แบคทีเรีย--ลักษณะทั่วไป การจำแนกประเภท โครงสร้าง โภชนาการ และบทบาทของแบคทีเรียในธรรมชาติ ประเภทของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค

องค์การอนามัยโลกได้เผยแพร่รายชื่อแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะที่อันตรายที่สุด ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ เพื่อหลีกเลี่ยงโรคระบาดและโรคระบาด จำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่การพัฒนายาใหม่ที่สามารถต่อต้านเชื้อโรคตามรายการด้านล่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ

รายชื่อจุลินทรีย์รวบรวมโดยผู้เชี่ยวชาญ 70 คน (นักติดเชื้อ นักจุลชีววิทยา กุมารแพทย์ และอื่นๆ) โดยยึดตามเกณฑ์ต่างๆ เช่น อัตราการเสียชีวิตจากโรคที่เกิดจากแบคทีเรียเหล่านี้ การดื้อยาปฏิชีวนะที่เพิ่มขึ้นในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ความสามารถในการป้องกันการติดเชื้อ ในโรงพยาบาล การรักษาโรค และอื่นๆ

ระดับอันตรายร้ายแรง

Acinetobacter baumannii ที่ทนต่อคาร์บาเพเนม

ทำให้เกิดการติดเชื้อในกระแสเลือด ทางเดินหายใจ ผิวหนัง และเนื้อเยื่ออ่อน ระบบประสาท, ทางเดินปัสสาวะและคนอื่น ๆ. แบคทีเรียเหล่านี้สามารถทำให้เกิดโรคปอดบวม เยื่อหุ้มสมองอักเสบ ฝีในสมอง ภาวะติดเชื้อ และโดยทั่วไปจะทำให้เกิดโรคกระดูกอักเสบ โรคข้ออักเสบ เยื่อบุช่องท้องอักเสบ และท่อน้ำดีอักเสบ และอาจทำให้เกิดโรคตาได้

Pseudomonas aeruginosa ที่ทนต่อ carbapenem

Pseudomonas aeruginosa ติดเชื้อในลำไส้ หัวใจ ระบบสืบพันธุ์,แอร์เวย์. ผลที่ตามมาคือเกิดโรคต่างๆ เช่น โรคปอดบวม ภาวะติดเชื้อในกระแสเลือด เยื่อบุหัวใจอักเสบ และภาวะเกล็ดเลือดต่ำอักเสบ โดยส่วนใหญ่จะส่งผลต่อผู้ป่วยที่มีระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอ

Enterobacteriaceae ทนต่อ carbapenems และ cephalosporins รุ่นที่ 3

Enterobacteriaceae มีหน้าที่หลักในการ การติดเชื้อในลำไส้. พื้นที่ของ "เขตอำนาจศาล" ของตนประกอบด้วย ไข้ไทฟอยด์, yersiniosis, โรคบิด, เชื้อ Salmonellosis และโรคระบาดรวมถึงโรคปอดบวมและท้องร่วง

อันตรายระดับสูง

Enterococcus faecium ต้านทานต่อ vancomycin

อุจจาระ enterococci มีอยู่ในจุลินทรีย์ในลำไส้ "ในยามสงบ" แต่ยังสามารถเป็นสาเหตุของโรคหลายชนิดที่ส่งผลต่อระบบสืบพันธุ์อวัยวะในอุ้งเชิงกรานและอื่น ๆ กระบวนการอักเสบสามารถนำไปสู่ภาวะเยื่อบุช่องท้องอักเสบ เยื่อบุหัวใจอักเสบ และในผู้ชาย ทำให้เกิดภาวะหย่อนสมรรถภาพทางเพศ

Staphylococcus aureus ต้านทานต่อ methicillin และ vancomycin

สแตฟิโลคอคคัส ออเรียสอาศัยอยู่บนผิวหนังมนุษย์และโดยปกติจะไม่ปรากฏให้เห็น อย่างไรก็ตาม หากภูมิคุ้มกันลดลงไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม แบคทีเรียก็สามารถทำให้เกิดโรคทางผิวหนัง เยื่อเมือก ข้อต่อ กระดูก และอวัยวะได้ การติดเชื้อดังกล่าวสามารถแสดงออกมาในรูปแบบของภาวะติดเชื้อในกระแสเลือด, ผิวหนังอักเสบ, ฝี, pyelonephritis, โรคกระเพาะปัสสาวะอักเสบ, ปอดบวม, โรคข้ออักเสบและความมึนเมา

เชื้อ Helicobacter pylori ต้านทานต่อ clarithromycin

จุลินทรีย์เหล่านี้ติดเชื้อในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็กส่วนต้น แบคทีเรียสามารถทำให้เกิดโรคกระเพาะ, ลำไส้เล็กส่วนต้น, แผลในกระเพาะอาหารและ ลำไส้เล็กส่วนต้นและแม้กระทั่งมะเร็งกระเพาะอาหาร

Campylobacter ทนต่อฟลูออโรควิโนโลน

แคมไพโลแบคเตอร์ทำให้เกิดการติดเชื้อในลำไส้ต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอันตรายต่อเด็ก ผู้สูงอายุ และผู้ป่วยที่มีระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอ เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นโรคประเภทท้องเสียหลังจากนั้นอาจเกิดภาวะแทรกซ้อน - ตับอักเสบ, ตับอ่อนอักเสบ, ความผิดปกติของระบบประสาท

