Lexikon
a legkisebb és legegyszerűbb sejtes felépítésű élőlény. Prokariótának is nevezik, mert nincs sejtmembránnal elhatárolt sejtmagja, a genetikai anyaga közvetlenül a sejtplazmába ágyazódik. Egyetlen gyűrű alakú kromoszómája van és un. plazmidjai lehetnek, melyek apró nem kromoszómális, DNS-ből álló információhordozók. Mérete 0,5-1 μm x 0,5-5 μm. Sejtszervecskéi sincsenek, az összes energiatermelő és szintetizáló folyamat a sejtmembrán funkcionálisan különböző részeihez kötött. Genetikai és biokémiai potenciálja változékonysága, adaptálódó képessége, környezethez való alkalmazkodóképessége igen nagy. Emiatt a baktériumoknak kiemelten fontos szerepük van az elemek körforgásában, a földi biogeokémiai ciklusok fenntartásában. Ezek a folyamatok a talajban és a felszíni vizekben élő mikroorganizmusok, elsősorban baktériumok tevékenységéhez kötődnek. Egy gramm aktív talaj akár 109 darab baktériumot is tartalmazhat. Lásd még talajmikroflóra adaptálódása.
Az ökoszisztéma mikroflórájának összes genetikai információját nevezik metagenomnak. Ez a metagenom ugrásszerű mennyiségi és minőségi változáson megy végbe egy szennyezett területen.
A baktériumok végtelen biokémiai és genetikai potenciálja jelenti az alapot a bioremediációs eljárásokhoz. aerob és anerob biodegradáción, kometabolikus biodegradáción, biológiai kioldáson, bioakkumuláción, oxidáción és redukción, mikrobiális termékekkel lejátszódó kémiai reakciók révén csökkentik a baktériumok a környezeti kockázatot.
a redukált állapotú kénvegyületeket oxidáló baktériumcsoportok népszerű elnevezése. A kénhidrogén, a különböző fém-szulfidok, az elemi kén és a tioszulfát oxidálása útján két baktériumcsoport képes energiát nyerni: a fototróf kénbaktériumok pl. vörös és zöld kénbaktériumok és a kemolitotróf színtelen kénbaktériumok pl. a fonalas kénbaktériumok és a Thiobacillus fajok. Az ún. bányászbaktériumok szulfidtartalmú kőzetekben, a talajban és a vizekben élnek és működnek, legtöbbjük savtűrő pH 1-5. Legjelentősebb folya;mataik a vas és a kén oxidációja, a Thiobacillus ferrooxidans egymaga mindkettőre képes: FeS2 + 3,5 O2 + H2O = FeSO4 + H2SO4 és 2 FeSO4 + 0,5 O2 + H2SO4 = Fe2SO43 + H2O. A bányászbaktériumok felelősek a toxikus fémek felszabadításáért szulfidos kőzetekből, a savas bányavizek létrejöttéért, a betoncsövek korróziójáért. A bányászbaktériumok átalakító tevékenysége biotechnológiákban hasznosítható 1. a szén kéntelenítésére, 2. kis fémtartalmú kőzetekből fém kioldására, pl. kalkopiritből rézszulfát CuFeS2 + 2 Fe2SO43 = CuSO4 + 5 FeSO4 + S, 3. fémmel szennyezett talajból, üledékből, hamuból történő kioldásra bioleaching.
kékmoszatok, fotoredukcióra képes baktériumok. Ezek okozzák az eutróf tavak helytelenül "algavirágzás"-nak nevezett veszélyes folyamatát, melynek során a felszíni vizet szennyező antropogén nitrátok és foszfátok biológiai hozzáférhetőségének növekedése miatt nagymértékben elszaporodnak, elhasználják a felszíni víz oldott oxigénkészletét, ezzel veszélyeztetik a vízi ökoszisztéma egészét, és szélsőségesen anaerob viszonyokat képesek előidézni. További kellemetlen tulajdonságuk, hogy egyes fajai emberre is veszélyes toxinokat termelnek.
a Gram-negatív baktériumok eredeti definíció szerint azok, melyek a Gram, német mikrobiológus által kitalált differenciáló színezési eljárás során nem festődnek meg maradandóan, ellentétben a Gram-pozitív baktériumokkal, melyek kékes-lilás színt öltenek a Gram-színezés eredményeképpen. A színezés lényege, hogy kristályibolya vagy genciánibolya festék oldatával megfestik a bektériumokat, majd amikor a festék már bejutott a sejtekbe, akkor Lugol-oldattal (kálium-jodidos jódoldat) kezelik a sejteket. Ekkor az ibolyafesték jód-komplexe alakul ki, mely a Gram negatív sejtekből kimosható alkoholos oldattal, a Gram pozitívakból viszont nem. Ezt az eltérő viselkedést a két csoport eltérő sejtfala okozza.
