باکتری ها ( به یونانی: βακτήριον – چوب) موجودات تک سلولی پروکاریوتی کروی شکل، میله مانند یا مارپیچ مانند هستند که تا به امروز بیش از ده هزار گونه از باکتری ها توصیف شده اند، و فرض بر این است که آنها تعداد از چند میلیون فراتر می رود.
به طور سنتی، همه پروکاریوت ها باکتری نامیده می شدند، با این حال، در دهه 1990 کشف شد که موجودات پروکاریوتی از دو گروه مستقل تشکیل شده اند که از یک اجداد مشترک تکامل یافته اند. یکی از این گروه ها باکتری و دیگری باستانی نام دارد .
علمی که به مطالعه باکتری ها می پردازد، باکتری شناسی نامیده می شود . شاخه ای از میکروبیولوژی است .
باکتری ها در همه جای زمین یافت می شوند – در خاک، چشمه های آب گرم اسیدی، زباله های رادیواکتیو، آب دریا و اعماق زیر زمین. معمولاً هر گرم خاک حاوی 40 میلیون باکتری است، هر میلی لیتر آب شیرین – یک میلیون. احتمالاً پنج غیر میلیون (5×10 30 ) باکتری در جهان وجود دارد. باکتری ها نقش مهمی در متابولیسم روی زمین دارند. برای مثال تثبیت نیتروژن هوای اتمسفر کاملاً به باکتری بستگی دارد. در صنعت، از باکتری ها در فرآیندهایی مانند تصفیه فاضلاب و تولید پنیر و سایر محصولات لبنی استفاده می شود.
تعداد سلول های باکتریایی در بدن انسان 10 برابر بیشتر از تعداد سلول های واقعی انسان است. به خصوص باکتری های زیادی روی پوست و دستگاه گوارش وجود دارد . اکثریت قریب به اتفاق این باکتری ها برای انسان بی خطر هستند، برخی حتی برای سیستم ایمنی مفید هستند، اگرچه باکتری های بیماری زا نیز وجود دارند که باعث بیماری هایی مانند وبا ، سیفلیس ، جذام ، طاعون سیاه ، زخم سیبری می شوند . زندگی بیشتر مردم ناشی از بیماری های باکتریایی تنفسی است . سل به تنهایی سالانه 2 میلیون نفر را می کشد. آنتی بیوتیک ها برای درمان بیماری های باکتریایی استفاده می شوند ، اما در نتیجه استفاده گسترده از آنها، باکتری ها در برابر آنتی بیوتیک ها مقاوم می شوند و به طور مداوم به دنبال آنتی بیوتیک های جدید برای مبارزه با آنها می گردند. آنتاگونیست های طبیعی باکتری ها ویروس های باکتریایی یا باکتریوفاژها هستند . حدود 100 جنس باکتری دارای باکتریوفاژ خاص خود هستند.
اگرچه باکتری ها در ساختار خود ساده هستند، اما می توانند ارتباطات کاملاً پیچیده ای با سایر موجودات ایجاد کنند. این ارتباط همزیستی را میتوان به سه نوع همزیستی با ارگانیسمهای میزبان تقسیم کرد: انگلی، کامنسالیسم و متقابل. از آنجایی که آنها کوچک هستند، باکتری های مشترک در همه جا وجود دارند و در حیوانات و گیاهان درست مانند سایر سطوح رشد می کنند.
شکارچیان
انواع خاصی از باکتری ها میکروارگانیسم های دیگر را می کشند و سپس مصرف می کنند. به این گونه باکتری های شکارچی می گویند. آنها شامل موجوداتی مانند لات هستند. میکسوکوکوس زانتوس (گرم منفی). این باکتری گروه خاصی از سلول ها را تولید می کند که هر باکتری را که تصمیم به تماس با آن داشته باشد می کشد و هضم می کند. سایر باکتری های شکارگر به جای هضم یا بلعیدن طعمه خود مستقیماً به آن حمله می کنند، مانند لات. Vampirovibrio chlorellavorus (گرم منفی)، یا وارد سلول شده و در سیتوزول رشد می کند، به عنوان مثال Daptobacter . عقیده ای وجود دارد که باکتری های شکارچی از ساپروفاژها تکامل یافته اند زیرا آنها فرصت داشتند تا سایر میکروارگانیسم های مرده را بخورند.