Salmonella spp. ทนต่อฟลูออโรควิโนโลน

การติดเชื้อซัลโมเนลลาไม่เพียงแต่ทำให้เกิดโรคซัลโมเนลโลซิสเท่านั้น ปัญหาสุขภาพที่เกิดจากจุลินทรีย์เหล่านี้อาจรวมถึงไข้ไทฟอยด์และไข้รากสาดเทียม รวมถึง pyelonephritis ต่อมลูกหมากอักเสบ และกระเพาะปัสสาวะอักเสบ

Neisseria gonorrhoeae ทนทานต่อฟลูออโรควิโนโลนและเซฟาโลสปอรินรุ่นที่ 3

สาเหตุของการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะโดยเฉพาะโรคหนองในซึ่งอาจส่งผลต่ออวัยวะเพศไม่เพียงเท่านั้น Gonococcus ทำให้เกิดคอหอยอักเสบและในทารกแรกเกิด - เยื่อบุตาอักเสบ

ระดับอันตรายปานกลาง

Streptococcus pneumoniae ทนต่อยาเพนิซิลลิน

โรคปอดบวมอาศัยอยู่ ระบบทางเดินหายใจ. พวกเขาสามารถเป็นสาเหตุของโรคเยื่อหุ้มปอดอักเสบ โรคปอดบวม โรคหูน้ำหนวก โรคข้ออักเสบ เยื่อหุ้มสมองอักเสบ และเยื่อบุหัวใจอักเสบ

Haemophilus influenzae ทนต่อแอมพิซิลิน

อีกชื่อหนึ่งของแบคทีเรียนี้คือ Pfeiffer's bacillus หรือ Haemophilus influenzae ส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจและระบบประสาทส่วนกลาง ไซนัสอักเสบ, โรคหูน้ำหนวก, เยื่อหุ้มหัวใจอักเสบ, โรคข้ออักเสบ, เยื่อหุ้มสมองอักเสบ, โรคปอดบวม, การอักเสบของฝาปิดกล่องเสียง - นี่เป็นเพียงโรคบางชนิดที่การติดเชื้อฮีโมฟิลัสอินฟลูเอนซานำไปสู่

Shigella spp. ทนทานต่อฟลูออโรควิโนโลน

Shigella เป็นแบคทีเรีย enterobacteria ชนิดหนึ่ง นอกจากนี้ยังทำให้เกิดการติดเชื้อในลำไส้ เช่น โรคบิด หรือที่เรียกว่าโรคชิเกลโลสิส

ผู้เชี่ยวชาญของ WHO เน้นย้ำว่าจำเป็นต้องเพิ่มการพัฒนาสิ่งใหม่ ยาโดยไม่คำนึงถึงความต้องการของตลาด มิฉะนั้นยาปฏิชีวนะที่มีอยู่อาจไม่สามารถรับมือกับโรคที่เกิดจากแบคทีเรียที่ระบุไว้ได้อีกต่อไป

แพทย์มักจะสั่งยาสำหรับ dysbacteriosis เกือบทุกครั้งพร้อมกับยาปฏิชีวนะ แต่จนถึงตอนนี้สิ่งนี้กำลังเกิดขึ้นอย่างสุ่มสี่สุ่มห้า: วิธีการที่มีอยู่ยังไม่มีการระบุองค์ประกอบของชุมชนแบคทีเรียในลำไส้ของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ไมโครไบโอมที่ไม่ดีอาจทำให้ผู้ป่วยเสียชีวิตได้ ความหลากหลายของชุมชนแบคทีเรียในลำไส้เป็นตัวแปรสำคัญที่สามารถระบุได้ นักวิทยาศาสตร์ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กได้ค้นพบวิธีประเมินสุขภาพของไมโครไบโอมโดยรวม โดยไม่สามารถศึกษาแบคทีเรียแต่ละตัวแยกกันได้

เชื่อกันว่าแบคทีเรียประมาณหนึ่งพันสายพันธุ์อาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์ บางชนิดมีมากกว่า บางชนิดมีน้อยกว่า มีหลายกรณีที่ทราบกันดีว่าเมื่อมะเร็งเม็ดเลือดโรคที่น่ากลัวหายไป แต่บุคคลนั้นยังคงเสียชีวิตจาก ผลข้างเคียง: แบคทีเรียที่มีประโยชน์มากเกินไปตกเป็นเหยื่อของเคมีบำบัด และสิ่งที่คล้ายกัน แม้ว่าจะในปริมาณที่น้อยกว่า แต่ก็เกิดขึ้นทุกครั้งที่เรากลืนยาปฏิชีวนะ: แบคทีเรียที่เป็นประโยชน์กำลังจะตาย หากต้องการเรียนรู้วิธีฟื้นฟูชุมชนนี้หลังจากอิทธิพลจากภายนอก เช่น หลังจากใช้ยาปฏิชีวนะไปสักระยะ จำเป็นต้องมีวิธีการวินิจฉัยที่เชื่อถือได้ อย่างไรก็ตาม บนเส้นทางนี้ นักวิทยาศาสตร์ต้องเผชิญกับอุปสรรค

เราไม่รู้จักจุลินทรีย์จำนวนมากที่อาศัยอยู่บนโลก เนื่องจากเราไม่สามารถเติบโตได้ในสภาพห้องปฏิบัติการ” ศาสตราจารย์อัลลา ลาปิดัส รองหัวหน้าศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพอัลกอริทึมของสถาบันชีวการแพทย์เชิงแปล มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก อธิบาย . - ในบรรดาแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์นั้น รู้จักประมาณครึ่งหนึ่ง

