Вирусы и бактерии: в чем разница, и как их лечить

Происхождение и эволюция

Хотя возможные окаменелости прокариотических клеток датированы возрастом в 3,5 млрд лет, большинство прокариот не имеет характерных морфологических особенностей, и поэтому окаменелые формы нельзя идентифицировать как останки архей. В то же время химические остатки уникальных для архей липидов более информативны, так как эти соединения у других организмов не встречаются. В некоторых публикациях указывается, что останки липидов архей или эукариот присутствуют в породах возрастом 2,7 млрд лет, однако достоверность этих данных остаётся под сомнением. Эти липиды были также обнаружены в докембрийских формациях. Древнейшие из подобных остатков были найдены в Исуанском зеленокаменном поясе на западе Гренландии, где находятся самые старые на Земле осадочные породы, сформировавшиеся 3,8 млрд лет назад. Археи могут быть древнейшими живыми существами, населяющими Землю.

Вёзе утверждал, что археи, бактерии и эукариоты представляют собой три раздельные линии, рано отделившиеся от общей предковой группы организмов. Возможно, это произошло ещё до клеточной эволюции, когда отсутствие типичной клеточной мембраны давало возможности к неограниченному горизонтальному переносу генов, и предки трёх доменов различались между собой по фиксируемым комплектам генов. Не исключено, что последний общий предок архей и бактерий был термофилом, это даёт основания предположить, что низкие температуры были «экстремальной средой» для архей, и организмы, приспособившиеся к ним, появились только позже.

Характеристика эубактерий

Эубактерии, или микроорганизмы, не имеющие определенного мембранного ядра, имеют несколько общих характеристик. Все они заключены в клеточную стенку, которая состоит из пептидогликанов в виде сшитых цепочек. Это дает стенке бактерий силу, необходимую для поддержания ее формы и размера во время изменения окружающей среды. Малые молекулы могут диффундировать через клеточная стенка, но часто протонный градиент должен быть сначала установлен для того, чтобы молекула обмен должен происходить правильно. В отличие от эукариот, бактерии содержат холестерин в мембране для улучшения проницаемости мембраны и повышения жесткости. Подобно эукариотам, бактерии также имеют плазматическая мембрана в пределах клетка стены. У некоторых бактерий может быть жгутик или выступ, состоящий из белковых нитей, который используется для движения. Другие бактерии могут иметь пили, которые представляют собой небольшие выступы по всей внешней стороне клетки и используются для прилипания к поверхности и переноса ДНК. Когда большое количество бактерий прикреплены к поверхности и окружены полисахарид мешочек, это называется биопленка, Этот комплекс обладает высокой антимикробной устойчивостью.

В плазматической мембране бактерий находится цитоплазма или внутриклеточная среда. Он состоит в основном из воды (приблизительно 80%), но имеет гелеобразную консистенцию. Бактерии не имеют мембраносвязанных органелл, в отличие от эукариот, которые имеют митохондрии и хлоропласты. Однако существуют рибосомы, представляющие собой органеллы, которые состоят из РНК и используются для синтеза белка. Свободное плавание в цитоплазме – это также геном или бактериальная ДНК, обнаруженная в нуклеоиде, Бактериальные хромосомы часто бывают круглыми, но также могут иметь линейную форму. Эта форма пригодится, когда бактерия подвергается репликации. Бактерии могут размножаться бесполым путем двойное деление или подающий надежды. Бинарное деление – это когда образуются две равные клетки-потомки. Бактерии, которые подвергаются бинарному делению, должны сначала удлиняться до отделения. Отпускание происходит, когда есть рост от родительской клетки. Двоичное деление дает два равных дочерние клетки, пока budding создает новую ячейку, в то время как родительская ячейка остается.

Во времена экстремальных условий, не способствующих размножению, таких как голодание, эубактерии способны стать эндоспорами. В этом состоянии бактерии могут переносить чрезвычайно высокие и низкие температуры, кислотные и основные условия, а также большое количество радиации. Эндоспоры очень трудно убить. Удивительно, но их можно варить часами и все же выжить. Эндоспоры могут быть сделаны только грамположительными бактериями. Внутри эндоспор остается бактериальная ДНК, но цитоплазма имеет пониженную концентрацию воды. Считается, что это помогает в защите от высокой температуры. Бактерии приобретут прочное покрытие, состоящее из кальция и дипиколиновой кислоты, создавая плотный и неуязвимый барьер для стабилизации ДНК в клетке. Ферменты репарации ДНК также все еще активны, способствуя устойчивости эндоспор.