متقابل
انواع خاصی از باکتری ها که برای زنده ماندن به ارگانیسم دیگری نیاز دارند تا بتوانند یک همزیستی سودمند دوجانبه داشته باشند. نمونه ای از چنین همزیستی ( لاتین انتقال هیدروژن بین گونه ای ) است که در گروهی از باکتری های بی هوازی (که اسیدهای آلی بوتانوئیک اسید، پروپانوئیک اسید را مصرف می کنند و هیدروژن آزاد می کنند) رخ می دهد، در حالی که آرکئاهای متانوژنیک هیدروژن مصرف می کنند و باکتری های موجود در این ارتباط هستند. قادر به مصرف اسید آلی نیست، زیرا این واکنش هیدروژن آزاد می کند. بر این اساس، باستانهای مصرفکننده هیدروژن به باکتریها کمک میکنند تا در شرایطی که غلظت کمی از هیدروژن وجود دارد، وجود داشته باشند، بنابراین باکتریها نیز رشد میکنند.
در خاک، میکروارگانیسمهایی که در ریزوسفر (لایه حاوی ریشههای بیرونی گیاهان) زندگی میکنند، با تسهیل تبدیل نیتروژن به ساختارهای خاص، تثبیت نیتروژن را کامل میکنند. این به گیاهان کمک می کند تا شکلی از نیتروژن را جذب کنند که نمی توانند به تنهایی به دست آورند. علاوه بر این، باکتری های زیادی وجود دارند که همزیستی بین انسان و سایر موجودات هستند. بیش از 1000 کلاس باکتریایی در بدن طبیعی انسان وجود دارد، مانند مخاط روده، که با سنتز ویتامین هایی مانند اسید فولیک (ویتامین B9)، ویتامین K و بیوتین (ویتامین B7)، تبدیل قند به توسعه ایمنی روده کمک می کند. تبدیل به اسید لاکتیک و تخمیر کربوهیدرات های غیرقابل هضم پیچیده. همچنین از رشد باکتری های بیماری زا (در بسیاری از موارد با یک مزیت جزئی) جلوگیری می کند.
عوامل بیماری زا
اگر یک باکتری همزیستی انگلی با ارگانیسم دیگری را انتخاب کند، از قبل به عنوان پاتوژن در نظر گرفته می شود و باعث ایجاد بیماری هایی مانند کزاز، دیفتری، سیفلیس، وبا، سل و غیره در انسان می شود. علت پاتوژنز را می توان سالها بعد مشخص کرد. بیماری های باکتریایی نیز در زراعت بسیار مهم هستند. به عنوان مثال، لکه های برگ، تخریب میوه و پژمردگی در گیاهان. سل، ورم پستان، سالمونلوز (شکل) و سیاه زخم در حیوانات مزرعه.
هر پاتوژن رابطه متفاوت و مشخصه ای با ارگانیسم میزبان دارد. برخی از آنها، مانند استافیلوکوک یا استرپتوکوک، می توانند باعث عفونت پوست، ذات الریه یا مننژیت، اختلال سیستمیک، اتساع گسترده عروق و مرگ شوند. اما علاوه بر این، برخی از آنها به طور معمول در انسان، به عنوان مثال روی پوست یا بینی، بدون ایجاد هیچ گونه بیماری ساکن هستند.
عفونت های باکتریایی اغلب با آنتی بیوتیک ها درمان می شوند. آنها یا می کشند یا از رشد باکتری ها جلوگیری می کنند. انواع مختلفی از آنتی بیوتیک ها وجود دارد و هر یک از آنها فرآیندی را که مشخصه پاتوژن های مختلف است، مهار می کند. به عنوان مثال، کلرامفنیکل (تصویر) بر روی ریبوزوم های باکتریایی اثر می گذارد و کار آنها را مهار می کند، اما نمی تواند بر ریبوزوم های یوکاریوتی با ساختار متفاوت تأثیر بگذارد. آنتی بیوتیک ها هم در انسان و هم در حیوانات استفاده می شود. عفونت ها اغلب با ضد عفونی کننده ها و استریلیزاسیون درمان می شوند و به همین دلیل است که ابزارهای جراحی برای جلوگیری از عفونت باکتریایی استریل و ضد عفونی می شوند.