ตามที่ Pavel Pevzner หัวหน้าศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพอัลกอริธึมที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ซานดิเอโก (สหรัฐอเมริกา) สถาบันการแพทย์ Howard Hughes (สหรัฐอเมริกา) และผู้อำนวยการศูนย์การคำนวณมวลสารเชิงคำนวณ สถาบันแห่งชาติสุขภาพของสหรัฐอเมริกา ไมโครไบโอมที่หลากหลายถือว่าดีต่อสุขภาพ

Pavel Pevzner กล่าวว่าความหลากหลายและความซับซ้อนของไมโครไบโอมของเราแต่ละคนเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา - เมื่อคุณใช้ยาปฏิชีวนะ ความหลากหลายจะลดลงเนื่องจากยาปฏิชีวนะฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้หลายประเภท เคมีบำบัดยังส่งผลกระทบอย่างมากต่อไมโครไบโอม: บางครั้งก็กลายเป็นเรื่องดึกดำบรรพ์ที่แบคทีเรียหนึ่งชนิดหรือมากกว่านั้นครอบครองพื้นที่ทั้งหมดและบุคคลอาจไม่รอด ความหลากหลายของไมโครไบโอมเป็นตัวแปรสำคัญที่ต้องได้รับการประเมิน

นักวิทยาศาสตร์เกิดแนวคิดในการวิเคราะห์ความซับซ้อนของไมโครไบโอมของมนุษย์โดยรวมโดยไม่สามารถศึกษาแบคทีเรียแต่ละตัวแยกกันได้ นักชีวสารสนเทศศาสตร์ได้รับภารกิจที่มีความสำคัญต่อการศึกษาเมตาจีโนม (จำนวนรวมของจีโนมเช่นในลำไส้คือไมโครไบโอม) และในทางกลับกันก็สามารถแก้ไขได้จากมุมมองการคำนวณ .

เราร่วมกับพนักงานของฉัน Anton Bankevich เราค้นพบวิธีคำนวณความซับซ้อนของไมโครไบโอม” Pavel Pevzner กล่าว - เราได้พัฒนาโปรแกรมทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยให้เราได้รับข้อมูลเกี่ยวกับแต่ละคนและบอกว่าไมโครไบโอมมีสุขภาพดีหรือไม่สบาย และบอกแพทย์ว่าต้องทำอะไรเพื่อฟื้นฟู เช่น หลังจากใช้ยาปฏิชีวนะไประยะหนึ่ง

Anton Bankevich พนักงานของศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพอัลกอริทึมของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก กล่าวถึงความสำคัญของการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีสำหรับการอ่าน (การหาลำดับ) จีโนม ซึ่งสามารถสร้างลำดับจีโนมที่ยาวและแม่นยำของสิ่งมีชีวิตใด ๆ รวมถึงแบคทีเรียไมโครไบโอม

ผู้เชี่ยวชาญเน้นย้ำว่าอัลกอริธึมถูกสร้างขึ้นที่จุดสูงสุดของความสนใจในเทคโนโลยีนี้ - การมีอยู่ของมันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้อัลกอริธึมที่พัฒนาขึ้นซึ่งคำนวณค่าของสูตรทางคณิตศาสตร์ การแทนที่ค่าที่ได้รับโดยใช้ข้อมูลจริง และหากจำเป็น ให้ปรับผลลัพธ์โดยคำนึงถึงคุณสมบัติของข้อมูลจริงที่ไม่ นำมาพิจารณาในสูตร อัลกอริธึมถูกนำมาใช้เป็นโปรแกรมและสามารถใช้ได้อย่างอิสระ

การเผยแพร่อัลกอริทึมในระดับสากล วารสารวิทยาศาสตร์ Cell Systems รวบรวมความเป็นผู้นำของนักชีวสารสนเทศศาสตร์แห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในสาขาความรู้ทางวิทยาศาสตร์นี้ แต่ต้องใช้เวลาอีกหลายปีในการเรียนรู้ร่วมกับแพทย์ถึงวิธีใช้ข้อมูลจำนวนมาก จนถึงช่วงเวลาที่จะสามารถวิเคราะห์ไมโครไบโอมได้ บุคคลที่เฉพาะเจาะจงจะใช้เวลา 3-4 ปี

สำหรับการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ อัลกอริธึมใหม่นี้น่าสนใจมาก หัวหน้าห้องปฏิบัติการวิจัยการติดเชื้อในโรงพยาบาลที่ศูนย์วิจัยการแพทย์แห่งชาติซึ่งตั้งชื่อตาม กล่าว วีเอ อัลมาโซวา, คุณหมอ วิทยาศาสตร์การแพทย์เอเลนา บารันต์เซวิช เธอตั้งข้อสังเกตว่าในยุคสมัยใหม่ก็มี การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเทคโนโลยีที่นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ได้

ก่อนหน้านี้ เราสามารถอ่านได้เพียงชิ้นส่วนสั้นๆ ของ DNA และประเมินไมโครไบโอมจากพวกมันเท่านั้น และตอนนี้ก็เป็นไปได้ที่จะอ่านชิ้นส่วน DNA ขนาดยาวซึ่งได้ขยายขีดความสามารถของเรา แต่ในขณะเดียวกันก็นำไปสู่ความจำเป็นในการสร้างวิธีการที่เหมาะสมในการประเมินข้อมูลที่ได้รับ

