Táxons preocupados
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O termo bactéria é um nome vernáculo que designa certos organismos vivos microscópicos e procarióticos presentes em todos os ambientes. Na maioria das vezes unicelulares, às vezes são multicelulares (geralmente filamentosos), a maioria das espécies bacterianas não vivendo individualmente em suspensão, mas em comunidades complexas aderindo a superfícies dentro de um gel mucoso ( biofilme ).
As bactérias maiores são mais do que 2 micron e, até que o início de XXI th século, os especialistas acreditavam que a menor medido 0,2 microns , mas não são " ultramicrobactéries ".
As bactérias têm muitas formas: esféricas ( conchas ), alongadas ou em forma de bastão ( bacilos ) e mais ou menos em espiral. O estudo das bactérias é a bacteriologia , um dos muitos ramos da microbiologia .
Existem cerca de 10.000 espécies conhecidas até o momento, mas a diversidade real do grupo é provavelmente maior. A estimativa do número de espécies oscilaria entre 5 e 10 milhões.
As bactérias são onipresentes e estão presentes em todos os tipos de biótopos encontrados na Terra . Eles podem ser isolados do solo, da água doce, marinha ou salobra, do ar, das profundezas do oceano, dos resíduos radioativos, da crosta terrestre, da pele e dos intestinos de animais ou humanos. As bactérias têm uma importância considerável nos ciclos biogeoquímicos , como o ciclo do carbono e a fixação de nitrogênio da atmosfera.
No corpo humano vive um grande número de bactérias, de ordem comparável à quantidade de células que o constituem, mas a massa destas é maior. A maioria dessas bactérias é inofensiva ou benéfica para o corpo. No entanto, existem muitas espécies patogênicas que causam muitas doenças infecciosas .
As bactérias podem ser de grande benefício para os humanos nos processos de tratamento de águas residuais, na indústria de alimentos ao fazer iogurte ou queijo e na produção industrial de muitos compostos químicos.
As bactérias são microscópicas, portanto, só são visíveis ao microscópio . Antoine van Leeuwenhoek foi o primeiro a observar bactérias, usando um microscópio que ele fez, em 1668 . Ele os chamou de "animálculos" e publicou suas observações em uma série de cartas que enviou à Royal Society .
No XIX th século, o trabalho de Louis Pasteur revolucionou bacteriologia . Ele demonstrou em 1859 que os processos de fermentação são causados por microrganismos e que seu crescimento não era devido à geração espontânea . Ele também demonstrou o papel dos microrganismos como agentes infecciosos. Pasteur também projetou meios de cultura , processos para destruir microrganismos como autoclave e pasteurização .
O médico alemão Robert Koch e seus colaboradores aperfeiçoaram as técnicas de cultura de bactérias em meio sólido. Robert Koch é um dos pioneiros da microbiologia médica , ele trabalhou em cólera , antraz doença e tuberculose . Ele demonstrou claramente que uma bactéria poderia ser o agente responsável por uma doença infecciosa e propôs uma série de postulados (postulados de Koch , ainda hoje usados) confirmando o papel etiológico de um microrganismo em uma doença. Ele ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1905 .
Se as bactérias eram conhecidos no XIX th século, houve nenhum tratamento adicional antibacteriana. Em 1909 , Paul Ehrlich desenvolveu um tratamento para a sífilis antes do uso da penicilina na terapia sugerida por Ernest Duchesne em 1897 e estudada por Alexander Fleming em 1929 . Ehrlich recebeu o Prêmio Nobel por seu trabalho em imunologia em 1908, e foi um pioneiro no uso de corantes para detectar e identificar bactérias, sendo seu trabalho a base da coloração de Gram e da coloração de Ziehl-Neelsen .
Os microbiologistas Martinus Beijerinck e Sergei Winogradsky iniciaram o primeiro trabalho em microbiologia ambiental e ecologia microbiana estudando as relações entre esses microorganismos dentro das comunidades microbianas no solo e na água.
