I batteri sono gli organismi viventi più abbondanti del pianeta così come alcune delle forme di vita più antiche conosciute. La semplicità e le dimensioni minuscole dei batteri in qualche modo mascherano la resistenza, l'antichità e l'ubiquità di queste forme di vita.

TL; DR (troppo lungo; non letto)

I batteri sono singoli- organismi cellulari e rappresentano uno dei due domini all'interno della categoria tassonomica nota come procarioti. L'altro è Archaea, che può sopravvivere ad alcune delle condizioni ambientali più estreme della Terra.

La parola "procariota "deriva dal greco per" prima del nucleo ", che evidenzia la principale differenza tra procarioti e le loro controparti più recenti emergenti nella biosfera, eucarioti
(" buon nucleo ").

In breve , i procarioti sono organismi monocellulari con una cellula anucleata, mentre gli eucarioti sono organismi multicellulari con cellule nucleate
; rare eccezioni esistono in entrambe le categorie.
Perché i batteri sono importanti?

I batteri sono attivi praticamente in ogni ecosistema conosciuto del pianeta (un ecosistema è una raccolta di organismi che interagiscono in un ambiente fisico comune). >

Mentre la loro notorietà primaria risiede nella loro capacità di causare una serie di malattie infettive, molte delle quali potenzialmente fatali, molti batteri svolgono effettivamente ruoli benefici nella vita degli umani e di altri eucarioti.

Quando due diversi tipi di organismi vivono insieme in modi che sono vantaggiosi per entrambi, questo si chiama simbiosi
. (Ciò può essere contrastato con il parassitismo, in cui uno dei due organismi beneficia a danno dell'altro, ad esempio i tenia che vivono nell'intestino dei mammiferi e causano problemi di salute umana nel processo.) Simbiosi: esempi

Un esempio di simbiosi batterico-umana è la produzione da parte di una particolare specie di batteri di vitamina K, una molecola essenziale nella coagulazione del sangue.

Altri batteri vivono simbioticamente sulla pelle umana e in altre parti del corpo e possono aiutare a distruggere le cellule patogene nonché gli aiuti all'apparato digerente.

Inoltre, il panorama culinario sarebbe marcatamente diverso senza batteri nel mix. Senza di essi, il mondo non avrebbe formaggio, yogurt e altri alimenti che si affidano alle attività controllate e monitorate di questi microrganismi per la loro produzione.
Batteri patogeni

Meno dell'1% dei batteri conosciuti sono in grado di causare malattie nell'uomo.

Le infezioni batteriche, tuttavia, rimangono una delle maggiori cause di morte e malattie in tutto il mondo, in particolare nelle aree con scarsa igiene, elevata densità di popolazione e accesso limitato agli antibiotici giusti per combattere i batteri - problemi di salute pubblica che, sfortunatamente, si trovano spesso in combinazione.

Alcuni dei più comuni tipi di batteri patogeni o che causano malattie negli esseri umani sono alcuni degli streptococchi
e Stafilococchi
e E. coli.

Streptococcus
e Staphylococcus
sono nomi di genere e ogni categoria include una varietà di specie patogene. E. coli
, abbreviazione di Escherichia coli
, è un tipo specifico di batteri, quindi il genere e il nome della specie sono entrambi inclusi, proprio come Homo sapiens
per riferirsi agli umani moderni.

In tutto il mondo tassonomico, il nome del genere è sempre in maiuscolo, mentre il nome della specie non lo è mai.
Riciclaggio dei nutrienti

Anche i batteri contribuiscono positivamente all'ecosistema globale partecipando ai nutrienti riciclaggio
(ad es. il ciclo del carbonio, il ciclo dell'azoto).

Questi processi restituiscono importanti molecole contenenti carbonio e azoto che sono passate dalla cima della cosiddetta catena alimentare ai batteri il fondo del sistema, rendendoli disponibili per la nuova crescita di piante e animali; quando questi organismi muoiono, i loro atomi di carbonio e azoto ritornano nel suolo e nell'acqua, spesso dopo che i batteri hanno agito per decomporre i loro resti ed estrarre energia per la loro crescita.
La storia dei batteri

I batteri sono esistiti sulla Terra per circa 3,5 miliardi di anni, il che significa che sono stati in giro per circa i tre quarti fino a quando la Terra stessa.