ในความเห็นของเธอ อัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ที่เสนอนั้นมีแนวโน้มที่ดีมาก

ผู้คนกำลังพยายามค้นหาวิธีการใหม่ๆ เพื่อปกป้องตนเองจากพวกเขา อิทธิพลที่เป็นอันตราย. แต่ก็มีจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์เช่นกัน พวกมันส่งเสริมการสุกของครีม การก่อตัวของไนเตรตสำหรับพืช สลายเนื้อเยื่อที่ตายแล้ว ฯลฯ จุลินทรีย์อาศัยอยู่ในน้ำ ดิน อากาศ บนร่างกายของสิ่งมีชีวิตและภายในพวกมัน

รูปร่างของแบคทีเรีย

แบคทีเรียมี 4 รูปแบบหลัก ได้แก่

1. Micrococci – ตั้งอยู่แยกกันหรืออยู่ในกระจุกที่ไม่สม่ำเสมอ พวกเขามักจะไม่เคลื่อนไหว
2. Diplococci จัดเรียงเป็นคู่และสามารถล้อมรอบด้วยแคปซูลในตัว
3. Streptococci เกิดขึ้นในรูปแบบของโซ่
4. Sarcines ก่อตัวเป็นกลุ่มเซลล์ที่มีรูปร่างคล้ายแพ็คเก็ต
5. สแตฟิโลคอคกี้ อันเป็นผลมาจากกระบวนการแบ่ง พวกมันจะไม่แยกจากกัน แต่ก่อตัวเป็นกระจุก (กระจุก)

แบคทีเรียมีโครงสร้างที่ซับซ้อน:

• กำแพงปกป้องเซลล์ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจากอิทธิพลภายนอกให้รูปร่างที่แน่นอนให้สารอาหารและการเก็บรักษาเนื้อหาภายใน
• เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมมีเอนไซม์มีส่วนร่วมในกระบวนการสืบพันธุ์และการสังเคราะห์ส่วนประกอบ
• ไซโตพลาสซึมทำหน้าที่ทำหน้าที่สำคัญ ในหลายสปีชีส์ ไซโตพลาสซึมประกอบด้วย DNA, ไรโบโซม, เม็ดต่างๆ และเฟสคอลลอยด์
• นิวเคลียส- นี่คือภูมิภาคนิวเคลียร์ รูปร่างไม่สม่ำเสมอซึ่งเป็นที่ตั้งของ DNA
• แคปซูลเป็นโครงสร้างพื้นผิวที่ทำให้เปลือกมีความทนทานมากขึ้นและป้องกันความเสียหายและความแห้งกร้าน โครงสร้างเมือกนี้มีความหนามากกว่า 0.2 ไมครอน มีความหนาน้อยกว่าจึงเรียกว่า ไมโครแคปซูลบางทีก็รอบๆเปลือกก็มี เมือกไม่มีขอบเขตชัดเจนและสามารถละลายได้ในน้ำ
• แฟลเจลลาเรียกว่าโครงสร้างพื้นผิวที่ทำหน้าที่เคลื่อนย้ายเซลล์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลวหรือบนพื้นผิวแข็ง
• ดื่ม- รูปแบบคล้ายเส้นด้าย บางกว่ามากและแฟลเจลลาน้อยกว่า มีหลายประเภท ต่างกันที่วัตถุประสงค์และโครงสร้าง จำเป็นต้องใช้พิลีเพื่อยึดสิ่งมีชีวิตเข้ากับเซลล์ที่ได้รับผลกระทบ
• การโต้เถียง. การสร้างสปอร์เกิดขึ้นเมื่อสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยเกิดขึ้นและทำหน้าที่ในการปรับตัวหรืออนุรักษ์สายพันธุ์

เราขอแนะนำให้พิจารณาแบคทีเรียประเภทหลักๆ:

สารอาหารเข้าสู่เซลล์ผ่านทางพื้นผิวทั้งหมด จุลินทรีย์แพร่หลายเนื่องจากมีสารอาหารประเภทต่างๆ ในการมีชีวิตอยู่ พวกเขาต้องการองค์ประกอบที่หลากหลาย เช่น คาร์บอน ฟอสฟอรัส ไนโตรเจน ฯลฯ การจัดหาสารอาหารจะถูกควบคุมโดยใช้เมมเบรน

ประเภทของสารอาหารจะขึ้นอยู่กับวิธีการดูดซับคาร์บอนและไนโตรเจน และตามประเภทของแหล่งพลังงาน บางส่วนสามารถรับธาตุเหล่านี้จากอากาศและใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะที่บางชนิดต้องการสารที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์ พวกเขาทุกคนต้องการวิตามินและกรดอะมิโนที่สามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในร่างกายได้ การกำจัดสารออกจากเซลล์เกิดขึ้นผ่านกระบวนการแพร่กระจาย

ในจุลินทรีย์หลายชนิด บทบาทสำคัญออกซิเจนมีบทบาทในการเผาผลาญและการหายใจ ผลจากการหายใจ พลังงานที่ใช้ในการสร้างจะถูกปล่อยออกมา สารประกอบอินทรีย์. แต่มีแบคทีเรียที่ทำให้ออกซิเจนถึงตายได้

