Bacteris: diferència entre les revisions

El metabolisme del carboni en els eubacteris és o bé [[heteròtrof]], en què s'utilitzen compostos de [[compost orgànic|carboni orgànic]] com a font de carboni, o [[autòtrof]], en què s'obté carboni cel·lular mitjançant la [[fixació del carboni|fixació]] del [[diòxid de carboni]]. Els eubacteris heteròtrofs inclouen tipus paràsits. Els eubacteris autòtrofs típics són [[cianobacteris]] fotòtrofs, bacteris verds del sofre i alguns [[bacteri porpra|bacteris porpres]], però també moltes espècies quimiolitòtrofes, com ara els eubacteris oxidadors del sofre o nitrificants.<ref>{{ref-publicació |autor=Hellingwerf K., Crielaard W., Hoff W., Matthijs H-, Mur L-, van Rotterdam B. |article=Photobiology of bacteria |publicació=Antonie Van Leeuwenhoek |volum=65 |exemplar=4 |pàgines=331–47 |any=1994|pmid = 7832590 |doi=10.1007/BF00872217}}</ref> El metabolisme de l'energia en els eubacteris es basa o bé en la [[fototròfia]] (l'ús de llum mitjançant la [[fotosíntesi]]) o bé en la [[quimiotròfia]] (l'ús de substàncies químiques per obtenir energia, oxidant-les a través d'oxigen o acceptors d'electrons alternatius (respiració aeròbica/anaeròbica).

 

 

Finalment, els eubacteris estan subdividits en [[litòtrof]]s, que utilitzen donadors d'electrons inorgànics, i [[organòtrof]]s, que utilitzen compostos orgànics com a donadors d'electrons. Els organismes quimiòtrofs utilitzen els donadors d'electrons respectius per la conservació de l'energia (mitjançant respiració aeròbica/anaeròbica o fermentació) i les reaccions biosintètiques (com ara la fixació del diòxid de carboni), mentre que els organismes fotòtrofs només els utilitzen amb fins biosintètics. Els organismes respiratoris utilitzen [[compost químic|compostos químics]] com a font d'energia, traient electrons del substrat [[redox|reduït]] i transferint-los a un [[acceptor terminal d'electrons]] en una [[redox|reacció redox]]. Aquesta reacció allibera energia que es pot utilitzar per sintetitzar [[adenosina trifosfat|ATP]] i alimentar el metabolisme. En els organismes aeròbics, l'[[oxigen]] serveix d'acceptor d'electrons. En els organismes anaeròbics, aquest rol és jugat per altres [[compost inorgànic|compostos inorgànics]], com ara [[nitrat]]s, [[sulfat]]s o diòxid de carboni. Això condueix als processos ecològicament importants de la [[desnitrificació]], la reducció dels sulfats i l'[[acetogènesi]], respectivament.

A diferència dels organismes pluricel·lulars, l'augment de la mida dels bacteris ([[creixement cel·lular]]) i la seva reproducció per [[divisió cel·lular]] estan estretament relacionats. Els eubacteris creixen fins a una mida fixa i aleshores es reprodueixen per [[fissió binària]], una forma de [[reproducció asexual]].<ref>{{ref-publicació |autor=Koch A. |article=Control of the bacterial cell cycle by cytoplasmic growth |publicació=Crit Rev Microbiol |volum=28 |exemplar=1 |pàgines=61–77 |any=2002 |pmid=12003041 |doi=10.1080/1040-840291046696}}</ref> En condicions òptimes, els eubacteris poden créixer i multiplicar-se molt ràpidament, i les poblacions eubacterianes poden doblar-se en només 9,8 minuts.<ref>{{ref-publicació |autor=Eagon R. |article=Pseudomonas natriegens, a marine bacterium with a generation time of less than 10 minutes|url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=13888946 |publicació=J Bacteriol |volum=83 |exemplar=4|pàgines=736–7|data=1-4-1962|pmid = 13888946}}</ref> En la divisió cel·lular, es produeixen dues cèl·lules filles [[clonació|clòniques]] idèntiques. Alguns bacteris, tot i reproduir-se asexualment, formen estructures reproductives més complexes que contribueixen a dispersar les cèl·lules filles acabades de formar. En són exemples la formació de fructificacions per part dels [[mixobacteri]]s, la formació d'[[hifes]] aèries per part de ''[[Streptomyces]]'', o la gemmació. La gemmació és quan una cèl·lula forma una protrusió que se separa i forma una cèl·lula filla.