A Gram-pozitív baktériumok sejtfala vastag, amorf felépítésű, peptidoglikánból áll, azaz egy peptidláncokból álló keresztkötéseket tartalmazó cukorpolimerből. A Gram-negatívak sejtfalában csak egy igen vékony peptidoglikán réteg van a sejtmembránon kívül, a sejtfal merevítése céljából, viszont egy sor összetett és különleges szereppel bíró fehérje, így lipoprotein és lipopoliszacharid molekula vesz részt a többrétegű sejtfal felépítésében. A Gram-negatív mikroorganizmusok patogén mivolta is ezekenek a sejtfal-alkotóknak tulajdonítható, a lipoproteinek például fontos szerepet játszanak az immunválasz kiváltásában. Ugyanakkor a sok és változékony gén által kódolt sejtfalalkotók könnyen megváltoznak mutagén hatásra (sejtfalmutánsok), így a korábbi változatokra kialakított immunválasz, vagy alkalmazott antibiotikum könnyen hatástalanná válhat. A szalmonelláknak például több száz un. szerotípusa (vérszérumban lévő antitetekre utaló név) ismert, ezek mind eltérő immunválaszt produkálnak, eltérő antigénként más és más antitestet, teháét új immunválaszt igényelnek.
A Gram-negatív baktériumok legnagyobb csoportja a proteobaktériumok csoportja, ide tartozik az Escherichia coli, Salmonella, Shigella, és más Enterobacteriaceae (eneterobaktériumok), Pseudomonas, Moraxella, Helicobacter, Stenotrophomonas, Bdellovibrio, ecetsavbaktériumok, Legionella és olyan alfa.proteobaktériumok, mint a Wolbachia. Gram-negativok a cyanobacteriumok, a spirochéták, a zöld kénbaktériumok és a zöld, de nem kénbaktériumok is.
orvosi szempontból jelentő patogén Gram-negatív kokkuszok a Neisseria gonorrhoeae, az agyhártyagyulladás kórokozója, a Neisseria meningitidis és a tüdőt és alégutakat támadó Moraxella catarrhalis.
Gram-negatív patogén pálcák közül említésre méltók a Hemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa, a húgyutakat támadó Escherichia coli, Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens és a bélproblémákat okozó Helicobacter pylori, Salmonella enteritidis, Salmonella typhi.
A környezetben, a vízekben, talajokban, élelmiszerekben is gyakoriak a Gram-negatív baktériumok, elsősorban az enterobaktériumok, vagyis bélbaktériumok, melyek fekáliás szennyezettséget jelezhetnek. Az un. kóliform baktériumok a fekáliás szennyezettség indikátorai, ha számuk elér egy bizonyos mértéket (ld. kóliszám vagy kóli-titer), feltételezhető, hogy a vízben, talajban, élelmiszerben friss fekáliás szennyezettség van, melyben mindig vannak patogén mikroorganizmusok és féregpeték.
vastag amorf sejtfallal rendelkező baktériumok. A sejtfal merev épitőanyaga egy peptidoglikán, a murein, melyben a cukorláncokat rövid peptidek kötik össze. A Gram-pozitív baktériumok sejtfalát a lizozim nevű enzim bontja. Ez az enzim a könnyben is nagymennyiségben fordul elő, ez védi a szemünket is a baktériumoktól.
a kólicsoportba tartozó baktériumok, kóliformok: Gram negatív, endospórát nem képző, aerob vagy fakultatív anaerob baktériumok, melyek a laktózt sav- és gázképzés kíséretében hasznosítják, az Endo-agart pirosítják és rajta fémesen fénylő telepeket alkotnak. Emlősök bélcsatornájában, vizekben és talajban élnek, gyakran növényi-, állati és emberi korokozók, de jelentős szerepük van a szervezet vitaminellátásában pl. B12 is. Víz és élelmiszerek fekáliás szennyeződésének jelzőbaktériumai. Különböző csoportjai és alcsoportjai vannak, melyek eltérő mértékben veszélyesek. Azok, például, amelyek a laktózt nem csak 37 oC-on, de 44 oC-on is képesek erjeszteni, friss fekáliás szennyeződésre utalnak. Elkülönítésük és azonosításuk biokémiai és szerológiai reakciók, valamint modern géntechnikák segítségével lehetséges. még kóli-titer, kóliszám. A "kóli" tehát indikátormikroflóra, egy vegyes mikroorganizmus csoport, melyet eredetük, morfológiájuk és bizonyos biokémiai és fiziológiai hasonlóságok miatt rendeződnek egy csoportba, nem azonos a szintén kóliform Escherichia coli enterobaktérium fajjal.