A palavra "bactéria" apareceu pela primeira vez com o microbiologista alemão Christian Gottfried Ehrenberg em 1838 . Esta palavra deriva do grego βακτηριον , que significa "vara". Ao mesmo tempo, Haeckel inventou o ramo Monera em 1866 para reunir em seu reinado Protista todos os microrganismos sem estrutura interna (embora excluindo as cianobactérias , então classificadas entre as plantas). Ferdinand Cohn, por sua vez, usou o termo Bactéria como um táxon em 1870 e foi o primeiro a tentar classificá-los estritamente de acordo com sua morfologia. Para Cohn, as bactérias eram plantas primitivas não clorofilianas. Seguindo o trabalho de Cohn, Haeckel revisou a circunscrição de sua "monera" para incluir cianobactérias. Os termos "monera" e "bactéria" tornaram-se então sinônimos.
Em 1938, Herbert Copeland elevou a monera ao posto de reinado, a um nível agora igual a animais, plantas e protistas. Foi somente em 1957 que André Lwoff distinguiu claramente os conceitos de bactérias e vírus graças a argumentos bioquímicos e estruturais. Finalmente, Roger Stanier e Cornelis van Niel definiram rigorosamente pela primeira vez em 1962 o conceito de bactéria pela ausência de uma organela de membrana (e em particular de um núcleo verdadeiro e, portanto, de mitose).
Lista alfabética de nomes vulgares ou nomes vernáculos atestados em francês.
Em 1977 , Carl Woese, graças ao seu trabalho em filogenia molecular, dividiu os procariotos em dois domínios : Eubactérias e Archaebactérias ; ele os renomeou, respectivamente, Bacteria e Archaea durante a revisão de sua nomenclatura em 1990. A palavra "bactéria" referindo-se a todos os procariontes antes de 1990, esta renomeação causou uma certa ambigüidade no uso deste termo en ', portanto, não foi aceita por todos biólogos.
Alguns biólogos acreditam que essa tentativa de renomeação é mais propaganda (da parte de Carl Woese , a fim de credenciar suas idéias) do que ciência:
“ Portanto, a estrutura, o crescimento, a divisão e a genética das células arqueobacterianas permaneceram fundamentalmente bacterianas ou procarióticas. As primeiras afirmações de que as arqueobactérias são uma "terceira forma de vida" além dos eucariotos e procariontes / bactérias são, portanto, falsificadas, apesar das mudanças de nome enganosas, confusas e puramente propagandísticas que alguns de nós nunca aceitaram [...] ”
E mais no mesmo artigo:
“ As diferenças entre arqueobactérias e eubactérias foram extremamente exageradas . "
Num quadro kuhniano , a teoria dos três domínios subjacentes a esta mudança de nomenclatura é por vezes analisada como um paradigma da bacteriologia moderna, o que explicaria a resistência (principalmente de natureza sociológica) ao seu questionamento.
As bactérias vêm em uma ampla variedade de tamanhos e formas. As células bacterianas típicas têm entre 0,5 e 5 µm de comprimento; no entanto, algumas espécies como Thiomargarita namibiensis e Epulopiscium fishelsoni podem ter até 750 µm (0,75 mm ) de comprimento e são visíveis a olho nu (ver Bactéria gigante ). Entre as menores bactérias, os micoplasmas medem 0,3 µm , um tamanho comparável a alguns vírus grandes.
A maioria das bactérias é esférica ou em forma de bastonete. No primeiro caso são chamados de berbigão (do grego kókkos , grão) e no segundo bacilos (do latim baculus , pau). Existem também formas intermediárias: cocobacilos. Algumas bactérias em forma de bastonete são ligeiramente curvas como o Vibrio . Outras bactérias são helicoidais. São espirilas se a forma for invariável e rígida, espiroquetas se o organismo for flexível e puder mudar de forma. A grande diversidade de formas é determinada pela parede celular e pelo citoesqueleto . Diferentes formas de bactérias podem influenciar sua capacidade de adquirir nutrientes, aderir a superfícies, nadar em líquidos e escapar da predação.