 

 

Al laboratori, els eubacteris solen ser cultivats en medis sòlids o líquids. S'utilitzen [[medi de cultiu|medis de cultiu]] sòlids com ara [[Agarosa|plaques d'agar]] per aïllar cultius purs d'una soca eubacterians. En canvi, s'utilitzen medis de cultiu líquids quan és necessari mesurar el creixement o calen grans quantitats de cèl·lules. El creixement en medis líquids remoguts és en forma de suspensió cel·lular homogènia, fent que els cultius siguin fàcil de dividir i transferir, tot i que resulta difícil aïllar bacteris individuals d'un medi líquid. L'ús de medis selectius (medis amb una major o menor quantitat de certs nutrients, o amb l'afegit d'antibiòtics) pot ajudar a identificar organismes específics.<ref name=Thomson>{{ref-publicació |autor=Thomson R., Bertram H. |article=Laboratory diagnosis of central nervous system infections |publicació=Infect Dis Clin North Am |volum=15 |exemplar=4 |pàgines=1047–71 |any=2001 |pmid=11780267 |doi=10.1016/S0891-5520(05)70186-0}}</ref>

Els bacteris mòbils poden desplaçar-se mitjançant [[flagel]]s, [[lliscament bacterià]], mobilitat palpitant o canvis de flotabilitat.<ref name=Bardy>{{ref-publicació |autor=Bardy S., Ng S., Jarrell K. |article=Prokaryotic motility structures|url=http://mic.sgmjournals.org/cgi/content/full/149/2/295?view=long&pmid=12624192 |publicació=Microbiology |volum=149 |exemplar=Pt 2 |pàgines=295–304 |any=2003|pmid = 12624192 |doi=10.1099/mic.0.25948-0}}</ref> En la mobilitat palpitant, els eubacteris utilitzen els seus [[fímbria (biologia)|pili]] de tipus IV com a ganxos, estenent-los repetidament, ancorant-los i després retractant-los amb una força remarcable (>80 p[[Newton (unitat)|N]]).<ref>{{ref-publicació |autor=Merz A., So M., Sheetz M. |article=Pilus retraction powers bacterial twitching motility |publicació=Nature |volum=407 |exemplar=6800 |pàgines=98–102 |any=2000 |pmid=10993081 |doi=10.1038/35024105}}</ref>

 

 

Les espècies d'eubacteris difereixen en el nombre i la configuració dels flagels a la seva superfície; alguns tenen un únic flagel (monotrics), un flagel a cada banda (amfitrics) o aglomeracions de flagels als pols de la cèl·lula (lofotrics), mentre que d'altres tenen flagels distribuïts per tota la superfície de la cèl·lula (peritrics). Els flagels eubacterians són l'estructura de moviment més ben compresa de qualsevol organisme, i es componen d'unes vint proteïnes, amb unes altres trenta proteïnes necessàries per la seva regulació i el seu assemblatge.<ref name=Bardy/> El flagel és una estructura rotativa impulsada per un motor reversible situat a la base, que utilitza el [[gradient electroquímic]] al llarg de la membrana com a font d'energia.<ref>{{ref-publicació |autor=Macnab R. M. |article=The bacterial flagellum: reversible rotary propellor and type III export apparatus |publicació=J. Bacteriol. |volum=181 |exemplar=23 |pàgines=7149–53 |data=1-12-1999 |pmid=10572114 |pmc=103673 |url=http://jb.asm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=10572114}}</ref> Aquest motor impulsa el moviment del filament, que serveix de propulsor.

 

La identificació dels bacteris al laboratori és especialment rellevant en la [[medicina]], en què el tractament correcte ve determinat per l'espècie de bacteri que causa una infecció. Per consegüent, la necessitat d'identificar els patògens humans fou un impuls important en el desenvolupament de tècniques per identificar bacteris.

La [[tinció de Gram]], desenvolupada el 1884 per [[Hans Christian Gram]], caracteritza els eubacteris segons les característiques estructurals de la seva paret cel·lular.<ref name=Gram/> Les capes gruixudes de peptidoglicà de les cèl·lules grampositives es tenyeixen de violat, mentre que la prima paret cel·lular gramnegativa apareix rosa. Combinant les dades morfològiques i la tinció de Gram, la majoria d'eubacteris es poden classificar dins un d'entre quatre grups (cocs grampositius, bacils grampositius, cocs gramnegatius i bacils gramnegatius). Alguns bacteris són més fàcils d'identificar amb tincions que no siguin la tinció de Gram, especialment els [[micobacteri]]s o ''[[Nocardia]]'', que presenten [[bacteri acidoresistent|acidoresistència]] amb la [[tinció de Ziehl-Neelsen]] o altres de similars.<ref>{{ref-publicació |autor=Woods G., Walker D. |article=Detection of infection or infectious agents by use of cytologic and histologic stains|url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=172900&blobtype=pdf |publicació=Clin Microbiol Rev |volum=9 |exemplar=3 |pàgines=382–404 |any=1996|pmid = 8809467}}</ref> Altres organismes poden haver de ser identificats pel seu creixement en medis especials, o mitjançant altres tècniques, com ara la [[serologia]].

