Bakterie – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Dzieli się je na dwa podkrólestwa: Archaebacteria (archeony) i Eubakteria (bakterie właściwe). Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii. Budowa Cechą charakterystyczną budowy komórek bakteryjnych jest brak otoczonych błoną organelli, które występują u wszystkich innych organizmów żywych – grzybów, roślin, protistów i zwierząt. Wielkość bakterii wynosi od 0,2 do kilkudziesięciu mikrometrów (μm). Mogą mieć różne kształty, np. kulisty, pałeczkowaty lub spiralny. Niektóre bakterie potrafią łączyć się ze sobą, tworząc luźne, charakterystyczne układy przestrzenne (np. pakietowce, paciorkowce, trychomy). Wszystkie bakterie mają stosunkowo prostą budowę komórkową. Nie mają jądra komórkowego, chloroplastów, mitochondriów, aparatu Golgiego, które są charakterystyczne dla komórek eukariotycznych. Zamiast jądra komórkowego mają jedną dużą, kolistą i nieupakowaną cząsteczkę DNA, czyli genofor, oraz niewielkie koliste cząsteczki DNA – plazmidy. Głównymi składnikami komórek bakteryjnych są: · cytoplazma – substancja koloidalna, wypełniająca wnętrze komórki, · nukleoid – obszar cytoplazmy, w którym znajduje się nić· DNA, · otoczka – ściana o funkcji szkieletowej, na niej są zawieszone rzęski, · ściana komórkowa, która pełni funkcję ochronną, w jej skład wchodzi mureina, · błona komórkowa – struktura oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego, · rybosomy – organelle służące do produkcji białek, · rzęski i wici, które są wypustkami pełniącymi funkcję ruchową, nie we wszystkich typach bakterii są obecne.

Struktury śródkomórkowe Komórki bakteryjne są otoczone przez błonę komórkową, która pełni rolę bariery, a także pozwala na utrzymywanie wewnątrz komórki różnych substancji, cytoplazmy i organelli. Dotyczy to np. białek, tłuszczów (są one materiałami zapasowymi większości bakterii) i innych składników odżywczych. Bakterie zaliczają się do prokariotów. Nie posiadają błony dzielącej poszczególne organelle (lub łączącej je) i w związku z tym wykształciły wiele dużych struktur śródkomórkowych. Przy pierwszej obserwacji mikroskopowej przypominały one „worki” wypełnione cytoplazmą. Później zauważono, że znajdują się tam pewne struktury, a sama cytoplazma stanowi hydroszkielet bakterii. Stwierdzono także, że każde białko ma stałą lokalizację w cytoplazmie. Bakterie posiadają mikrokompartmenty (mikroprzedziały), które pełnią funkcję analogiczną do błony śródplazmatycznej u eukariotów (dzielą komórkę na kilka części). Są one otoczone  otoczką białkową. To wielościenne organellum jest miejscem zachodzenia wielu reakcji składających się na metabolizm. Bakterie nie posiadają jądra komórkowego. Materiał genetyczny zlokalizowany jest w pojedynczych chromosomach oraz w plazmidach. Chromosom znajduje się w nieregularnym organellum komórkowym – nukleoidzie. Nukleoidy znajdują się w cytoplazmie i zawierają oprócz chromosomów, różnorodne białka i RNA. Jak wszystkie żywe organizmy bakterie zawierają rybosomy służące do produkcji i przemian białek. Mają one jednak inną strukturę niż te występujące u archeowców i eukariotów]. Materiałami zapasowymi bakterii są różnorodne substancje, takie jak glikogen, polifosforan, siarka lub polihydroksyalkaniany. Magazynują je w ziarnkach, z których mogą być uwalniane w razie potrzeby. Fotosyntetyczne bakterie planktoniczne wytwarzają pęcherzyki gazu, dzięki którym mogą regulować głębokość, na której się znajdują w toni wodnej, optymalizując w ten sposób warunki środowiska, co w cyklu 24-godzinnym, obserwujemy jako dobowe migracje pionowe.