การสืบพันธุ์เกิดขึ้นโดยการแบ่งเซลล์ออกเป็นสองส่วน เมื่อถึงขนาดที่กำหนดแล้ว กระบวนการแยกก็เริ่มต้นขึ้น เซลล์จะยืดออกและมีผนังกั้นตามขวางเกิดขึ้น ชิ้นส่วนที่เกิดขึ้นจะแยกย้ายกันไป แต่บางชนิดยังคงเชื่อมต่อกันและก่อตัวเป็นกระจุก แต่ละชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นใหม่จะกินและเติบโตเป็นสิ่งมีชีวิตอิสระ เมื่อวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม กระบวนการสืบพันธุ์จะเกิดขึ้นที่ความเร็วสูง

จุลินทรีย์สามารถย่อยสลายสารที่ซับซ้อนให้กลายเป็นสารง่ายๆ ซึ่งพืชสามารถนำไปใช้ได้อีกครั้ง ดังนั้นแบคทีเรียจึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในวัฏจักรของสาร หากไม่มีแบคทีเรีย หลายๆ อย่างคงเป็นไปไม่ได้ กระบวนการที่สำคัญบนพื้น.

คุณรู้หรือไม่?

สรุป: อย่าลืมล้างมือทุกครั้งที่กลับถึงบ้านหลังจากออกไปข้างนอก เมื่อคุณเข้าห้องน้ำก็ล้างมือด้วยสบู่ด้วย กฎง่ายๆ แต่สำคัญมาก! รักษาความสะอาดและแบคทีเรียจะไม่รบกวนคุณ!

เพื่อเสริมเนื้อหา เราขอเชิญคุณทำงานมอบหมายที่น่าตื่นเต้นของเราให้สำเร็จ ขอให้โชคดี!

ภารกิจที่ 1

ดูภาพให้ละเอียดแล้วบอกฉันว่าเซลล์ใดเหล่านี้เป็นแบคทีเรีย พยายามตั้งชื่อเซลล์ที่เหลือโดยไม่ดูคำใบ้:

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดในโลกและเป็นสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุดในโครงสร้างด้วย ประกอบด้วยเซลล์เพียงเซลล์เดียวซึ่งสามารถมองเห็นและศึกษาได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น คุณลักษณะเฉพาะแบคทีเรียคือการไม่มีนิวเคลียส ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแบคทีเรียจึงถูกจัดประเภทเป็นโปรคาริโอต

บางชนิดก่อตัวเป็นเซลล์กลุ่มเล็กๆ โดยกระจุกดังกล่าวอาจล้อมรอบด้วยแคปซูล (กล่อง) ขนาด รูปร่าง และสีของแบคทีเรียขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเป็นอย่างมาก

แบคทีเรียแบ่งตามรูปร่างเป็นรูปทรงแท่ง (บาซิลลัส) ทรงกลม (cocci) และซับซ้อน (สไปริลลา) นอกจากนี้ยังมีการดัดแปลง - ลูกบาศก์, รูปตัว C, รูปดาว ขนาดมีตั้งแต่ 1 ถึง 10 ไมครอน สายพันธุ์ที่เลือกแบคทีเรียสามารถเคลื่อนไหวได้โดยใช้แฟลเจลลา อย่างหลังบางครั้งมีขนาดใหญ่กว่าแบคทีเรียถึงสองเท่า

ประเภทของแบคทีเรีย

ในการเคลื่อนย้าย แบคทีเรียจะใช้แฟลเจลลา ซึ่งจำนวนจะแตกต่างกันไป เช่น แฟลเจลลา 1 คู่ หรือเป็นมัด ตำแหน่งของแฟลเจลลาอาจแตกต่างกัน - ที่ด้านใดด้านหนึ่งของเซลล์, ด้านข้าง, หรือกระจายเท่า ๆ กันทั่วทั้งระนาบ นอกจากนี้วิธีการเคลื่อนไหววิธีหนึ่งยังถือว่าเลื่อนได้ด้วยเมือกที่โปรคาริโอตปกคลุมอยู่ ส่วนใหญ่มีแวคิวโอลอยู่ภายในไซโตพลาสซึม การปรับความจุก๊าซของแวคิวโอลช่วยให้แวคิวโอลเคลื่อนขึ้นหรือลงในของเหลวได้ เช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ผ่านช่องอากาศในดิน

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแบคทีเรียมากกว่า 10,000 สายพันธุ์ แต่จากการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ มีมากกว่าหนึ่งล้านสายพันธุ์ในโลก ลักษณะทั่วไปของแบคทีเรียทำให้สามารถกำหนดบทบาทในชีวมณฑลได้ตลอดจนศึกษาโครงสร้างประเภทและการจำแนกประเภทของอาณาจักรแบคทีเรีย

ที่อยู่อาศัย

ความเรียบง่ายของโครงสร้างและความเร็วในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมช่วยให้แบคทีเรียแพร่กระจายไปทั่วโลกของเรา พวกมันมีอยู่ทุกหนทุกแห่งไม่ว่าจะเป็นน้ำ ดิน อากาศ สิ่งมีชีวิต ทั้งหมดนี้เป็นที่อยู่อาศัยของโปรคาริโอตที่ยอมรับได้มากที่สุด

พบแบคทีเรียทั้งที่ขั้วโลกใต้และในไกเซอร์ พบได้ที่พื้นมหาสมุทรและในชั้นบนของเปลือกอากาศของโลก แบคทีเรียอาศัยอยู่ทุกหนทุกแห่ง แต่จำนวนของพวกมันขึ้นอยู่กับสภาวะที่เอื้ออำนวย ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียจำนวนมากอาศัยอยู่ในแหล่งน้ำเปิดและในดิน