(Si ritiene che i dinosauri si siano estinti circa 65 milioni di anni fa; questo è meno di un cinquantesimo di profondità nella storia geologica della comparsa dei batteri.

I loro parenti procariotici, gli archei, sono presenti da ancora più tempo. Puoi vedere i termini in maiuscolo; Arcaea e batteri sono anche i nomi dei domini tassonomici che racchiudono questi organismi.

Gli "archei", se non altro, non devono competere con le risorse con altri organismi, poiché abitano solo gli ambienti più avversi che si possano immaginare : acqua bollente calda o estremamente acida, pozze estremamente salate (salate), aperture vulcaniche pesanti di zolfo e nel profondo del ghiaccio antartico.

Si ritiene che la divisione di batteri e archei si sia verificata circa 4 miliardi di anni fa.

Sebbene sia facile vedere batteri e archei come cugini vicini, a livello biochimico e genetico, questi due gruppi di organismi sono tanto diversi l'uno dall'altro quanto lo sono gli esseri umani.
Procarioti prima degli eucarioti

Gli eucarioti sono emersi per la prima volta milioni di anni dopo i primi batteri, e si presume che il loro emergere sia il risultato di un tipo di procariota che ne travolge un altro in un modo che "ha funzionato" nel tempo; immagina che un AirBnB rimanga trasformato in una situazione di compagno di stanza permanente.

In particolare, gli organelli all'interno delle cellule eucariotiche chiamati mitocondri, che sono responsabili del metabolismo aerobico e quindi le dimensioni relativamente massicce degli eucarioti possono raggiungere a causa della loro dipendenza dall'ossigeno (aerobica significa "con ossigeno"), si pensava che una volta fossero stati batteri autosufficienti a sé stanti.

A nessuno viene attribuito in modo univoco la scoperta di batteri, ma lo scienziato olandese del XVII secolo Antony von Leeuwenhoek è riconosciuto come il primo a usare un microscopio per condurre studi approfonditi su questi organismi.

Solo nel 1800 gli scienziati, tra cui Robert Koch e Louis Pasteur, hanno appreso che i batteri potrebbero causare malattie nelle persone, e non è stato fino a poco prima della seconda guerra mondiale verso la fine della prima metà del 20 ° secolo che gli scienziati medici hanno identificato e iniziato a fare uso di antibiotici, che sono sostanze chimiche naturali o sintetiche che possono p la riproduzione di batteri nelle sue tracce, con o senza uccidere completamente gli organismi.
Struttura di una cellula batterica

Proprio come gli animali possono assumere una serie vertiginosa di forme fisiche da una specie all'altra, diversi tipi di batteri abbracciano una varietà di forme e dimensioni, come descritto nella sezione seguente.

Proprio come tutte le cellule eucariotiche hanno alcune caratteristiche in comune, tuttavia, molti attributi dei batteri sono universali.

Forse la struttura indipendente più importante di un batterio è la parete cellulare
. (Si noti che "solo" circa il 90 percento dei batteri possiede effettivamente questa caratteristica.)

Oltre alla loro funzione e composizione chimica, la parete cellulare, che è esterna alla membrana cellulare che tutte le cellule hanno, è usato per dividere i batteri sulla base della risposta del muro a una procedura di laboratorio chiamata colorazione di Gram.

I cosiddetti batteri gram-positivi (G +), che trattengono la maggior parte del colorante usato nel processo di colorazione, hanno pareti che mostrano un colore violaceo quando macchiato, mentre i batteri Gram-negativi (G-), che rilasciano la maggior parte del colorante, appaiono rosa. (Tradizionalmente, "gram-positivo" e "gram-negativo" non sono in maiuscolo nonostante la parola radice sia un nome proprio.)

Sia le pareti cellulari batteriche G + che G- contengono sostanze chiamate peptidoglycans
che non si trovano in nessun'altra parte della natura.
Specifiche delle pareti cellulari

Circa il 90 percento delle pareti cellulari G + sono costituite da peptidoglicani, mentre il resto è costituito da acido teicoico e acido
.

Al contrario, solo circa il 10 percento delle pareti delle cellule batteriche G è costituito da peptidoglicani. I batteri G includono anche una membrana plasmatica all'esterno della parete cellulare per integrare la membrana cellulare primaria sottostante.

Insieme, la parete cellulare e l'una o due membrane cellulari di un batterio formano ciò che è collettivamente chiamato inviluppo cellulare
.