Muitas espécies bacterianas podem ser observadas na forma unicelular isolada, enquanto outras espécies estão associadas em pares como a Neisseria ou em cadeias, características de Streptococci . Nesses casos, os cascos se dividem ao longo de um único eixo e as células permanecem ligadas após a divisão. Algumas conchas se dividem ao longo de um eixo perpendicular e se encaixam regularmente para formar folhas. Outros se dividem de forma desordenada e formam cachos como os membros do gênero Staphylococcus, que apresentam um agrupamento característico de uvas. Outras bactérias podem se alongar e formar filamentos compostos por várias células, como as actinobactérias .
Apesar de sua aparente simplicidade, eles podem formar associações complexas. Os sensores permitem que eles detectem outras bactérias ou uma superfície (o que muitas vezes induz uma mudança de comportamento nela; assim, Pseudomonas aeruginosa só se torna virulenta e ativa seus genes de resistência quando seu "sentido do tato" informa que ela entra em contato com uma superfície; mucosa pulmonar, por exemplo).
As cianobactérias formam cadeias chamadas tricomas, onde as células estão em contato próximo, por meio de trocas fisiológicas. Algumas bactérias formam colônias que podem se fixar firmemente às superfícies. Esses “ biofilmes ” são um arranjo complexo de células e componentes extracelulares, formando estruturas secundárias como as microcolônias, dentro das quais se forma uma rede de canais que facilita a difusão dos nutrientes.
Uma característica importante das bactérias é a parede celular . A parede dá forma à bactéria e a protege contra o rompimento sob o efeito da pressão osmótica muito alta do citosol . As bactérias podem ser estruturalmente divididas em dois grupos: bactérias com uma parede unimembrana (contendo apenas uma membrana, a membrana plasmática , ver Unimembrana ) e bactérias com uma parede bimembrana (composta por duas membranas sobrepostas, a membrana interna e a membrana. Externa , veja Negibacteria ). A coloração de Gram é um critério empírico, embora imperfeito, para determinar a estrutura da parede celular bacteriana.
Algumas organelas extracelulares, como flagelos ou cabelos, podem ser incorporadas à parede celular. Algumas bactérias podem formar camadas finas fora da parede celular, geralmente compostas principalmente de polissacarídeos (açúcares). Outras bactérias podem envolver-se em uma camada de proteína chamada a camada S .
Como procariotas (organismo sem núcleo), as bactérias são células relativamente simples, caracterizadas pela ausência de um núcleo e organelas como mitocôndrias e cloroplastos , nem possuem retículo endoplasmático ou aparelho de Golgi .
O metabolismo de uma célula é o conjunto de reações químicas que ocorrem nessa célula. Para realizar esse processo, as bactérias, como todas as outras células, precisam de energia. O ATP é a fonte universal de energia bioquímica, comum a todas as formas de vida, mas as reações de oxidação-redução envolvidas em sua síntese são muito variadas de acordo com os organismos e, em particular, nas bactérias.
As bactérias vivem em praticamente todos os nichos ambientais da biosfera. Eles podem, portanto, usar uma grande variedade de fontes de carbono e / ou energia.
As bactérias podem ser classificadas de acordo com seu tipo de metabolismo, dependendo das fontes de carbono e energia utilizadas para o crescimento, doadores de elétrons e aceitadores de elétrons.
Classe de requisitos | Natureza da necessidade | Tipo trófico |
---|---|---|
Fonte de carbono | CO2 | Autotrófico |
Composto orgânico | Heterotrofo | |
Substrato de energia
(doador de elétrons) |
Mineral | Litotrófico |
Orgânico | Organotrófico | |
Fonte de energia | Luz | Fototrófico |
Oxidação bioquímica | Chemotroph |
A energia celular dos quimiotróficos é de origem química, enquanto a dos fototróficos é de origem luminosa. A fonte de carbono para os autótrofos é o dióxido de carbono, enquanto os substratos orgânicos são a fonte de carbono para os heterótrofos. Também é possível distinguir duas fontes possíveis de prótons ( H + ) e elétrons ( e- ): compostos minerais redutores de bactérias são litotróficos, enquanto aqueles que reduzem substâncias orgânicas são organotróficos.
