Fagstoff

Bakteriane sin indre struktur

Publisert: 30.06.2014, Oppdatert: 05.03.2017
E. coli-bakterie

Bakteriar har ingen kjerne eller andre organellar med fosfolipidmembranar rundt. Ettersom dei verken har mitokondrium, kloroplastar, golgiapparat eller plasmanettverk, går alle biokjemiske prosessar føre seg i cytosol og i den falda cellemembranen. Bakteriar har alle gena sine samla i eitt kromosom, men tek gjerne opp ekstra DNA for å få fleire eigenskapar.

DNA

Bakteriar har eit dobbelttråda, sirkulært DNA-kromosom som ligg laust i cytosol. Dette eine kromosomet inneheld alle gena som bakterien treng for å leve og formeire seg. DNAet er nake, og altså ikkje dekt med protein som hos eukaryote celler.

Skjematisk tegning av indre og ytre struktur hos bakterie.Skjematisk teikning av bakterie.

Plasmid

Bakteriar kan òg ha små ringforma dobbelttråda DNA-molekyl som kallast plasmid. Desse kjem i tillegg til det større sirkulære DNA-molekylet.

Ein bakterie kan ha fleire typar plasmid og fleire kopiar av same plasmid, men treng ikkje desse for å leve. Plasmida kan derimot auke bakterien si overlevingsevne under vanskelege forhold, mellom anna fordi somme plasmidgen gir antibiotikaresistens.

Gule uregelmessige ringer på rød bakgrunn.Plasmid – ekstrakromosomalt DNA hos bakteriar.Når miljøet er ugunstig for bakteriane, blir dei ekstra ivrige etter å ta opp nye plasmid. Ettersom det er forholdsvis enkelt å setje nye gen inn i plasmid, blir dette utnytta i genteknologi. Bakteriar som tek opp eit endra plasmid, kan til dømes produsere medisinar ut frå "oppskrifta" som står i det nye genet.

 

Mikroskopbilde av proteinproduksjon i en bakterie.Farga mikroskopbilete frå E.coli. DNA (blått) blir transkribert til mRNA (raudt). Ei lang rekkje med ribosom (grøne) startar med det same translasjon frå mRNA til protein. Proteina (usynlege her) går ut i cytoplasmaet (svart) etter kvart som dei blir danna.    

 


Tegning av indre strukturer og membran hos en bakterie.Snitt gjennom bakterie. Både indre og ytre membranar (grøne) har mange gjennomgåande protein. Øvst til venstre ser ein flagell med motor. Cytoplasma inneheld ribosom (lilla), tRNA (raudbrun), enzym (blå) og mRNA (kvit). Kromosomet er gult og oransje.     

 

 

Bakterier i ferd med å danner sporer. De har en konsentrert masse i den ene enden.Sporedannande botulismebakteriar. Somme sporar må varmast opp til 110–120 °C i metta vassdamp for å bli avliva.   

 


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

Ribosom

Eubakterien sine ribosom er mindre og har ein annan struktur enn ribosoma hos andre organismar. Dei små ribosoma ligg spreidd i bakterien sitt cytoplasma, men opptrer ofte i lange rekkjer som forflyttar seg langs same RNA, slik biletet viser. Ribosoma byggjer protein av aminosyrer medan dei "les" oppskrifta på mRNA. Ettersom bakteriar manglar ER og golgiapparat, går proteina rett ut i cytoplasma utan vidare pakking eller behandling.

Vi har bakterieribosom i mitokondriane våre.
Sjå endosymbioseteorienEndosymbioseteorienMitokondrium og plastid i eukaryote celler, inneheld eigne små ringforma DNA-molekyl og ribosom av "bakterietypen", slik at dei kan produsere nokre protein sjølv. Ein trur difor at mitokondriane, kloroplastane og andre plastid stammar frå prokaryote mikroorganismar. Desse blei teke opp i den primitive cella, som seinare utvikla seg til det vi i dag kallar eukaryote celler..

