Stavba a štruktúra baktérií

Cytoplazma

Jednotlivé organely bunky baktérie sa nachádzajú vo vodnej základnej hmote bunky. Táto tvorí 75-95 % bunkovej hmoty. Táto základná hmota sa nazýva cytoplazma. Obsahuje mnohé vysoko- a nízkomolekulárne látky. K nim patria rozpustné lipidy (tuky), bielkoviny, stopové prvky a minerálne soli.

Okrem toho sa v cytoplazme nachádzajú ešte rôzne inklúzie. Jedná sa o granulá a vezikuly. Vezikuly sú malé tekutinou naplnené mechúriky, ktoré združujú látky, ktoré majú byť napríklad z bunky vyplavené. Granulá sú drobné zrniečka, ktoré taktiež obsahujú určité látky.

Cytoplazmatická membrána

Cytoplazma je obklopená membránou, ktorá sa nazýva cytoplazmatická membrána. Táto membrána pozostáva z dvojitej vrstvy fosfolipidov. Pritom fosfátová časť viaže vodu (je hydrofilná), tuková časť vodu odpudzuje (je hydrofóbna). Hydrofóbne časti dvojitej vrstvy ležia na vonkajšej strane.

Cytoplazmatická membrána má dôležitú funkciu bariéry. V cytoplazme sú vmiešané mnohé polypeptidové molekuly, ktoré za istých podmienok umožňujú kontrolovanú látkovú výmenu medzi vnútorným a vonkajším prostredím. Aktívnym transportom sa tak môžu látky dostať do bunky alebo sa proteíny môžu vyplaviť von. Ďalej sa v membráne nachádzajú enzýmy dýchacieho reťazca a také, ktoré sú nutné pre stavbu bunkovej steny.

Bunková stena

S výnimkou mykoplaziem majú baktérie bunkovú stenu, ktorá im dáva vonkajší tvar. Hlavnou časťou steny baktérií je mureín. Mureín je poysacharid (cukor), ktorý tvorí dlhé reťazce. Tieto reťazce pozostávajú z N-acetylglukozamínu, ktorý sa striedavo spája s N-acetylmuramínovou kyselinou pomocou glykozídovej väzby. Susedné reťazce sú pospájané peptidmi. Bunková stena pozostáva z viacerých vrstiev týchto mureínových sietí. Bunková stena tvorí pri Gram-pozitívnych baktériách až jednu tretinu hmoty baktérie. Pri Gram-negatívnych baktériách činí tento podiel však len 10%. Vysvetľuje sa to ich odlišnou stavbou. Pri Gram-pozitívnych kokoch obsahuje bunková stena dodatočne teichoové kyseliny, ktoré sú pravdepodobne zakotvené v cytoplazmatickej membráne. Cez póry mureínovej vrstvy vyčnievajú von zo steny baktérie. Teichoové kyseliny sú okrem toho rozhodujúcimi antigénmi Gram-pozitívnych baktérií.

Pri Gram-negatívnych baktériách sa priamo, susediac s cytoplazmaticou membránou nachádza mureínová vrstva. Táto je lipoproteínmi spojená s druhou vonkajšou lipidovou membránou. Táto dvojitá membrána je tvorená z vnútornej strany fosfolipidmi, vonkajšia strana pozostáva z lipopolysacharidu. Medzi touto vonkajšou membránou a mureínovou vrstvou je vytvorený medzipriestor, ktorý je označovaný ako periplazmatický priestor.

Vonkajšia membrána obsahuje osobité proteíny, ktoré vytvárajú rúrkovité kanály na kontrolovaný prienik istých látok. Vo vonkajšej membráne sú lipidom A viazané lipopolysacharidy. Tieto v mnohých variáciách vyskytujúce sa lipopolysacharidy sú zodpovedné za “jedovatý” účinok na napadnutý organizmus. Nazývajú sa aj endtoxíny. O.i. spôsobujú u pacienta horúčku, pokles krvného tlaku a úbytok bielych krviniek. Pri rýchlom uvoľnení mnohých endotoxínov môže dôjsť k ťažkému šoku (endotoxický šok). Podiel lipopolysacharidu, ktorý má účinok antigénu, je označovaný ako O antigén.

Spontánne alebo pod vplyvom antibiotík, ktoré obsahujú beta-laktámovú štruktúru (penicilín, cefalosporíny), môžu vzniknúť v bunkovej stene defekty v mureínovej sieti. Hovorí sa o l-formách (listry). Tieto sú veľmi odolné voči antibiotikám, ale extrémne citlivé na zmeny osmolarity ich vonkajšieho prostredia.

Kapsula

Niektoré baktérie môžu vytvoriť kapsuly z hlienovitej látky. Táto väčšinou pozostáva z polysacharidov (cukrov) a zriedkavo z polypeptidov (proteínov). Tvorením kapsúl je zásah imunitného systému značne zťažený. Kolónie týchto baktérií sa zjavujú hladko alebo anglicky ”smooth”. Hovorí sa teda o S-kolóniách. Neokapsulované kolónie sa naproti tomu zjavujú s drsným povrchom alebo anglicky “rough”. Z toho je označenie R-kolónie. Špecifické chemické zloženie hlienu umožňuje rozdelenie baktérií na serotypy.

Bičíky

Bičíky umožňujú baktériám pohyb. Poznáme rôzne rozmiestnenie bičíkov: monotriché (jeden bičík), lofotriché (viac zväzkovitých bičíkov) a peritriché baktérie (bičíky rozdelené po celom povrchu). Bičíky pôsobia ako silný antigén. Nazývajú sa aj H-antigény. H-antigény a O-antigény lipopolysacharidov možno použiť k zadeleniu (typizácii) baktérií.

Glykokalix

Na povrchu baktérií sú útvary, ktoré sú značne menšie než bičíky. Slúžia baktériám na pevné prilipnutie k podkladu. Nadradeným pojmom takýchto štruktúr je glykokalix. Skladajú sa z vláknitých proteínov, ktoré sa spájajú s glykoproteínmi hostiteľskej bunky. Vo forme fimbrií (vlákienok) alebo pili / pilusov (vláskov) pokrývajú povrch baktérie.

Zvláštnou formou sú konjugačné pili (pilusy). Pri enterobaktériách je cez tieto rúrkovité proteíny možná výmena dedičného materiálu medzi dvoma bunkami. Tento proces sa nazýva konjugácia.

Spóry

Keď sa zhoršia životné podmienky, napríklad pri nedostatku potravy, môže dôjsť k tvoreniu spór. Spóry sú trvalou formou baktérií, ktoré prežívajú desaťročia a môžu byť infekčné aj po dlhom čase.

Spóry vznikajú zmršťovaním a zmenšovaním sa pôvodných buniek. Okrem toho sa vytvára rezistentná stena spór. Počas fázy spóry je zastavená výmena bunkových látok. Baktéria tak nepotrebuje ani potravu ani energiu na udržiavanie svojich životných pochodov. Akonáhle spóra natrafí na výhodnejšie životné podmienky, zmení sa opäť na živú baktériu. Baktéria, ktorá sa v tejto fáze volá aj vegetatívna forma, sa môže potom znovu aj rozmnožovať.