คุณสมบัติโครงสร้าง

เซลล์แบคทีเรียมีความโดดเด่นไม่เพียงแต่ความจริงที่ว่ามันไม่มีนิวเคลียสเท่านั้น แต่ยังขาดไมโตคอนเดรียและพลาสติดอีกด้วย DNA ของโปรคาริโอตนี้อยู่ในเขตนิวเคลียร์พิเศษและมีลักษณะเป็นนิวเคลียสปิดอยู่ในวงแหวน ในแบคทีเรีย โครงสร้างเซลล์ประกอบด้วยผนังเซลล์ แคปซูล เมมเบรนคล้ายแคปซูล แฟลเจลลา พิลี และเมมเบรนไซโตพลาสซึม โครงสร้างภายในเกิดขึ้นจากไซโตพลาสซึม แกรนูล มีโซโซม ไรโบโซม พลาสมิด สิ่งเจือปน และนิวเคลียส

ผนังเซลล์ของแบคทีเรียทำหน้าที่ป้องกันและสนับสนุน สารสามารถไหลผ่านได้อย่างอิสระเนื่องจากการซึมผ่าน เปลือกนี้มีเพคตินและเฮมิเซลลูโลส แบคทีเรียบางชนิดจะหลั่งเมือกพิเศษออกมาซึ่งช่วยป้องกันอาการแห้งได้ เมือกก่อตัวเป็นแคปซูล - โพลีแซ็กคาไรด์ องค์ประกอบทางเคมี. ในรูปแบบนี้แบคทีเรียสามารถทนได้มาก อุณหภูมิสูง. และยังทำหน้าที่อื่นๆ เช่น การยึดเกาะกับพื้นผิวต่างๆ

บนพื้นผิวของเซลล์แบคทีเรียจะมีเส้นใยโปรตีนบางๆ ที่เรียกว่าพิลี อาจมีจำนวนมาก พิลีช่วยให้เซลล์ส่งผ่าน วัสดุทั่วไปและยังช่วยยึดเกาะกับเซลล์อื่นอีกด้วย

ใต้ระนาบของผนังจะมีเมมเบรนไซโตพลาสซึมสามชั้น รับประกันการขนส่งสารและมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของสปอร์

ไซโตพลาสซึมของแบคทีเรีย 75 เปอร์เซ็นต์ทำจากน้ำ องค์ประกอบของไซโตพลาสซึม:

• ปลา;
• มีโซโซม;
• กรดอะมิโน;
• เอนไซม์
• เม็ดสี;
• น้ำตาล;
• เม็ดและสารรวม;
• นิวเคลียส

การเผาผลาญในโปรคาริโอตเป็นไปได้ทั้งที่มีและไม่มีออกซิเจน ส่วนใหญ่จะทานแบบสำเร็จรูป สารอาหารต้นกำเนิดอินทรีย์ มีเพียงไม่กี่ชนิดที่สามารถสังเคราะห์เองได้ อินทรียฺวัตถุจากอนินทรีย์ เหล่านี้เป็นแบคทีเรียสีน้ำเงินเขียวและไซยาโนแบคทีเรียซึ่งมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของบรรยากาศและความอิ่มตัวของออกซิเจน

การสืบพันธุ์

ในสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการสืบพันธุ์ จะดำเนินการโดยการแตกหน่อหรือขยายพันธุ์พืช การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเกิดขึ้นในลำดับต่อไปนี้:

1. เซลล์แบคทีเรียมีปริมาตรสูงสุดและมีสารอาหารที่จำเป็น
2. เซลล์จะยาวขึ้นและมีผนังกั้นปรากฏขึ้นตรงกลาง
3. การแบ่งนิวคลีโอไทด์เกิดขึ้นภายในเซลล์
4. DNA หลักและแยกออกจากกัน
5. เซลล์แบ่งครึ่ง
6. การก่อตัวของเซลล์ลูกสาวที่ตกค้าง

ด้วยวิธีการขยายพันธุ์นี้ไม่มีการแลกเปลี่ยน ข้อมูลทางพันธุกรรมแค่นั้นแหละ เซลล์ลูกสาวจะเป็นสำเนาถูกต้องของแม่

กระบวนการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยนั้นน่าสนใจกว่า นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เกี่ยวกับความสามารถในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของแบคทีเรียเมื่อไม่นานมานี้ในปี พ.ศ. 2489 แบคทีเรียไม่มีการแบ่งเป็นเซลล์เพศหญิงและเซลล์สืบพันธุ์ แต่ DNA ของพวกมันต่างกัน เมื่อเซลล์ทั้งสองเข้าใกล้กัน พวกมันจะสร้างช่องทางในการถ่ายโอน DNA และเกิดการแลกเปลี่ยนไซต์ - การรวมตัวกันอีกครั้ง กระบวนการนี้ค่อนข้างยาวซึ่งส่งผลให้มีบุคคลใหม่สองคน