Cada organismo vivo realiza constantemente numerosas reações químicas destinadas a construir as biomoléculas essenciais à vida, especialmente lipídios, proteínas, ácidos nucléicos e sacarídeos. Essas reações só são possíveis graças à energia acumulada como resultado de outras reações químicas. O metabolismo de uma bactéria é o conjunto de reações químicas que ocorrem na célula bacteriana. As necessidades de energia das bactérias podem ser satisfeitas por dois mecanismos:
As bactérias geralmente têm um cromossomo circular único (mas há exceções) que carrega a maioria dos genes . Certos genes com funções específicas (resistência a um antibiótico, um predador, adaptação fisiológica ao ambiente, etc.) estão, entretanto, localizados em pequenas seções circulares de DNA chamadas plasmídeos .
Existe uma grande diversidade de metabolismos em comparação com os eucariotos . Além disso, fototrofia e autotrofia em eucariotos são sempre o resultado de uma simbiose com bactérias (certos líquenes, por exemplo) e / ou de uma simbiogênese envolvendo uma cianobactéria ( cloroplasto ).
Fonte do material: Heterotrofia vs Autotrofia
Fonte de energia: fototróficas vs quimiotrofia
As bactérias, junto com outros microorganismos , desempenham um papel muito importante no equilíbrio biológico existente na superfície da Terra . Eles colonizam todos os ecossistemas e são a fonte de transformações químicas fundamentais durante os processos biogeoquímicos responsáveis pelo ciclo dos elementos no planeta.
Uma população de bactérias pode se comportar de maneira coordenada por meio de mensagens moleculares e detecção de quorum .
Dentro dos biofilmes, as relações são estabelecidas entre as bactérias, levando a uma resposta celular integrada. As moléculas de comunicação celular ou "lang" são lactonas homosserinas para bactérias Gram-negativas ou peptídeos curtos para bactérias Gram-positivas . Além disso, dentro de biofilmes estabelecidos, as características físico-químicas ( pH , oxigenação, metabólitos ) podem ser prejudiciais ao bom desenvolvimento bacteriano e, portanto, constituem condições estressantes. As bactérias criam respostas ao estresse que se adaptam a essas condições desfavoráveis. Em geral, as respostas ao estresse tornam as bactérias mais resistentes a qualquer forma de destruição por agentes mecânicos ou moléculas biocidas .
O estudo dos canais de íons bacterianos permitiu a uma equipe de pesquisadores demonstrar, em 2015, uma sincronização do metabolismo de certas bactérias dentro das comunidades do biofilme bacteriano por ondas de íons de potássio . Eles resultam de um ciclo de feedback positivo, no qual um gatilho metabólico induz a liberação de íons de potássio intracelulares, que por sua vez despolarizam as bactérias vizinhas. Essa onda de despolarização coordena os estados metabólicos entre as bactérias dentro e na periferia do biofilme. Suprimir ou bloquear a atividade do canal de potássio suprime essa resposta.
Águas naturais como águas marinhas ( oceanos ) ou águas doces ( lagos , lagoas , lagoas , rios , etc.) são habitats microbianos muito importantes. A matéria orgânica em solução e os minerais dissolvidos permitem o desenvolvimento de bactérias. As bactérias participam desses ambientes na autopurificação da água. Eles também são presas de protozoários . As bactérias que constituem o plâncton em ambientes aquáticos são chamadas de bacterioplâncton .
Existem cerca de quarenta milhões de células bacterianas em um grama de solo e um milhão de células bacterianas em um mililitro de água doce. Estima-se que haveria (em qualquer momento) quatro a seis quintilhões ( 4 × 10 30 a 6 × 10 30 ), ou entre quatro e seis trilhões de bilhões de bilhões de bilhões de bactérias no mundo, representando uma grande parte do mundo biomassa . No entanto, um grande número dessas bactérias ainda não foi caracterizado porque não podem ser cultivadas em laboratório.
