier.
Bakterier som skaffer seg energi ved å utnytte sollyset, er fototrofe. Nitrifiserende bakterier er et eksempel på kjemotrofe bakterier. De skaffer seg energi fra uorganiske nitrogenforbindelser samtidig som de gjør nitrogenet tilgjengelig for planter. De organismene som kan bruke karbondioksid som karbonkilde, er autotrofe. Heterotrofe bakterier er avhengige av organiske forbindelser som andre har laget, både som energikilde og som karbonkilde. Skjul


Cytosol

Cytoplasmaet består av en geleaktig væske, cytosol, som omslutter ribosomene, plasmidene og kromosomet. Den inneholder næringsstoffer, byggesteiner, enzymer og proteiner som trengs til de mange biokjemiske prosessene som foregår. Noen bakterier (blågrønnbakterierVed overgjødsling og mye lys, kan blågrønnbakterier formere seg så raskt at vannet blir grønt. Noen cyanobakterier kan også skille ut toksiner slik at vannet blir giftig.Blågrønnbakterier (cyanobakterier) er blant de eldste organismene på jorda. De blir ofte kalt blågrønnalger fordi de ligner på alger, men de er prokaryote organismer. De var viktige for dannelsen av oksygen i atmosfæren.Mye tyder på at kloroplastene i alger og planter har utviklet seg fra blågrønnbakterier som ble omsluttet av andre celler uten å bli fordøyd (se endosymbioseteorien).Koloni av blågrønnbakterier.Mange blågrønnbakterier har evne til nitrogenfiksering, og gjør luftas nitrogen (N2) tilgjengelig for plantene. Dette er av stor økologisk og økonomisk betydning.) inneholder også klorofyll, og kan drive fotosyntese.

Sporer

Noen bakterier kan ved ugunstige forhold gå inn i en slags dvaletilstand og danne sporer (endosporer). Sporene er motstandsdyktige mot varme, lys, inntørking, koking, kjemikalier, har svært lavt stoffskifte og kan leve i årevis. Når miljøet blir bedre spirer sporen, bakterien vokser og delingen tar til igjen.

Struktur og virkning av antibiotika

Siden bakterier er så ulike våre celler, både biokjemisk og bygningsmessig (morfologisk), har det vært mulig å utvikle medisiner (sulfa, antibiotika) som virker hemmende eller drepende på bakteriene, uten å skade vertscellene.

Planske som viser hvordan medisinene virker på bakterien.Antibiotikas virkning på bakterier.Enkelte antibiotika blokkerer ribosomfunksjonen (hindrer proteinsyntesen). Andre virker på celleveggdannelsen, stoffskiftet eller på kopiering av DNA. Virkningen av en medisin kan være ulik hos gram-positive og gram-negative bakterier fordi de har ulike cellevegger.

Antibiotikaresistens

En finger med hissig betennelse og sår.Betent finger – antibiotikaresistente stafylokokker.Ved utstrakt bruk av antibiotika i et miljø, vil de bakteriene som har resistens mot denne medisinen, få store fordeler mens andre dør. Spredningen av resistensgenet kan tilta. En egenskap som tidligere var sjelden hos bakterier, kan bli vanlig og skape helsemessige problemer fordi det er vanskelig å finne medisiner som virker.

Relatert innhold