Bakteríur

<- Aftur í efnisyfirlit fyrir Wikibækur kennaranema

Höfundur Rut Þórarinsdóttir

Þessi Wiki bók er almennt fræðsluefni um bakteríur

Bakteríur

Anton von Leeuwenhoek var fyrstur manna til að lýsa bakteríunni, árið 1676. Í frístundum sínum smíðaði hann stækkunargler og notaði þau til að skoða lífverur í vatnsdropa. Árið 1683 lýsti hann fyrstu kúlu-(cocci), staf-(bacilli)og gormalaga (spiralli) bakteríum. En uppgötvun hans vakti ekki mikla athygli fyrr en nokkru seinna.

Bakteríur er mjög stór flokkur lífvera og gegna mikilvægu hlutverki í efna- og niðurbrotsferlum náttúrunnar. Bakteríur eru frumstæðar örverur. Ef þær eru sjúkdmósvaldandi teljast þær til sýkla. Í dag eru um það bil 4000 þúsund mismunandi tegundir baktería skilgreindar. Lítill hluti þeirra er sjúkdómsvaldandi í mönnum. En þó eru þekktir sjúkdómar af völdum baktería eins og berklaveiki, holdsveiki, lungnabólga, lekandi, sárasótt, skarlatssótt, miltisbrandur og taugaveiki sem eiga rætur að rekja til baktería.

Útlit

Bakteríur eru örverur og sjást ekki með berum augum, þær eru um 0,5 – 2µm í þvermál . Bakteríur eru einfrumungar og tilheyra hópi sem kallast dreifkjörnungar (Monera). Þær eru ekki með afmarkaðann kjarna og hafa ekki mikilvæg frumulíffæri eins og hvatbera, golgifléttu, frymisnet. Hinsvegar hafa þær frumuhimnu og frumvegg.

A : Festiþræðir (pili)

B : Netkorn (ribosome)

C : Slímhjúpur (capsule)

D : Frumuveggur (cell wall)

E : Bakteríusvipa (flagellum)

F : Umfrymi (cytoplasm)

G : Frymiskorn (vacuole)

H : Hringlaga litningur (plasmid)

I : Kjarnasvæði (nucleoid)

J : Frumuhimna (plasma membrane)

Þrátt fyrir skort á frumulíffærum, hafa bakteríur þróað með sér mikilvæga og hraða efnaskiptaferla sem nýtist þeim vel í samkeppni um fæðu og rými, við aðrar örverur.

Flokkun

Bakteríur eru fyrst og fremst flokkaðar sem

a) Eignilegar bakteríur (Eubacteria)

i. Gram –jákvæðar bakteríur

ii. Gram – neikvæðar bakteríur

iii. Blábakteríur

b) Fornbakteríur (Archebacteria)

i. Metanbakteríur

ii. Saltkærar bakteríur

iii. Hita/sýrukærar bakteríur

Eiginlegar bakteríur og fornbakteríur eru taldar vera fjarskyldar og sumir fræðingar telja þær vera sjálfstætt ríki. Sjúkdómsvaldandi bakteríur greinast fyrst og fremst með gramslitun. Dani að nafni Christian Gram uppgötvaði litunina árið 1884.

Gram litun

Gram- litun er framkvæmd þannig að bakteríurækt er sett á smásjárgler og því rennt yfir gasloga. Síðan er bláum lit (kristalfjólublár) hellt yfir glerið. Kalsíumjoðlausn er síðan notuð til þess að festa litunina við bakteríurnar. Gram–jákvæðar bakteríur litast bláar eða fjólubláar vegna mikils magns af slímpeptíðum (e. peptidoglycan eða murein) í frumuvegg þeirra. Þessar jákvæðu frumur vantar venjulega fitufjölsykurlag (e. lipopolysaccharide) sem er himna sem gram-neikvæðar bakteríur hafa. Síðan er glerið aflitað með aceton. Gram-neikvæðar bakteríurnar missa þá bláa litinn en ekki Gram-jákvæðu. Síðan er endurlitað með rauðum lit (safranín). Gram-neikvæðu bakteríurnar litast rauðar (einnig litast dauðar gram+ bakteríur rauðar).

Að lokinni litun er smjásjárglerið þerrað og sett undir smájsá. Þá kemur í ljós að Gram-jákvæðu bakteríurnar eru bláar og Gram- neikvæðu bakteríurnar eru rauðar. Þessi aðferð er mjög mikilvæg í frumflokkun og og greiningu á sjúkdómsvaldandi bakteríum.

Næst er skoðuð form og lögun bakteríanna í smásjánni. Form bakteríanna skiptir máli við tegundagreingu, eru þær stakar, saman í klösum eða í keðjum. Eru þær kúlulaga (Coccus), staflaga (Bacillus),boglaga (Vibrio) eða gormlaga (Spiriochaeta).

Kúlulaga bakteríur, sem eru saman i klösum kallast klasakokkar (Staphylococcus). Staphylococcus aureus er algeng húðbaktería og er dæmi um gram-jákvæðan Staphylocoocus.