O solo é composto por matéria mineral proveniente da erosão das rochas e por matéria orgânica ( húmus ) proveniente da decomposição parcial das plantas . A flora microbiana é muito variada. Inclui bactérias, fungos , protozoários , algas , vírus , mas as bactérias são os representantes mais importantes quantitativamente. Podemos encontrar todos os tipos de bactérias, autótrofos , heterótrofos , aeróbios , anaeróbios , mesófilos , psicrófilos , termófilos . Assim como os fungos, algumas bactérias são capazes de quebrar substâncias insolúveis de origem vegetal como a celulose , a lignina , reduzir os sulfatos , oxidar o enxofre , fixar o nitrogênio atmosférico e produzir nitratos . As bactérias desempenham um papel no ciclo de nutrientes dos solos e são particularmente capazes de fixar nitrogênio . Portanto, eles têm um papel importante na fertilidade do solo para a agricultura . As bactérias abundam nas raízes das plantas com as quais vivem em mutualismo .
Ao contrário dos ambientes aquáticos, a água nem sempre está disponível no solo. As bactérias implementaram estratégias para se adaptar a períodos de seca. O Azotobacter produz cistos , o Clostridium e o Bacillus de endosporos ou outros esporos em Actinomicetos .
No subsolo, na água ou em cavidades úmidas, bactérias inevitavelmente colonizam galerias de mineração, poços de minas e seus arredores defeituosos ou escavados, inclusive em centros de armazenamento subterrâneos; às vezes são encontrados em grandes profundidades no subsolo, inclusive nas nascentes de água ou poços de petróleo. Aqui também, eles podem modificar seu ambiente, ser uma fonte de CO 2ou metano, acidificação, corrosão, metilação , putrefação e / ou interagir com lençóis freáticos, certos metais ou materiais de contenção (Rizlan Bernier-Latmani está conduzindo uma campanha experimental sobre este assunto envolvendo centenas de metros de profundidade, no laboratório Mont Terri , perto de Saint -Ursanne no Jura , onde se estuda a relevância da rocha argilosa para o armazenamento geológico de resíduos nucleares ).
As bactérias também podem ser encontradas em ambientes mais extremos. Eles são chamados de extremófilos . Bactérias halofílicas são encontradas em lagos salgados, bactérias psicrofílicas são isoladas de ambientes frios, como os oceanos Ártico e Antártico , blocos de gelo . Bactérias termofílicas são isoladas de fontes termais ou fontes hidrotermais .
Bactéria mais velha vivaEm 2007, perfurações no permafrost do nordeste da Sibéria , noroeste do Canadá e Antártica permitiram que cientistas da Universidade da Califórnia liderados pelo professor Eske Willerslev (em) ( Universidade de Copenhagen ) descobrissem bactérias que ainda estão vivas e estão cerca de 500.000 anos. Os pesquisadores mostraram nessas bactérias sinais de reparo do DNA combinado com um estado de dormência inferior à atividade metabólica necessária para que o reparo do DNA fosse mantido em um nível baixo.
Em 2000, uma equipe científica anunciou que havia descoberto uma bactéria que permaneceu dormente em um cristal de sal por 250 milhões de anos. Muitos cientistas são muito reservados em relação a este resultado, que antes seria devido a uma colonização recente do cristal.
Fique no espaçoNo espaço, a bactéria se tornaria quase três vezes mais virulenta. Pelo menos esse é o caso da Salmonella typhimurium, uma bactéria responsável pela intoxicação alimentar. Eles fizeram uma viagem a bordo do ônibus espacial Atlantis em 2006. No retorno, a bactéria que havia sido mantida em um recipiente lacrado foi transmitida aos camundongos. Foi necessário apenas um terço da dose normal para matar metade do grupo de ratos infectados.