 

Cada espècie de patogen té un espectre característic d'interaccions amb els seus [[hoste (biologia)|hostes]] humans. Alguns organismes, com els [[estreptococ]]s o els [[estafilococs]], poden provocar infeccions cutànies, [[pneumònia]], [[meningitis]] i fins i tot una [[sepsi]] aclaparadora, una [[inflamació|resposta inflamatòria]] sistèmica que produeix [[xoc sèptic|xoc]], una [[vasodilatació]] massiva i finalment la mort.<ref>{{ref-publicació |autor=Fish D. |article=Optimal antimicrobial therapy for sepsis |publicació=Am J Health Syst Pharm |volum=59 Suppl 1 |pàgines=S13–9 |pmid=11885408}}</ref> Emperò, aquests organismes també formen part de la flora humana normal i habitualment viuen a la pell o al [[nas]] sense provocar cap malaltia. Altres organismes sempre causen malaltia als humans, com ara ''[[Rickettsia]]'', que són [[paràsit intracel·lular obligat|paràsits intracel·lulars obligats]] que només poden créixer i reproduir-se dins les cèl·lules d'altres organismes. Una espècie de ''Rickettsia'' provoca [[tifus]], mentre que una altra provoca la [[febre maculosa de les muntanyes Rocalloses]]. ''[[Chlamydia]]'', un altre grup de paràsits intracel·lulars obligats, conté espècies que poden provocar pneumònia o [[infecció del tracte urinari]], i podrien estar implicades en les [[malaltia coronària|malalties coronàries]].<ref>{{ref-publicació |autor=Belland R., Ouellette S., Gieffers J., Byrne G. |article=Chlamydia pneumoniae and atherosclerosis |publicació=Cell Microbiol |volum=6 |exemplar=2 |pàgines=117–27 |any=2004|pmid = 14706098 |doi=10.1046/j.1462-5822.2003.00352.x}}</ref> Finalment, algunes espècies com ara ''[[Pseudomonas aeruginosa]]'', ''[[Burkholderia cenocepacia]]'', i ''[[Mycobacterium avium]]'' són [[infecció oportunista|patògens oportunistes]] i provoquen malalties principalment a la gent que pateix [[immunosupressió]] o [[fibrosi quística]].<ref>{{ref-publicació |autor=Heise E. |article=Diseases associated with immunosuppression|url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=1568899&blobtype=pdf |publicació=Environ Health Perspect |volum=43 |pàgines=9–19 |any=1982|pmid=7037390 |doi=10.2307/3429162}}</ref><ref name="Saiman">{{ref-publicació | cognom = Saiman|nom = L. |yar = 2004 |article=Microbiology of early CF lung disease |publicació=Paediatr Respir Rev.volume=5 Suppl a |pàgines=S367–369}} {{PMID|14980298}}</ref>

 

 

Les infeccions eubacterianes es poden tractar amb [[antibiòtic]]s, que es classifiquen com a [[bactericida|bactericides]], si maten els eubacteris, o [[bacteriostàtic]]s si només en prevenen el creixement. Hi ha moltes tipus d'antibiòtics i cada classe [[inhibidor enzimàtic|inhibeix]] un procés que és diferent en el patogen que en l'hoste. Un exemple de com els antibiòtics tenen una toxicitat selectiva són el [[cloramfenicol]] i la [[puromicina]], que inhibeixen el [[ribosoma]] bacterià, però no l'eucariota, estructuralment diferent.<ref>{{ref-publicació |autor=Yonath A., Bashan A. |article=Ribosomal crystallography: initiation, peptide bond formation, and amino acid polymerization are hampered by antibiotics |publicació=Annu Rev Microbiol |volum=58 |pàgines=233–51 |any=2004 |pmid=15487937 |doi=10.1146/annurev.micro.58.030603.123822}}</ref> Els antibiòtics s'utilitzen tant en el tractament de les malalties humanes com en la [[ramaderia intensiva]] per promoure el creixement dels animals, on podrien ser un factor contribuïdor al desenvolupament ràpid de [[resistència als antibiòtics]] en les poblacions eubacterianes.<ref>{{ref-publicació |autor=Khachatourians G. |article=Agricultural use of antibiotics and the evolution and transfer of antibiotic-resistant bacteria|url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=9835883 |publicació=CMAJ |volum=159 |exemplar=9 |pàgines=1129–36 |data=1-1-1998|pmid = 9835883}}</ref> Es poden prevenir les infeccions mitjançant [[antisèptic|mesures antisèptiques]] com ara esterilitzar la pell abans de punxar-la amb l'agulla d'una xeringa, o un manteniment correcte dels catèters. Els instruments quirúrgics i dentals també s'han d'[[esterilització (microbiologia)|esterilitzar]] per evitar que es contaminin amb bacteris. Es fan servir [[desinfectant]]s com ara el [[lleixiu]] per matar bacteris o altres patògens de les superfícies per evitar-ne la contaminació i reduir el risc d'infecció.