Struktury zewnętrzne Podstawowe elementy struktury zewnętrznej bakterii to: · ściana komórkowa, · wić· , · fimbrie i pilusy, · śluz. Ściana komórkowa jest podstawową osłoną bakterii, zwiększającą ich odporność i umożliwiającą prawidłowe funkcjonowanie.  Szczególną właściwością ścian jest ich przepuszczalność. Różnice w przepuszczalności ścian komórkowych różnych gatunków bakterii umożliwia ich identyfikację na podstawie barwienia metodą Grama. Używając tej metody rozróżniania, bakterie podzielono na bakterie Gram-dodatnie i bakterie Gram-ujemne. Zakwalifikowanie badanej bakterii do jednej z tych grup, ułatwia jej identyfikację. U wielu bakterii występuje warstwa „powierzchniowa” (S-layer), złożona z sztywno i ciasno ułożonych cząsteczek białka, przykrywających od zewnątrz komórkę. Warstwa ta chroni bakterie przed czynnikami chemicznymi i fizycznymi, a także może stanowić wielocząsteczkową barierę, zapobiegającą przenikaniu różnych substancji ze środowiska do wnętrza komórki.

Wić u bakterii jest sztywną strukturą białkową o średnicy 20 nanometrów i długości dochodzącej do kilku mikrometrów. Istnieją bakterie, które posiadają większą ilość wici, umożliwiających szybsze wykonywanie ruchów. Wić bakterii składa się z spiralnie skręconych włókien białkowych: (flagelliny). Wici bakteryjne wprowadzane są w ruch przez występujące w błonie komórkowej bakterii białka motoryczne, które w odróżnieniu od białek motorycznych komórek eukariotycznych – nie wykorzystują cząsteczek ATP jako źródła energii, lecz czerpią ją bezpośrednio z gradientu protonowego, który występuje pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną stroną błony komórkowej. Białka te wprawiają w ruch obrotowy strukturę, która jest podstawą bakteryjnej wici.

Fimbrie natomiast, to włókna białkowe o średnicy wynoszącej 2-10 nanometrów i długości kilku mikrometrów. Są rozsiane po całej powierzchni komórki. Uważa się, że fimbrie służą do przyłączania bakterii do innych powierzchni, przez co są jednym z głównych czynników określających zjadliwość bakterii chorobotwórczych. Pilusy są specyficznymi tworami nieznacznie większymi niż fimbrie. Pozwalają one na przeniesienie materiału genetycznego pomiędzy dwoma bakteriami w procesie zwanym koniugacją. Bakterie wytwarzają kapsuły lub warstwy śluzu, którym się otaczają. Śluz bywa niezwykle zróżnicowany – może być zwykłą warstwą zdezorganizowanego polimeru, występującego w okolicy komórki lub złożoną otoczką stworzoną z glikokaliksu. Struktury te mają za zadanie osłaniać bakterie przed wrogami takimi jak inne bakterie, bakteriofagi lub leukocyty organizmów eukariotycznych, np.makrofagi. Kapsuły i śluz mogą być również antygenami, dzięki którym bakterie mogą się rozpoznawać. Ułatwiają one również rozpoznawanie odpowiednich struktur w celu dołączenia się do nich, gdy bakterie tworzą biofilm. Zgromadzenie zewnętrznych struktur komórkowych jest uzależnione od bakteryjnych systemów wydzielniczych. Białka wytwarzane we wnętrzu bakterii są wydzielane do środowiska, gdzie okładają się wokół komórki lub są wydalane całkowicie. Wiele czynników jest charakterystycznych tylko dla jednej bakterii, określają one wirulencję patogenów.

