Бактерії (від грец. bakterion - паличка) - одноклітинні організми рослинної природи, позбавлені хлорофілу і володіють рядом фізіологічних особливостей. Життєдіяльність бактерій обумовлює процеси бродіння, гниття, мінералізації органічних речовин та інші перетворення, що становлять основні ланки кругообігу речовин у природі. Бактерії, що населяють травний і дихальний тракт людини і тварин і складові природні біоценози (див.), відіграють велику роль у забезпеченні нормальної життєдіяльності макроорганізму.
Бактерії, що приносять шкоду людині і тваринам, отримали найменування патогенних, на відміну від інших бактерій, які називаються сапрофіти. У деяких умовах сапрофіти набувають хвороботворні властивості, що послужило підставою для зарахування їх до умовно патогенних бактерій.
Морфологія. Розміри бактерій коливаються від 0,5 до 5,0 мк; окремі сапрофіти мають значно більший розмір, що дозволяє бачити їх неозброєним оком. За формою бактерії ділять на кулясті (коки), паличкоподібні, ниткоподібні й покручені (спіральні) (рис. 1-4).
Кулясті бактерії - коки - підрозділяють на диплококки, тетракокки, сарцини, стрептококи, стафілококи; кулясту форму мають пневмококи, збудники гонореї, менінгіту та інших захворювань. Паличкоподібні бактерії поділяють на бацили (спорогенные) і бактерії (позбавлені спір), а залежно від способу ділення - на палички, диплобациллы, стрептобацили. Палочковидными є більшість збудників інфекційних захворювань. Спіралеподібні бактерії поділяють на дві групи: вібріони - бактерії, звивистість яких не перевищує 1/4 обороту спіралі, і спириллы - бактерії з звитістю в один або кілька обертів спіралі. До перших відноситься збудник азіатської холери, до других - збудник хвороби содоку.
Структура. Бактерії мають клітинної стінкою (200-600 А) і цитоплазматичної мембраною (50-300 А) (рис. 5). Внутрішній (ригідний) шар клітинної стінки, що складається з мукопротеїдів, обумовлює збереження бактерією її форми. Середній шар побудований з ліпополісахаридів, зовнішній - з ліпопротеїдів. При обробці бактерії, що знаходяться в гіпертонічної середовищі, лізоцимом клітинна стінка руйнується, паличкоподібні бактерії перетворюються в кулясті форми - протопласты (рис. 6). Клітинна стінка Б. оточена слизовим шаром, який в разі інтенсивного розвитку і наявності певної форми утворює капсулу (див. Капсульні бактерії). Під клітинною стінкою і цитоплазматичної мембраною знаходиться цитоплазма, в якій укладені дрібні (100-300 А) «зерна» - рибосоми, які відіграють роль центрів синтезу білка і складаються в основному з РНК та протеїнів. У цитоплазмі зосереджені і різноманітні включення: полярні тільця - ділянки більш ущільненої цитоплазми (рис. 7), «запаси» різних речовин у вигляді липопротеиновых (рис. 8), крохмальних, волютиновых, або метахроматиновых, гранул (рис. 9).
Останнім часом отримані дані про наявність у бактерії ядерної речовини, що складається з нуклеопротеїдів. В залежності від фізіологічного стану бактерії ядерна речовина може перебувати в різних морфологічних формах - хроматиновая субстанція, дифузно розподілений в цитоплазмі, хроматиновые тільця (рис. 10 і 11).
У складі хроматиновых телець виявлено дві освіти - дископодібний стрижень, імовірно характеризується як рибонуклеопротеид, і розташований на ньому тяж, що представляє, мабуть, спіраль ДНК. Хромосоми в складі хроматиновых телець не виявлено, хоча дані генетичних досліджень свідчать про наявність у бактерій лінійно розташованих генетичних одиниць, які в сукупності складають структуру, звану умовно бактеріальною хромосомою (див. Генетика бактерій).