แบคทีเรียส่วนใหญ่มองเห็นได้ยากด้วยกล้องจุลทรรศน์เพราะไม่มีสีในตัวเอง มีเพียงไม่กี่พันธุ์ที่มีสีม่วงหรือสีเขียวเนื่องจากมีแบคทีเรียคลอโรฟิลล์และแบคทีเรียเพอร์ปูรินอยู่ แม้ว่าเราจะดูโคโลนีของแบคทีเรียบางโคโลนี แต่ก็ชัดเจนว่าพวกมันปล่อยสารที่มีสีออกสู่สิ่งแวดล้อมและมีสีสว่าง เพื่อที่จะศึกษาโปรคาริโอตอย่างละเอียดมากขึ้น พวกมันจึงถูกย้อมสี

การจัดหมวดหมู่

การจำแนกประเภทของแบคทีเรียอาจขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ต่างๆ เช่น:

• รูปร่าง
• วิธีการเดินทาง
• วิธีการรับพลังงาน
• ของเสีย;
• ระดับของอันตราย

แบคทีเรียซิมไบโอนท์อยู่รวมกันเป็นชุมชนร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่น

แบคทีเรียซาโพรไฟต์อาศัยอยู่กับสิ่งมีชีวิต ผลิตภัณฑ์ และขยะอินทรีย์ที่ตายแล้ว พวกเขาส่งเสริมกระบวนการเน่าเปื่อยและการหมัก

การเน่าเปื่อยช่วยชำระล้างธรรมชาติของศพและขยะอินทรีย์อื่นๆ หากไม่มีกระบวนการสลายตัวก็จะไม่มีวัฏจักรของสารในธรรมชาติ แล้วแบคทีเรียมีบทบาทอย่างไรในวัฏจักรของสาร?

แบคทีเรียที่เน่าเปื่อยมีส่วนช่วยในกระบวนการสลายสารประกอบโปรตีน รวมถึงไขมันและสารประกอบอื่นๆ ที่มีไนโตรเจน ต้องทำเรื่องยากๆ ปฏิกิริยาเคมีพวกมันทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์และจับโมเลกุลของโปรตีนและกรดอะมิโน เมื่อโมเลกุลแตกตัวจะปล่อยแอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์และอื่นๆ สารอันตราย. พวกมันเป็นพิษและอาจก่อให้เกิดพิษในคนและสัตว์ได้

แบคทีเรียที่เน่าเปื่อยจะขยายตัวอย่างรวดเร็วในสภาวะที่เอื้ออำนวย เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ไม่เพียงแต่เป็นแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงแบคทีเรียที่เป็นอันตรายด้วย เพื่อป้องกันการเน่าเสียของอาหารก่อนเวลาอันควร ผู้คนจึงได้เรียนรู้ที่จะแปรรูปอาหารเหล่านั้น เช่น การตากแห้ง การดอง การหมักเกลือ และการสูบบุหรี่ วิธีการรักษาทั้งหมดนี้ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและป้องกันไม่ให้พวกมันขยายพันธุ์

แบคทีเรียในการหมักด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์สามารถสลายคาร์โบไฮเดรตได้ ผู้คนสังเกตเห็นความสามารถนี้ในสมัยโบราณและยังคงใช้แบคทีเรียดังกล่าวเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์กรดแลคติค น้ำส้มสายชู และผลิตภัณฑ์อาหารอื่นๆ

แบคทีเรียซึ่งทำงานร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่นทำหน้าที่ทางเคมีที่สำคัญมาก เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องทราบว่ามีแบคทีเรียประเภทใดและมีประโยชน์หรือเป็นอันตรายต่อธรรมชาติอะไรบ้าง

ความหมายในธรรมชาติและสำหรับมนุษย์

มันถูกบันทึกไว้ข้างต้นแล้ว ความสำคัญอย่างยิ่งแบคทีเรียหลายชนิด (ในระหว่างกระบวนการสลายตัวและ หลากหลายชนิดการหมัก) เช่น บรรลุบทบาทด้านสุขอนามัยบนโลก

แบคทีเรียยังมีบทบาทอย่างมากในวงจรของคาร์บอน ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ แคลเซียม และองค์ประกอบอื่นๆ แบคทีเรียหลายชนิดมีส่วนช่วยในการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศและแปลงให้อยู่ในรูปอินทรีย์ ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน สิ่งที่สำคัญที่สุดคือแบคทีเรียที่ย่อยสลายเซลลูโลสซึ่งเป็นแหล่งคาร์บอนหลักในการดำรงชีวิตของจุลินทรีย์ในดิน

แบคทีเรียรีดิวซ์ซัลเฟตมีส่วนร่วมในการก่อตัวของน้ำมันและไฮโดรเจนซัลไฟด์ใน โคลนบำบัดดินและทะเล. ดังนั้นชั้นของน้ำที่อิ่มตัวด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ในทะเลดำจึงเป็นผลมาจากกิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียรีดิวซ์ซัลเฟต กิจกรรมของแบคทีเรียเหล่านี้ในดินทำให้เกิดโซดาและโซดาเค็มในดิน แบคทีเรียลดซัลเฟตจะเปลี่ยนสารอาหารในดินปลูกข้าวให้อยู่ในรูปแบบที่รากของพืชสามารถใช้ได้ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนของโครงสร้างโลหะใต้ดินและใต้น้ำได้

ด้วยกิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรีย ทำให้ดินปราศจากผลิตภัณฑ์หลายชนิดและ ศัตรูพืชและเต็มไปด้วยสารอาหารอันทรงคุณค่า การเตรียมสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จเพื่อต่อสู้กับแมลงศัตรูพืชหลายประเภท (หนอนเจาะข้าวโพด ฯลฯ )

แบคทีเรียหลายชนิดถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อผลิตอะซิโตน เอทิล และบิวทิลแอลกอฮอล์ กรดน้ำส้ม, เอนไซม์, ฮอร์โมน, วิตามิน, ยาปฏิชีวนะ, การเตรียมโปรตีน-วิตามิน ฯลฯ

หากไม่มีแบคทีเรีย กระบวนการฟอกหนัง การอบแห้งใบยาสูบ การผลิตผ้าไหม ยาง การแปรรูปโกโก้ กาแฟ การแช่ป่าน ผ้าลินินและพืชเส้นใยอื่น ๆ กะหล่ำปลีดอง และการทำความสะอาดจึงเป็นไปไม่ได้ น้ำเสีย, การชะล้างโลหะ ฯลฯ

แบคทีเรียหลายชนิดเป็นเชื้อโรคที่ทำให้เกิด โรคร้ายแรงจากเจ้าของของพวกเขา ผู้คนหลายล้านคนเสียชีวิตทุกปีเพราะสิ่งมีชีวิตเล็กๆ เหล่านี้ การระบุแบคทีเรียที่เป็นอันตรายถึงชีวิตเป็นเรื่องยาก เนื่องจากแบคทีเรียหลายชนิดดูเหมือนจะไม่เป็นอันตรายหากได้รับการรักษาตั้งแต่เนิ่นๆ อย่างไรก็ตาม ต่อไปนี้เป็นแบคทีเรียอันตรายที่พบในโลกของเรา

ซัลโมเนลลา

หนึ่งในผู้เสียชีวิต แบบฟอร์มที่เป็นอันตราย Salmonella - ไข้ไทฟอยด์ มีผู้เสียชีวิตจากแบคทีเรียนี้มากถึง 261,000 คนต่อปี (ในพื้นที่ระบาด) บาซิลลัสนี้ติดต่อทางอุจจาระและการปนเปื้อนในปัสสาวะ บางคนอาจเป็นพาหะของเชื้อ Salmonella ที่ไม่มีอาการ

บาดทะยัก

ข่าวดีก็คือ มีการพัฒนาวัคซีนป้องกันบาดทะยักแล้ว ในเมืองสมัยใหม่ ความเป็นไปได้ที่จะติดเชื้อบาดทะยักค่อนข้างน้อย แต่ทุกๆ ปี เด็กและผู้ใหญ่จำนวน 58,000 คนเสียชีวิตทั่วโลกที่ติดเชื้อบาดทะยักและไม่แสวงหาการรักษาทันเวลา

สแตฟิโลคอคคัส ออเรียส

Staphylococcus เป็นหนึ่งในกลุ่มแบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุดโดยมี 40 ชนิดย่อย โดยมีแบคทีเรียดังกล่าวจำนวนเล็กน้อยเป็นปกติ ระบบภูมิคุ้มกันจะสามารถจัดการกับพวกเขาได้ อย่างไรก็ตามใน เมื่อเร็วๆ นี้มีสายพันธุ์หลายสายพันธุ์ที่ต้านทานต่อยาปฏิชีวนะได้

ซิฟิลิส

ซิฟิลิสถูกรวมอยู่ในรายการนี้เพราะถือว่าเป็นหนึ่งในโรคที่ทำให้ร่างกายอ่อนแอและวินิจฉัยยากที่สุด อย่างไรก็ตาม ซิฟิลิสสามารถรักษาได้ง่ายในระยะแรกและระยะที่สอง ในระยะที่สาม การรักษาค่อนข้างมีปัญหาเนื่องจากแบคทีเรียแทรกซึมเข้าไปในสมอง

โรคปอดบวม

แบคทีเรียชนิดนี้เป็นสาเหตุของโรคปอดบวมหลายกรณีทั่วโลก และยังเป็นสาเหตุสำคัญของอาการเยื่อหุ้มสมองอักเสบจากแบคทีเรีย

วัณโรค

วัณโรครบกวนโลกมานานหลายศตวรรษ ในปี 2550 มีผู้ป่วยเรื้อรัง 13.7 ล้านคน ผู้ป่วยใหม่ 9.3 ล้านคน และผู้ป่วยใกล้เสียชีวิต 1.8 ล้านคน ผู้ติดเชื้ออาศัยอยู่ส่วนใหญ่ใน ประเทศกำลังพัฒนา. กำหนดไว้แล้วว่า เป็นเวลานานโรคนี้อยู่ในสภาวะสงบในบุคคลก่อนจะเริ่มทำงาน

เอสเชอริเคีย โคไล

เชื้ออีโคไลสายพันธุ์รุนแรงอาจทำให้เกิดกระเพาะลำไส้อักเสบ การติดเชื้อทางเดินปัสสาวะ และเยื่อหุ้มสมองอักเสบ ในกรณีที่พบไม่บ่อยนัก สายพันธุ์ที่มีความรุนแรงก็มีส่วนทำให้เกิดภาวะเม็ดเลือดแดงแตกเช่นกัน - กลุ่มอาการยูเรมิก(HUS) เยื่อบุช่องท้องอักเสบ โรคเต้านมอักเสบ ภาวะติดเชื้อในกระแสเลือด และโรคปอดบวมแกรมลบ E. coli สามารถรักษาได้ดีด้วยยาปฏิชีวนะ แต่ก็สามารถต้านทานการรักษาดังกล่าวได้อย่างรวดเร็วเช่นกัน