Плазмиды также обнаруживаются в бактериях отдельно от кольцевой ДНК бактерий. Также называемые «репликонами», плазмиды являются автономно реплицирующимися молекулами ДНК. Однако не все плазмиды реплицируются в бактериях. Эти элементы допускают горизонтальное ген передача, которая является способом для бактерии получить новые гены и, следовательно, черты. Они в первую очередь помогают в быстром мутация у бактерий несколько факторов. Подобно другому генетическому материалу, плазмиды могут передаваться на дочерние клетки во время репликации. Они являются общей структурой ДНК, используемой в исследованиях, потому что их относительно легко манипулировать, имплантировать и измерять.

Как бороться с вирусами?

Болезнь начинает развиваться, когда вирус внедряется в клетку. Помешать вторжению «чужака» должны особые белки (интерфероны). Одновременно активизируются фагоциты — клетки на коже и слизистых оболочках, пожирающие вирусные частицы. Бороться с врагом им помогает иммуноглобулин А.

Если нарушен хотя бы один из этих барьеров, вирус начинает активно размножаться. Дети в этом отношении намного уязвимее взрослых, так как иммунная система у них несовершенна. Например, иммуноглобулин А вырабатывается лишь ближе к 5–6 годам.

Вирусные инфекции легче предотвратить, чем лечить. Противовирусные препараты не всегда дают ожидаемый эффект, а антибактериальные средства, которые не способны разрушить частицы вируса, в борьбе с такими недугами бесполезны.

Предупредить вирусные инфекции может только вакцинация, поэтому педиатры и настаивают на проведении профилактических прививок. Именно поэтому врачи рекомендуют накануне сезона делать прививки от гриппа.

Повысить защитные силы у детей младше года помогает грудное вскармливание. Ведь многие защитные антитела грудничок получает с маминым молоком.

Строение бактериальной клетки

Для школы вам достаточно запомнить следующее. У бактериальной клетки есть оболочка, цитоплазма, нуклеоид с ДНК и рибосомы. Всё.

Теперь чуть более детально.

У любой бактериальной клетки есть оболочка. В этой оболочке обычно три слоя:

1. Слизистый слой.
2. Клеточная стенка.
3. Цитоплазматическая мембрана.

Внутри клетки все заполнено цитоплазмой. Это такая жидкость, которая позволяет разным органоидам взаимодействовать друг с другом.

В цитоплазме находится нуклеоид – оболочка, внутри которой располагается кольцевая ДНК. Ученые считают, что нуклеоиды совершенствовались и постепенно превратились в полноценное ядро.

Еще там располагаются рибосомы – органоиды, которые нужны для синтеза белка.

Раньше ученые думали, что у бактерий есть мезосомы – некие углубления в клеточной стенке. Потом ученые поняли, что мезосом у живых бактерий нет. Они появляются тогда, когда бактерию готовят к микроскопированию или обрабатывают антибиотиками.

Царство бактерии — общая характеристика

Царство «Бактерии» состоит из бактерий и сине-зеленых водорослей, общая характеристика которых заключается в малой величине и отсутствии разделенного мембраной от цитоплазмы ядра.

• Кто такие бактерии
• Кто их открыл
• Чем питаются
• Представители бактерий
• Как размножаются настоящие бактерии
• Бактерии симбионты
• Почему бактерии выделяют в особое царство
• Самые древние бактерии
• Функции бактерий
• Запасное вещество бактерий
• Главный признак бактерий
• Почему представителей царства бактерии относят к прокариотам
• Как бактерии переносят неблагоприятные условия
• В какой среде обитают паразитические бактерии
• Заключение

Бактерии симбионты

Микроорганизмы, участвующие в пищеварении в кишечнике человека, это яркий пример бактерий симбионтов. Впервые симбиоз был открыт голландским микробиологом Мартином Виллемом Бейеринком. В 1888 году он доказал взаимовыгодное тесное сожительство одноклеточных и растений бобовых.

Обитая в корневой системе, симбионты, питаясь углеводами, снабжают растение атмосферным азотом. Таким образом, бобовые повышают плодородие, не обедняя почву.

Известно множество успешных симбиотических примеров с участием бактерий и:

• человека;
• водорослей;
• членистоногих;
• морских животных.

Микроскопические одноклеточные оказывают помощь системам человеческого организма, способствуют очищению сточных вод, участвуют в круговороте элементов и работают на достижение общих целей.

Почему бактерии выделяют в особое царство

Для этих организмов характерны мельчайшие размеры, отсутствие оформленного ядра и исключительное строение. Поэтому, несмотря на внешнее сходство, их нельзя отнести к эукариотам, обладающим оформленным клеточным ядром, ограниченным от цитоплазмы оболочкой.

Благодаря всем особенностям в XX веке ученые выделили их в отдельное царство.