Endospory Niektóre bakterie potrafią tworzyć struktury przetrwalnikowe zwane endosporami, które pozwalają przetrwać niekorzystne warunki. Są one wytwarzane przez bakterie Gram-dodatnie należące. W prawie wszystkich przypadkach jedna komórka wytwarza jedną endosporę, więc nie jest to proces reprodukcji. Endospora składa się z cytoplazmy wraz z DNA i rybosomami otoczonej przez nieprzepuszczalną ścianę. Endospory nie wykazują metabolizmu i są odporne na ekstremalne warunki fizyczne (wysokiepromieniowanie UV, promieniowanie gamma, wysokie temperatury, zmiany ciśnienia i osuszanie) oraz działanie substancji chemicznych (detergenty, środki dezynfekujące). W tym stanie mikroorganizmy mogą przeczekać niekorzystne warunki, będąc gotowymi do rozwoju przez miliony lat, nawet gdy znajdą się w próżni, np. w przestrzeni kosmicznej. Endospory niektórych patogenów są szczególnie groźne dla człowieka, np. wywołać wąglik lub  tężec. Endospory rozwijają się w żywe komórki bakteryjne wtedy, gdy dostaną się do środowiska, w którym mają ku temu dogodne warunki, np. do krwi. Czynności życiowe bakterii Rozmnażanie bakterii
Rozmnażają się przez podział Przed podziałem następuje replikacja genoforu i plazmidów Powstałe komórki potomne są identyczne genetycznie Po podziale komórki funkcjonują już samodzielnie, ale niektóre nie odrywają się od siebie i pozostają w układach: dwoinki, czworaczki, paciorkowce, gronkowce Komórki bakterii dzielą się bardzo szybko i intensywnie, występują w dużych populacjach nazywanych kulturami bakteryjnymi Niektóre gatunki bakterii mają zdolność do wytwarzania przetrwalników – form opornych na działanie niekorzystnych czynników zewnętrznych takich jak wysoka temperatura, sucha, brak składników pokarmowych w podłożu Przy tworzeniu tych form przechodzą w stan życia utajonego, czyli anabiozy Wymiana materiału genetycznego między bakteriami nie ma związku z rozmnażaniem. odżywianie: *samożywne -fotosynteza(bakterie purpurowe i zieleniejące) -chemosynteza -organizmy nie wymagające do procesów życiowych energii słonecznej, czerpiące energię z reakcji chemicznych (np.: bakterie siarkowe, metanowe) *cudzożywne -pasożyty: zdobywają pokarm od innych, żywych organizmów np.: gronkowce, paciorkowce, dwoinka zapalenia płuc, przecinkowiec cholery. oddychanie-jest to proces wytwarzania energii w komórce. *tlenowe(z użyciem tlenu) *beztlenowe(fermentacja)

1. Bezwzględne beztlenowce – oddychają tylko tlenowo, brak tlenu jest dla nich zabójczy. Należą do nich: sinice, większość bakterii chemosyntetyzujących, większość saprofagów, m.in. bakterie wiążące azot atmosferyczny (diazotroficzne)
2. Względne tlenowce – oddychają głównie tlenowo, a w warunkach obniżonego stężenia tlenu przechodzą na mechanizm oddychania beztlenowego. Należą tu: bakterie purpurowe, liczne heterotrofy, m.in. bakterie denitryfikacyjne
3. Względne beztlenowce – oddychają jedynie beztlenowo, ale tlen w środowisku nie jest dla nich zabójczy. Liczne heterotrofy, m.in. bakterie fermentacji mlekowej, oddychające na drodze fermentacji mlekowej. Liczne bakterie pasożytnicze, chorobotwórcze 4.Bezwzględne beztlenowce – oddychają wyłącznie beztlenowo, a tlen jest dla nich zabójczy. Nie potrafią prowadzić rozkładu powstałych nadtlenków np. nadtlenku wodoru. Należą tu: fotosyntetyczne bakterie zielone i purpurowe, diazotroficzne Clostridium, żyjące w żołądkach przeżuwaczy symbiotyczne bakterie celulolityczne, wiele bakterii chorobotwórczych Znaczenie bakterii Pozytywne znaczenie w gospodarce, przyrodzie i życiu człowieka

• pełnią rolę reducentów w łańcuchu troficznym, rozkładają martwą materię organiczną, przyczyniając się do obiegu pierwiastków w przyrodzie. Mikroorganizmy zdolne do rozkładania węglowodorów są używane do likwidacji wycieków ropy lub innych olejów z tankowców, dzięki czemu ułatwiają usuwanie skutków wielu katastrof ekologicznych

• wiążą azot atmosferyczny, wzbogacają glebę i organizmy w jego przyswajalne biologicznie formy

• utleniają związki mineralne, przyczyniają się do obiegu pierwiastków w ekosystemach, szczególnie bakterie nitryfikacyjne