Pesquisa por bactérias extraterrestresNo momento, estamos tentando descobrir se havia vida bacteriana no planeta Marte . Certos elementos de análise do solo marciano parecem estar se movendo nesta direção, e a presença abundante de água em Marte no passado pode ter sido capaz de constituir um terreno extremamente favorável para o desenvolvimento de vida bacteriana, se apareceu. Se a coisa fosse confirmada, seria um elemento importante a favor da hipótese de panspermia . Pesquisadores escoceses descobriram em junho de 2017 que o solo em março eliminou qualquer bactéria. É a interação entre a radiação ultravioleta, as substâncias oxidantes do solo de Marte e, especialmente, os percloratos que conferem à superfície do Planeta Vermelho a capacidade de eliminar todas as bactérias. Outra pesquisa também está interessada nos gelos da lua de Júpiter na Europa, que abrigam água líquida sob sua superfície.
Apesar de sua aparente simplicidade, as bactérias podem manter associações complexas com outros organismos. Essas associações podem ser classificadas em parasitismo , mutualismo e comensalismo . Devido ao seu tamanho pequeno, as bactérias comensais são onipresentes e são encontradas na superfície e no interior de plantas e animais.
No solo, as bactérias da rizosfera (camada de solo ligada às raízes das plantas) fixam nitrogênio e produzem compostos de nitrogênio usados pelas plantas (por exemplo, bactérias Azotobacter ou Frankia ). Em troca, a planta excreta açúcares, aminoácidos e vitaminas nas raízes que estimulam o crescimento de bactérias. Outras bactérias, como o Rhizobium, estão associadas às leguminosas ao nível dos nódulos nas raízes.
Existem muitas relações simbióticas ou mutualísticas de bactérias com invertebrados . Por exemplo, animais que vivem perto de fontes hidrotermais no fundo do oceano, como vermes tubulares Riftia pachyptila , mexilhões Bathymodiolus ou o camarão Rimicaris exoculata vivem em simbiose com bactérias quimilito-autotróficas.
Buchnera é um endossimbionte dos pulgões (pulgões). Ele vive dentro das células do inseto e fornece aminoácidos essenciais. A bactéria Wolbachia está alojada nos testículos ou ovários de alguns insetos. Esta bactéria pode controlar as capacidades reprodutivas de seu hospedeiro.
As bactérias estão associadas aos cupins e fornecem-lhes fontes de nitrogênio e carbono.
As bactérias que colonizam o rúmen dos herbívoros permitem a digestão da celulose por esses animais. A presença de bactérias no intestino humano contribui para a digestão dos alimentos, mas as bactérias também produzem vitaminas , como ácido fólico , vitamina K e biotina .
As bactérias colonizam a cultura de uma ave folívora ( consumidora de folhas), o Hoazin ( Opisthocomus hoazin ). Essas bactérias permitem a digestão da celulose nas folhas, da mesma forma que no rúmen dos ruminantes.
Bactérias bioluminescentes como Photobacterium são frequentemente associadas a peixes ou invertebrados marinhos. Essas bactérias estão alojadas em órgãos específicos de seus hospedeiros e emitem luminescência graças a uma proteína específica: a luciferase . Esta luminescência é utilizada pelo animal durante vários comportamentos, como a reprodução, a atração de presas ou a dissuasão de predadores.
No corpo humanoUm grande número de bactérias vive no corpo humano, aproximadamente o mesmo número ou até mais do que suas células constituintes, no entanto, sua massa permanece minúscula em comparação.
Os cálculos fornecem resultados variados quanto ao seu número. De acordo com algumas estimativas, 10 12 bactérias colonizam a pele, 10 10 bactérias colonizam a boca e 10 14 bactérias habitam o intestino. Outros cálculos, realizados por pesquisadores do Instituto Weizmann , indicam que existem mais células bacterianas (~ 40 × 10 12 ) do que células humanas (~ 30 × 10 12 ) no corpo humano.
A maioria dessas bactérias é inofensiva ou benéfica para o corpo. No entanto, existem muitas espécies patogênicas na origem de muitas doenças infecciosas , como cólera , sífilis , peste , antraz , tuberculose .
As doenças bacterianas fatais mais comuns são as infecções respiratórias: só a tuberculose mata cerca de dois milhões de pessoas por ano, principalmente na África Subsaariana . As bactérias podem causar problemas respiratórios ou intestinais, enquanto outras podem ser responsáveis por infectar uma ferida. As infecções bacterianas podem ser tratadas com antibióticos , que na maioria das vezes inibem uma de suas funções vitais (por exemplo, a penicilina bloqueia a síntese da parede celular).