Хімічний склад. Бактерії містять 75 - 85% води, що знаходиться у зв'язаному і вільному стані; в останньому випадку вона служить середовищем, у якій розчинені високомолекулярні сполуки (колоїдні розчини). 40-80% сухої ваги бактерії становлять білки (бактериопротеины), утворюють комплекси з нуклеїновими кислотами (нуклеопротеиды), полісахариди (глюкопротеїди), жирами (ліпопротеїди), мукоитинсерной кислотою (мукопротеїди), металами (хромопротеиды) і т. д. 5-20% сухої ваги бактерії становлять нуклеїнові кислоти (2-5% - ДНК, решта - РНК), 12-18% - полісахариди, до 40% - ліпіди. З мінеральних речовин у Б. виявлені Р, S, Na, К, Fe, Si, Mg, Cu, Cl та ін.
Живлення і дихання. В основі живлення бактерій лежать явища синтезу і розпаду, що обумовлюють поглинання і виділення енергії. Необхідні для бактерій поживні речовини підрозділяють на сполуки, які служать джерелом енергії, і з'єднання, використовувані для побудови клітини. Залежно від характеру речовин, необхідних для живлення, Б. поділяють на аутотрофы, потреби яких обмежуються неорганічними сполуками, і гетеротрофи, які ростуть тільки в присутності органічних субстратів і в якості джерела енергії використовують різні вуглеводи, спирти та інші матеріали вуглецеві сполуки. Деякі види аутотрофов здатні засвоювати молекулярний азот повітря (азотофіксуючі бактерії). Крім строгих аутотрофов і гетеротрофов, існують види Б., харчування яких носить перехідний характер. Ряд Б. потребує спеціальних фактори зростання (див. Бактеріальні фактори росту).
Процес дихання бактерій відбувається шляхом складних окисно-відновних реакцій, в результаті яких вивільняється енергія, яка використовується для підтримання життєдіяльності Б. За способом дихання Б. поділяють на суворі аероби, що ростуть тільки в присутності вільного кисню, микроаэрофилы, що розвиваються при зниженому парціальному тиску кисню, факультативні анаероби, які використовують вільний кисень, але ростуть і в безкисневому середовищі, та облігатні анаероби, що гинуть у присутності кисню. У аеробів окислення відбувається за рахунок кисню повітря. Анаероби для цього використовують різні органічні речовини.
Рух. Бактерії пересуваються за допомогою джгутиків - спеціальних ниткоподібних утворень, що мають протеїнову природу. Б. з одним жгутиком, розташованим на одному з полюсів клітини, названі монотрихами, мають по одному жгутика на кожному з полюсів - амфотрихами, пучок джгутиків на одному полюсі - лофотрихами (рис. 12); Б., оточені джгутиками - перитрихами (рис. 13). Виявляють джгутики спеціальними методами фарбування (див. Забарвлення мікроорганізмів).
Спороутворення. Освіта суперечка, характерне для багатьох видів бактерій, забезпечує збереження Б. в несприятливих умовах. Спори мають різну форму і характерне для кожного виду Б. розташування. Мала концентрація води і наявність ліпідів обумовлюють їх стійкість до зовнішніх впливів. Спори можуть зберігати життєздатність протягом багатьох років; в сприятливих умовах вони проростають у вегетативний стан. Згубна для спір t° 120° при 20-хвилинній експозиції.
Патогенність, вірулентність та імуногенність. Патогенність - це видова властивість бактерій, що виникло в ході еволюції і стало результатом адаптації Б. до певних видів живих істот. Мірою патогенності Б. слугує їх вірулентність (див.). Антигенна активність Б. та їх серологическая специфічність визначаються в основному полісахаридними і білковими компонентами бактеріальної клітини. Імуногенні властивості Б. дозволяють використовувати їх для отримання препаратів, що забезпечують захист від відповідних інфекційних захворювань (див. Бактерійних препаратів, Вакцини). Використання бактерій з практичною метою не обмежується застосуванням їх в якості захисних засобів. Багато Б. використовуються у виробничих умовах для отримання кислот, спиртів, ферментів, вітамінів, амінокислот, антибіотиків, препаратів, удобряющих грунт, і т. д.
См. також Бактеріологічне дослідження, Ідентифікація мікробів, Мінливість мікроорганізмів, Мікробна флора людини і статті про окремих сімействах і видах Б.