Le informazioni genetiche dei batteri sono contenute nell'acido desossiribonucleico (DNA), proprio come negli eucarioti. Le cellule batteriche, tuttavia, mancano di nuclei, che è dove si trova il DNA negli eucarioti, quindi il DNA batterico si trova nel citoplasma (la sostanza della cellula all'interno della membrana cellulare) in una disposizione libera di filamenti chiamata nucleoide.
• •• Scienza di altri elementi cellulari batterici

Esterno alla parete cellulare e proiezione verso l'ambiente esterno sono varie strutture che partecipano allo spostamento dei batteri e allo scambio di informazioni genetiche con altri batteri.

A < em> flagellum
è una proiezione a forma di frusta che funziona in modo molto simile a un'elica su una barca ed è costituita da un filamento, un gancio e un motore, tutti composti da proteine diverse.

Un pilum
(pili plurale) è una proiezione più piccola, simile a un capello, che può svolgere un piccolo ruolo nella locomozione, ma è spesso usata per attaccare i batteri alle superfici di altre cellule. Quando questa altra cellula è essa stessa un batterio, il risultato può essere la coniugazione o lo spostamento del DNA da una cellula batterica alla successiva.

I ribosomi, che sono anche presenti negli eucarioti, sono i siti di sintesi proteica all'interno delle cellule.

Trovate sparse nel citoplasma, queste strutture utilizzano informazioni codificate tramite DNA in acido ribonucleico messaggero (mRNA) per costruire proteine specifiche da subunità di aminoacidi trasportate ai ribosomi da altre proteine.
I diversi tipi di batteri

Oltre a suddividere i batteri in categorie sulla base del loro comportamento di colorazione delle pareti cellulari sopra menzionato, i batteri possono essere distinti sulla base delle loro forme.

Esistono tre forme di base:

1. Cocci
   (singolare: coccus), che sono approssimativamente sferici
   
2. Bacilli
   (bacillo), che sono a forma di bastoncino
   
3. S_pirilla_ (spirillum), che sono attorcigliati a forma di spirale.
   
   

   I cocchi si trovano spesso nelle colonie.
   

   I diplococchi
   sono cocchi disposti in coppie; gli streptococchi
   si trovano in catene. Gli stafilococchi sono presenti in grappoli irregolari e a grappolo. I bacilli sono più grandi dei cocchi e quando si dividono, il risultato può essere una catena ( streptobacilli
   ) o un ammasso globulare ( coccobacilli
   ).
   

   Infine, la spirilla sono disponibili in tre gusti: il vibrio
   , che è un'asta curva, a forma di virgola; la spirochete
   , una spirale sottile e flessibile; e il "tipico" spirillum
   , che forma una spirale rigida.
   Come i batteri si riproducono
   

   I batteri si riproducono con un processo chiamato fissione binaria
   , che si traduce in formazione di due batteri figlie, ciascuno virtualmente identico al batterio "genitore" nella composizione e uguale l'uno all'altro nella dimensione.
   

   Questa è una forma asessuata di riproduzione, ed è simile alla mitosi vista nelle cellule eucariotiche .
   

   La mitosi, tuttavia, si riferisce strettamente alla replicazione del materiale genetico di una cellula, o DNA. Mentre ciò si verifica quasi in accordo con la divisione di intere cellule eucariotiche, la scissione di una cellula eucariotica in due si chiama citocinesi
   .
   

   Ricorda che il DNA di un batterio non è impacchettato in un nucleo, ma piuttosto si trova nel citoplasma in una serie di filamenti vagamente organizzati.
   

   In preparazione alla fissione binaria, l'intera cellula batterica si allunga in modo coordinato, con la parete cellulare e il citoplasma sempre più estesi. Mentre ciò accade, la cellula inizia a creare una nuova copia completa del suo DNA (replica).
   Si verifica la divisione
   

   La "linea" lungo la quale il batterio si dividerà, chiamato setto
   , forme al centro della cellula; la sintesi del setto si basa su una proteina chiamata FtsZ
   .
   

   Inizialmente, il setto sembra un anello, ma poi si fa strada verso i lati opposti della cellula, portando infine a scissione e formazione di due batteri figlie.
   

   Poiché la fissione binaria provoca la formazione di due organismi interi e funzionali, i tempi di generazione dei batteri, che sono spesso dati in ore, sono di solito molto più brevi di quelli degli eucarioti organismi, che in genere vengono misurati in mesi o anni.
   

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