Staphylococcus aureus er mjög útbreidd í náttúrunni og finnst hún m.a. oft í normalflóru manna í nefi, koki og á húð. Staphylocoocus aureus myndar nokkrar gerðir af úteitri, leucocidin sem eyðileggur hvítufrumur blóðsins,hemolysin sem sprengir rauðu blóðkornin, enterotoxín sem hefur áhrif á meltingarveginn og veldur matareitrun. St.auresu framleiðir einnig ensím eins og kóagalasa sem veldur blóðkekkjun, Lípasa sm leysir upp fituefni, DNAasa sem brýtur upp DNA. B-lactamasa sem rýfur B-laktam hirng pensillinsameindarinnar og eyðileggur hana. St.aures er því ónæm fyrir sýklalyfjum sem innihalda pencillini. Af þessum ástæðum er bakterían sjúkdómsvaldandi þegar hún kemst í opin sár og veldur graftrarígerðum, blóð-, bein- og liðsýkingum, kýlum á húð (abcess) og einnig matareitrunum.

Kúlulaga bakteríur í löngum keðjum kallast á Íslensku keðjukokkar (Streptococcus). Þær valda öndunarfærasýkingum, sýkingum í sárum, blóði, liðum og beinum ef þær komast þangað á annað borð. Streptococcus, eins og Staphylococcus, mynda mörg ensím og endotoxin sem gerir þær meinvirkar. T.d Streptolýsin O (hemolsýsin), streptokínasa (leysir upp fíbrín),hyaluronidasi (leysir upp hyaluronsýru) og ertythorgen toxin sem veldur skarlatssótt.

Alfa - hemolýtískar bakteríur mynda grænt eða brúnt litarefni utan um þyrpinar á blóðagarskál. Ófullkomin eyðilegginga á rauðum blóðkornum (Til vinstri á mynd)

Beta - hemolýtískar bakteríur myndar gul litarefni utan um þyrpingar á blóðagarskál. Fullkomin eyðilegging á rauðum blóðkornum (Í miðjunni á mynd)

Gamma- hemólýtískar bakteríur mynda engin litarefni utan um þyrpingar á blóðagarskál. (Til hægri á mynd)

Streptococcus pyogenes eða Streptococcus af gúbbu A, er algengasta og meinvirkasta hálsbólgu bakterían. Hún myndar beta-hemolysu. Streptococcus af grúbbu B valda nýburasýkingum, konur bera þær oft í leggöngum,en gera þeim ekkert. Við fæðingu smitast nýburinn af bakteríunni og veldur sýkingum, svo sem blóðsýkingum og heilahimnubólgum. Í dag eru þungaðar konur skimaðar fyrir Streptoccoccus grúbbu B.

Kúlulaga bakteríur, tvær og tær saman kallast tvíkúluklasa (diplococcus). Streptococcus pneumoniae er dæmi um gram-jákvæðan diplococcus. En hún er algengasta lungnabólgubakterían. Hún myndar alfa - hemolýsu. Talið er að um 30% af fólki beri hana í öndunarveginum sem heibrigðir smitberar.

Staflaga bakteríur í keðjum kallast keðjustafbakteríur (streptobacillus). Dæmi um slíka bakteríu er jarðvegsbakterían Bacillus anthracis, sem veldur miltisbrandi. Miltisbrandur (Baccilus anthracis) er hættulegur sjúkdómur í sauðfé og nautgripum en er dæmigerð súna, sem þýðir að hann getur borist yfir í menn úr sýktu dýri eða með saursmiti. Milstisbrandur hefur verið notaður í efnavopnaiðnaði, vegna þess hve aðveldlega hann smitast í gegnum slímhúð öndunarfæra. Ef bakterían kemst í blóðið getur hún valdið blóðsega, sem er lífshættulegt.

Brautryðjendur bakteríufræðinnar

Antonie van Leeuwenhoek smíðaði fyrstu smásjánna og var fyrstur til að sjá og lýsa örverum.

Louis Pasteur Faðir örverufræðinnar. Gerði örverufræðina að vísindagrein á seinni hluta 18. aldar. Afsannaði sjálfskviknikenninguna, sem gekk út á að líf kviknaði af lífrænum efnum. Árið 1861 birti Pasteur skýrslu um kenninguna og sýndi hann fram á að það væri samband milli örvera og sjúkdóma. Hann þróaði aðferðir til dauðhreinsunar (Autoclava 1884) og þróaði aðferð til að gerilsneiða vín (pasteurisering). Hann fann upp bóluefni gegn hundaæði og kóleru. Pasteur gerði margar tilraunir með gerjun og þróaði aðferðir til bruggunar á bæði bjór og vínum sem stórbætti gæðin.

Robert Koch Sýndi fyrstur manna, ári 1876, að baktería væri sjúkdómsvaldandi. Hann uppgvötaði einnig dvalargró Bacillus.

Ignaz Philipp Semmelweis uppgötvaði að Streptococcus pyogenes olli barnsfarasótt.

Joseph Lister Innleiddi sótthreinsun á sjúkrastofnunum á seinni hluta 19. aldar

Edward Jenner Framkvæmdi fyrstu bólusetninguna. Hann bólusetti dreng gegn bólusótt með bóluefni sem hann þróaði úr kúm.

Alexander Flemming Uppgötvaði penicillin árið 1929.

Hans Christian Gram Gram litun.