Бактерии, единичные бактерии, любые из группы микроскопических одноклеточных организмов, которые живут в огромных количествах почти в любой среде на Земле , от глубоководных источников до глубоко под поверхностью Земли до пищеварительных трактов людей.
Бактерии не имеют мембраносвязанного ядра и других внутренних структур и поэтому относятся к одноклеточным жизненным формам, называемым прокариотами .
Прокариоты являются доминирующими живыми существами на Земле, присутствуя, возможно, в течение трех четвертей земной истории и адаптировавшись почти ко всем доступным экологическим средам обитания.
Как группа, они показывают чрезвычайно разнообразные метаболически возможности и могут использовать почти любую органическую смесь , и некоторые неорганические смеси , как источник еды.
Некоторые бактерии могут вызывать заболевания у людей, животных или растений, но большинство из них безвредны и полезны экологические агенты, чья метаболическая деятельность поддерживает высшие формы жизни. Другие бактерии являются симбионтами растений и беспозвоночных, где они выполняют важные для хозяина функции, такие как азотфиксация и деградация целлюлозы .
Без прокариот почва не была бы плодородной, и мертвый органический материал разлагался бы гораздо медленнее. Некоторые бактерии широко используются в приготовлении пищевых продуктов, химических веществ и антибиотиков . Исследования взаимоотношений между различными группами бактерий продолжают давать новые представления о происхождении жизни на Земле и механизмах эволюции.
Бактерии как прокариоты
Все живые организмы на Земле состоят из одного из двух основных типов клеток: эукариотических клеток, в которых генетический материал заключен внутри ядерной мембраны, или прокариотических клеток, в которых генетический материал не отделен от остальной части клетки .
Традиционно все прокариотические клетки назывались бактериями и классифицировались в прокариотическом царстве монера . В конце 1970-х годов американский микробиолог Карл Везе впервые внес значительное изменение в классификацию, поместив все организмы в три области Эукария, бактерии (первоначально называемые Эубактериями) и археи (первоначально называемые Архебактериями) - чтобы отразить три древние линии эволюции.
Прокариотические организмы, которые ранее были известны как бактерии, затем были разделены на две из этих областей-бактерии и археи. Бактерии и археи внешне похожи; например, у них нет внутриклеточных органелл, и они имеют круговую ДНК .
Однако они принципиально различны, и их разделение основано на генетических свидетельствах об их древних и отдельных эволюционных линиях, а также на фундаментальных различиях в их химии и физиологии. Члены этих двух прокариотических доменов так же отличаются друг от друга, как и от эукариотических клеток.
Прокариотические клетки (т. е. бактерии и археи) принципиально отличаются от эукариотических клеток, образующих другие формы жизни. Прокариотические клетки определяются гораздо более простой конструкцией, чем это обнаруживается в эукариотических клетках.
Наиболее очевидным упрощением является отсутствие внутриклеточных органелл, которые являются признаками, характерными для эукариотических клеток.
Органеллы представляют собой дискретные мембранно-замкнутые структуры, которые содержатся в цитоплазме и включают ядро, где сохраняется, копируется и экспрессируется генетическая информация; митохондрии и хлоропласты, где химическая или световая энергия преобразуется в метаболическую энергию; лизосома, где усвоенные белки перевариваются и становятся доступными другие питательные вещества; и эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи , где белки которые синтезируются и высвобождаются из клетки собираются, модифицируются и экспортируются.
Все действия, выполняемые органеллами, также происходят в бактериях, но они не осуществляются специализированными структурами.
Кроме того, прокариотические клетки обычно намного меньше эукариотических клеток. Небольшие размеры, простой дизайн и широкие метаболические возможности бактерий позволяют им очень быстро расти и делиться, а также обитать и процветать практически в любой среде.
Прокариотические и эукариотические клетки различаются многими другими способами, в том числе липидным составом , структурой ключевых метаболических ферментов , реакциями на антибиотики и токсины , а также механизмом экспрессии генетической информации.
Эукариотические организмы содержат множество линейных хромосом с генами, которые намного больше, чем им нужно, чтобы кодировать синтез белков. Существенные части копии рибонуклеиновой кислоты (РНК ) генетической информации (дезоксирибонуклеиновой кислоты, или ДНК) отбрасываются, а остальная РНК (мРНК) существенно модифицируется до ее перевода в белок.
Напротив, бактерии имеют одну круговую хромосому, которая содержит всю их генетическую информацию, и их мРНК являются точными копиями их генов и не модифицируются.