Самые древние бактерии

Мельчайшие одноклеточные считаются первой зародившейся жизнью на Земле. Исследователи в 2016 году обнаружили в Гренландии сохранившиеся в погребенном состоянии цианобактерии возрастом около 3,7 миллиарда лет.

В Канаде найдены следы микроорганизмов, живших примерно 4 миллиарда лет назад в океане.

Функции бактерий

В биологии между живыми организмами и средой обитания бактерии выполняют следующие функции:

• переработка органических веществ в минеральные;
• фиксация азота.

В жизни человека одноклеточные микроорганизмы играют важную роль с первых минут рождения. Они обеспечивают сбалансированную микрофлору кишечника, оказывают влияние на иммунитет, занимаются поддержанием водно-солевого баланса.

Запасное вещество бактерий

Запасные питательные вещества у прокариота скапливаются в цитоплазме. Их накапливание происходит в благоприятных условиях, а потребляется в период голодания.

К запасным веществам бактерий относятся:

• полисахариды;
• липиды;
• полипептиды;
• полифосфаты;
• отложения серы.

Главный признак бактерий

Функцию ядра у прокариота выполняет нуклеоид.

Поэтому главным признаком бактерий является сосредоточение наследственного материала в одной хромосоме.

Почему представителей царства бактерии относят к прокариотам

Отсутствие оформленного ядра послужило причиной отнесения бактерий к прокариотным организмам.

Как бактерии переносят неблагоприятные условия

Микроскопические прокариоты способны длительное время переносить неблагоприятные условия, превращаясь в споры. Происходит потеря воды клеткой, значительное уменьшение объема и изменение формы.

Споры становятся нечувствительны к механическим, температурным и химическим воздействиям. Таким образом сохраняется свойство жизнеспособности и осуществляется эффективное расселение.

В какой среде обитают паразитические бактерии

Паразитические микробы служат возбудителями заболеваний в живых существах, питаясь за счет организма-хозяина. Средой обитания болезнетворных микроорганизмов является слюна нездорового человека, предметы, с которыми он соприкасался, воздух в помещении.

Паразитические прокариоты могут пребывать в растениях и их плодах.

Заключение

Бактерии – древнейшая форма жизни на Земле, известная задолго до появления человека. Они присутствуют повсеместно: в окружающем воздухе, воде, в поверхностном слое земной коры. Местом обитания служат растения, животные, человек.

Активное изучение одноклеточных началось в XIX веке и продолжается по сей день. Данные организмы являются основной частью повседневной жизни людей и оказывают непосредственное влияние на существование человека.

Представители бактерий

Биологами выделено около 2500 групп различных бактерий.

По форме их подразделяют на:

• кокки, имеющие шарообразные очертания;
• бациллы – в форме палочки;
• вибрионы, имеющие изгибы;
• спириллы – спиральной формы;
• стрептококки, состоящие из цепочек;
• стафилококки, образующие грозди, напоминающие виноградные.

По степени влияния на организм человека прокариотов можно разделить на:

• полезные;
• вредные.

К опасным для человека микробам относятся стафилококки и стрептококки, вызывающие гнойные заболевания.

Полезными считаются бактерии бифидо, ацидофилус, стимулирующие иммунитет и защищающие желудочно-кишечный тракт.

Некоторые инфекционные заболевания человека

Дифтерия вызывается дифтерийной палочкой, поражающей верхние дыхательные пути. Токсин, выделяемый этими бактериями, разносится кровью и воздействует на сердце. Способ борьбы — прививка неактивным токсином.

Тиф: возбудитель — бактерии риккетсии, их переносчик -вши. При заболевании поражаются стенки кровеносных сосудов и образуются тромбы. Возможна прививка с помощью убитых бактерий, а также лечение антибиотиками тетрациклинового ряда.

Туберкулез: возбудитель — туберкулезная палочка, поражающая легкие и кости. Заражение происходит воздушно-капельным путем, а также через молоко больных животных. Профилактика -вакцинацией; лечение производится специальными препаратами.

Сифилис: возбудитель — спирохета рода трепонема. Сначала поражаются половые органы, затем глаза, кости, суставы, кожа, центральная нервная система. Передается при половом контакте. Лечение — антибиотиками и специальными препаратами.

Холера вызывается холерным вибрионом, в результате жизнедеятельности которого выделяется токсин, поражающий слизистую кишечника. Заражение происходит при употреблении в пищу грязных продуктов питания и воды. Для лечения применяются антибиотики тетрациклинового ряда.

■ Токсины — ядовитые продукты жизнедеятельности бактерий, которые, как правило, или сами являются поражающими факторами, или угнетают защитные силы организма, усиливая патогенное действие возбудителей болезни.