• umożliwiają roślinom motylkowych wzrost na glebach ubogich w azot -Bakterie bytujące w przewodzie pokarmowym zwierząt i człowieka, wspomagają rozkład celulozy, ułatwiają trawienie i wchłanianie związków odżywczych, są źródłem witamin z grupy B i witaminy K. -Sinice i niektóre gatunki grzybów wchodzą w symbiozę, dzięki czemu plechy porostów mogą zasiedlać trudno dostępne tereny. -Bakterie, takie jak Lactobacillus znajdujące się np. w mleku po dodaniu do drożdży są stosowane od tysięcy lat przy wytwarzaniu produktów spożywczych takich jak kiszona kapusta, ser, sos sojowy, wino, ocet i jogurt. -Bakterie mogą również zostać użyte do biologicznego zwalczania szkodników w miejsce pestycydów -Z powodu zdolności bakterii do szybkiego wzrostu są one cennym obiektem badań molekularnych. Przez modyfikowanie ich struktury genetycznej i sprawdzeniu jak zmiany te kształtują fenotyp populacji, naukowcy mogą sprawdzić jakie geny, enzymy i funkcje metabolityczne charakteryzują poszczególne bakterie oraz jak je zmieniać. Wiedzę tę można użyć przy modyfikowaniu bardziej złożonych organizmów, np. roślin lub zwierząt. Dzięki temu można zrozumieć dokładnie jak bardzo złożony jest świat żywych organizmów i jak proste pierwiastki były w stanie stworzyć życie. Poznanie tych funkcji umożliwia także bioinżynierii produkcję insuliny, witamin, przeciwciał oraz innych substancji. Są one wytwarzane, po modyfikacji genetycznej bakterii, która na podstawie nowych genów produkuje np. hormony. Negatywne znaczenie w gospodarce, przyrodzie i życiu człowieka -Wydzielanie do środowiska toksyn -Rozwój pasożytniczych bakterii wewnątrz organizmu powodujący choroby Toksyny: Toksyna jadu kiełbasianego –rozwija się m.in. w zanieczyszczonych konserwach mięsnych, prowadzi do groźnej choroby, botulizmu (powoduje poważne zaburzenia ośrodkowego układu nerwowego), prowadzi do śmiertelnego zatrucia Toksyna gronkowcowa –znajduje się w lodach, kremach, majonezie. Prowadzi do ostrych zatruć pokarmowych (biegunka, wymioty, bóle brzucha) -U roślin powodują nekrotyczne plamy na liściach i pędach, więdnięcie kwiatów, niszczenie owoców, powstawanie narośli, guzków, brodawek. -Choroby zwierzęce i ludzkie pochodzenia bakteryjnego: Nosacizna – pałeczka nosacizny (konie, muły, osły – przewlekłe stany zapalne jamy nosowej) Wąglik – laseczka wąglika – stany zapalne, nacieki skórne na szyi, błonach śluzowych, często prowadzi do śmierci (broń biologiczna kategoria A). Krętek kiły, dwoinka rzeżączki – choroby przenoszone drogą płciową (choroby weneryczne) Pałeczka duru brzusznego, pałeczka czerwonki, przecinkowiec cholery – dostają się z zanieczyszczoną woda lub jedzeniem (choroby układu pokarmowego) Dwoinka zapalenia płuc, pałeczka krztuśca, prątek gruźlicy – przenoszone drogą kropelkową, schorzenia układu oddechowego Pałeczka duru plamistego powoduje tyfus Pałeczka dżumy ( pchły, szczury, ludzie)
  W organizmie mogą występować bakterie niepowodujące objawów chorobowych. Przykładem jest pałeczka okrężnicy, bytująca w jelicie grubym. Jest ona wskaźnikiem zanieczyszczenia wody ściekami komunalnymi, gdyż obecna jest w ludzkim kale.

  Walka i profilaktyka chorób bakteryjnych: przestrzeganie zasad higieny szczepienia ochronne (odporność na dany gatunek bakterii i chorobę)
  antybiotyki – substancje chemiczne działające bakteriostatycznie lub bakteriobójcze metody konserwacji żywności – zamrażanie, gotowanie, wędzenie, kwaszenie, solenie, suszenie.