Cellemembranen

Grønn og rund bakterie med sterkt foldet cellemembran.Blågrønbakterie med sterkt falda cellemembran der både fotosyntese og celleanding går føre seg.Ein halvgjennomtrengeleg fosfolipidmembran med gjennomgåande transportmolekyl og enzym ligg rundt bakterien. Avfall og næringsstoff kan passere membranen. Ettersom bakteriane verken har mitokondrium eller kloroplastar, går celleanding og fotosyntese føre seg ved hjelp av enzym i og ved cellemembranen, som ofte er sterkt falda og gir ei stor overflate.

Bakteriar kan vere både anaerobe eller aerobe, heterotrofe eller autotrofe. Les meir

Energiomsetninga til bakteriar

Tabell som viser energikilde og karbonkilde for autotrofe og heterotrofe bakterier.
Bakteriar som skaffar seg energi ved å utnytte sollyset, er fototrofe. Nitrifiserende bakteriar er eit døme på kjemotrofe bakteriar. Dei skaffar seg energi frå uorganiske nitrogensambindingar samtidig som dei gjer nitrogenet tilgjengeleg for plantar. Dei organismane som kan bruke karbondioksid som karbonkjelde, er autotrofe. Heterotrofe bakteriar er avhengige av organiske sambindingar som andre har laga, både som energikjelde og som karbonkjelde. Skjul


Cytosol

Cytoplasmaet består av ei geleaktig væske, cytosol, som ligg rundt ribosoma, plasmida og kromosomet. Ho inneheld næringsstoff, byggjesteinar, enzym og protein som trengst til dei mange biokjemiske prosessane som går føre seg. Somme bakteriar (blågrønnbakteriarVed overgjødsling og mykje lys, kan blågrønbakteriar formeire seg så raskt at vatnet blir grønt. Somme cyanobakteriar kan òg skilje ut toksin slik at vatnet blir giftig.Blågrønbakteriar (cyanobakteriar) er blant dei eldste organismane på jorda. Dei blir ofte kalla blågrønalgar fordi dei liknar på algar, men dei er prokaryote organismar. Dei var viktige for danninga av oksygen i atmosfæren.Mykje tyder på at kloroplastane i algar og plantar har utvikla seg frå blågrønbakteriar som andre celler la seg rundt, utan at bakteriane blei fordøydde (sjå endosymbioseteorien).Koloni av blågrønnbakteriar.Mange blågrønnbakteriar har evne til nitrogenfiksering, og gjer nitrogenet i lufte (N2) tilgjengeleg for plantane. Dette er av stor verdi, både økologisk og økonomisk.) inneheld òg klorofyll, og kan drive fotosyntese.

Sporar

Somme bakteriar kan ved ugunstige forhold gå inn i ein slags dvaletilstand og danne sporar (endosporar). Sporane er motstandsdyktige mot varme, lys, inntørking, koking, kjemikaliar, har svært lågt stoffskifte og kan leve i årevis. Når miljøet blir betre spirer sporen, bakterien veks og delinga tek til att.

Struktur og verknad av antibiotika

Ettersom bakteriar er så ulike våre celler, både biokjemisk og bygningsmessig (morfologisk), har det vore mogeleg å utvikle medisinar (sulfa, antibiotika) som verkar hemmande eller drepande på bakteriane, utan å skade vertscellene.

Planske som viser hvordan medisinene virker på bakterien.Verknaden antibiotikum har på bakteriar.Einskilde antibiotikum blokkerer ribosomfunksjonen (hindrar proteinsyntesen). Andre verkar på danninga av cellevegg, stoffskiftet eller på kopiering av DNA. Verknaden av ein medisin kan vere ulik hos gram-positive og gram-negative bakteriar fordi dei har ulike celleveggar.

Antibiotikaresistens

En finger med hissig betennelse og sår.Betent finger – antibiotikumresistente stafylokokkar.Ved omfattande bruk av antibiotikum i eit miljø, vil dei bakteriane som har resistens mot denne medisinen, få store fordelar medan andre døyr. Spreiinga av resistensgenet kan auke. Ein eigenskap som tidlegare var sjeldan hos bakteriar, kan bli vanleg og skape helsemessige problem fordi det er vanskeleg å finne medisinar som verkar.

Relatert innhald