Bactérias patogênicas são responsáveis por doenças humanas e causam infecções. Os organismos infecciosos podem ser distinguidos em três tipos: patógenos obrigatórios, acidentais ou oportunistas.
Um patógeno obrigatório não pode sobreviver separado de seu hospedeiro. A bactéria patogênica obrigatória, Corynebacterium diphtheria causa difteria , Treponema pallidum é o agente da sífilis , Mycobacterium tuberculosis causa tuberculose , Mycobacterium leprae, a hanseníase , Neisseria gonorrhoeae a gonorréia . As Rickettsia que causam o tifo são bactérias parasitas intracelulares.
Um patógeno acidental presente na natureza pode infectar humanos sob certas condições. Por exemplo, o Clostridium tetani causa o tétano ao entrar em uma ferida. Vibrio cholerae causa cólera como resultado da ingestão de água contaminada.
Um patógeno oportunista infecta indivíduos debilitados ou afetados por outra doença. Bactérias como Pseudomonas aeruginosa , espécies da flora normal, como o Staphylococcus da flora cutânea, podem se tornar patógenos oportunistas sob certas condições. Esse tipo de infecção é encontrado principalmente em hospitais.
A capacidade de uma bactéria de causar doenças é sua patogenicidade. A intensidade da patogenicidade é a virulência . O resultado da relação bactéria-hospedeiro e o curso da doença dependem do número de bactérias patogênicas presentes no hospedeiro, da virulência dessa bactéria, das defesas do hospedeiro e do seu grau de resistência.
Para iniciar uma doença, as bactérias infecciosas devem primeiro entrar no corpo e aderir ao tecido . Os fatores de adesão permitem que as bactérias se fixem em uma célula . O poder invasivo é a capacidade da bactéria de se espalhar e se multiplicar nos tecidos do hospedeiro, seja por um processo de endocitose que permite sua penetração intracelular, seja pela passagem de certas bactérias entre as células das membranas mucosas para colonizar a lâmina subjacente propria . As bactérias podem produzir substâncias líticas que permitem que se espalhem pelos tecidos. Algumas bactérias também apresentam poder toxinogênico, que é a capacidade de produzir toxinas , substâncias químicas que prejudicam o hospedeiro. Podemos distinguir entre exotoxinas liberadas durante a multiplicação de bactérias e endotoxinas fixadas na membrana das bactérias.
As bactérias patogênicas que tentam invadir um hospedeiro, entretanto, encontram muitos mecanismos de defesa que fornecem ao corpo proteção contra infecções. Uma boa alimentação e uma correta higiene de vida constituem a primeira proteção. A pele e as membranas mucosas formam uma primeira linha de defesa contra a penetração de organismos patogênicos. As bactérias da flora normal também constituem uma barreira protetora. Quando um microrganismo penetra essas primeiras linhas de defesa, encontra células especializadas que se mobilizam contra a invasão: são os fagócitos . A inflamação é uma resposta defensiva inespecífica. Um segundo sistema de defesa muito eficaz é o sistema imunológico específico, capaz de reconhecer antígenos transportados ou secretados por bactérias e de desenvolver anticorpos e células imunológicas específicas para esses antígenos.
Em ambiente hospitalar, a equipe de enfermagem deve seguir protocolos de proteção (uso de jaleco, luvas, óculos na cirurgia, etc.). No caso de contato com algum elemento de risco (sangue, líquido, etc.), a equipe de enfermagem deve lavar as mãos o quanto antes com desinfetante e sanitizante.
Para plantasAs bactérias patogênicas para as plantas são conhecidas do público por sua responsabilidade na devastação de plantações agrícolas. Em 2001, pomares do sul da França foram vítimas de uma onda de infecção por uma bactéria do gênero Xanthomonas .
