Глава 11. Бактерии

  Бактерии относятся к прокариотам, они лишены сформированного ядра, окруженных мембранами клеточных органелл и не размножаются половым путем. Генетический материал бактерий представлен единственной кольцевой молекулой двуцепочечной ДНК. За исключением микоплазм и спироплазм, бактерии имеют прочную клеточную оболочку. У всех групп, кроме архебактерий, клеточная оболочка состоит из макромолекулы пептидогликана и иногда содержит липополисахариды, составляющие большую часть ее наружного слоя. Бактерии, как правило, одноклеточные организмы, хотя после деления могут и соединяться друг с другом, образуя нити или другие «мнимые» многоклеточные структуры.

  Большинство бактерий являются гетеротрофами; наряду с грибами они выполняют функции редуцентов в экосистеме земного шара. По типу метаболизма бактерии можно разделить на разнообразные группы; большинство бактерий – гетеротрофы, но есть фотосинтезирующие формы (фотоавтотрофы); другие относятся к хемоавтотрофам. Некоторые бактерии – строгие аэробы, другие – облигатные анаэробы, встречаются и факультативные анаэробы. Многие виды играют важную роль в круговороте азота, серы и углерода. Другие вызывают болезни животных и растений.

  Фотосинтезирующие бактерии делятся по крайней мере на пять групп, в том числе цианобактерии и Prochloron, которые содержат хлорофилл a, характерный для фотосинтезирующих эукариот. Хемосинтетические бактерии получают энергию путем окисления неорганических молекул. Некоторые из них окисляют белки и аминокислоты и превращают аммиак в нитриты, другие преобразуют нитриты в нитраты и, таким образом, играют незаменимую роль в круговороте азота. Кроме того, многие цианобактерии могут фиксировать атмосферный азот или образуют слоистые меловые структуры, называемые строматолитами.

  Бактерии могут быть палочковидными (бациллы), шаровидными (кокки), спиральными (спириллы). Если клеточная оболочка не разделилась полностью, дочерние клетки могут образовать группы, нити или плотные скопления. Бактерии иногда имеют жгутики и способны к движению; жгутики могут покрывать всю поверхность клетки или локализоваться на одном конце. Вращательные движения жгутиков позволяют бактерии перемещаться в воде, устремляться к пище или избегать токсического вещества. Некоторые бактерии имеют короткие палочковидные выросты – фимбрии. Бактерии могут передвигаться скольжением.

  Архебактерии, многие из которых метанобразующие, имеют уникальную последовательность нуклеотидов рРНК. Архебактерии выживают в экстремальных экологических условиях и напоминают организмы, существовавшие на ран- них этапах развития жизни.

  Мутации, как и высокая интенсивность размножения, являются основной причиной изменчивости бактерий. Генетическая рекомбинация также имеет место и предполагает перенос ДНК из одной клетки в другую. Этот перенос может происходить путем конъюгации, трансформации (пассивное включение фрагментов ДНК, содержащихся в среде) или трансдукции (инъекция ДНК в бактериальную клетку с помощью бактериофага).