Na biotecnologia vegetal , a bactéria do solo, Agrobacterium tumefaciens , é utilizada por sua capacidade de transmitir um fragmento de DNA à planta-alvo durante seu ciclo infeccioso.
Os procariontes são ferramentas importantes no campo da biorremediação: os organismos são usados para remover poluentes do solo, da água e do ar. Exemplo: Archaea decompõe matéria orgânica em águas residuais para transformá-la em uma substância que pode ser usada como fertilizante. Na indústria de mineração, os procariontes ajudam a remover os metais do mineral. A utilidade dos procariotos deriva em grande parte da diversidade de suas formas de nutrição e metabolismo.
A origem da microbiologia industrial remonta aos tempos pré - históricos . As primeiras civilizações usaram, sem saber, microorganismos para produzir bebidas alcoólicas , pão e queijo .
Bactérias como Lactobacillus , Lactococcus ou Streptococcus , combinadas com leveduras e bolores, estão envolvidas na produção de alimentos fermentados como queijos , iogurtes , cerveja , vinho , molho de soja , vinagre , chucrute .
Bactérias acéticas ( Acetobacter , Gluconobacter ) podem produzir ácido acético a partir do etanol . Eles são encontrados em sucos alcoólicos e são usados na produção de vinagre . Eles também são explorados para a produção de ácido ascórbico ( vitamina C ) a partir do sorbitol transformado em sorbose .
A capacidade das bactérias heterotróficas de degradar uma ampla variedade de compostos orgânicos é explorada em processos de tratamento de resíduos, como biorremediação ou tratamento de águas residuais. As bactérias também são usadas em fossas sépticas para purificá-las. Bactérias capazes de degradar hidrocarbonetos de óleo , podem ser usadas para limpar um derramamento . O processo de limpeza de ambientes poluídos por microrganismos é a biorremediação .
As bactérias podem ser usadas para recuperar metais de interesse econômico de minérios. É biolixiviação . A atividade das bactérias é então explorada para a recuperação do cobre.
Bactérias podem ser usadas no lugar de pesticidas no controle biológico para controle de pragas de plantas. Por exemplo, Bacillus thuringiensis produz uma proteína Bt que é tóxica para alguns insetos . Essa toxina é usada na agricultura para combater insetos que se alimentam de plantas .
Devido à sua capacidade de se multiplicar rapidamente e sua relativa facilidade de manuseio, certas bactérias como a Escherichia coli são ferramentas amplamente utilizadas em biologia molecular , genética e bioquímica . Os cientistas podem determinar a função de genes , enzimas ou identificar vias metabólicas necessárias para a compreensão fundamental dos seres vivos e também permitir a implementação de novas aplicações em biotecnologia .
Muitas enzimas usadas em vários processos industriais foram isoladas de microrganismos. As enzimas nos detergentes são proteases de certas cepas de Bacillus . De amilase capaz de hidrolisar o amido são amplamente utilizadas na indústria alimentícia. A Taq polimerase usada nas reações em cadeia da polimerase ( PCR ) para amplificação de DNA vem de uma bactéria termofílica Thermus aquaticus .
Bactérias geneticamente modificadas são amplamente utilizadas na produção de produtos farmacêuticos. É o caso, por exemplo, da insulina , da hormona de crescimento , de certas vacinas , de interferões, etc. Certas bactérias, como Streptomyces, são amplamente utilizadas para a produção de antibióticos .
Certas bactérias podem causar degradação de plantas ( biocorrosão ), em particular bactérias redutoras de sulfato .
A peça Bílá nemoc ( A doença branca ) do escritor tchecoslovaco Karel Čapek , publicada em 1937, descreve uma epidemia de morbus chengi , uma doença semelhante à hanseníase que ataca apenas pessoas com mais de 45 anos, matando em 3 a 5 meses . Diante do perigo para a população, o governo ditatorial pensa apenas em lucrar com a doença para fins políticos.
O romance de ficção científica The Andromeda Variety do escritor americano Michael Crichton , publicado em 1969, imagina a chegada à Terra de uma bactéria extraterrestre trazida por um asteróide e que desencadeia reações letais em seres humanos.