2. BAKTERIOLÓGIA
2.1. A baktériumok morfológiája
2.1.1. A baktériumok alakja
A baktériumok alakja változatos, genetikailag meghatározott és osztályozá-suk szempontjából nagy jelentőségű. A baktériumsejt alakját elsősorban a sejtfal határozza meg. A sejt alakját befolyásolhatják a tenyésztési körülmények és a sejt kora. A sejtek alakja és mérete általában a fiatal tenyészetek esetén, a növekedés logaritmikus szakaszában jellegzetes. Öreg tenyészetekben és nem megfelelő te-nyésztési körülmények között (pH, tápanyag és oxigénkoncentráció, hőmérséklet) a sejtek alakja megváltozik. A baktériumok szaporodásának deklinációs (hanyatló) szakaszában a szokatlan sejtalakok megjelenése a sejthártya szelektív permeabi-litásában, valamint a sejtosztódásban bekövetkezett zavarnak tulajdoníthatók a toxikus anyagok hatására.
Három fő alaktani típust különböztetünk meg: coccusok (gömb), bacillusok (pálca) és spirális baktériumok (2.1. ábra). Az alapvető formáknak sok változata van, különböző csoportosulásokat is alkothatnak.
A coccusok (gör. kokkos=mag) gömb alakúak. Több altípust különböztetünk meg aszerint, hogy osztódás után a leánysejtek hogy csoportosulnak. Ha a leány-sejtek szétválnak, ún. micrococcusok jönnek létre (pl. a Micrococcus luteus). Ha az osztódás egyetlen síkban történik, és a két leánysejt nem különül el egymástól, diplococcusokról beszélünk (pl. Streptococcus pneumoniae). Ha a sejtek egyetlen síkban továbbosztódnak, a létrejövő sejtek füzért alkotnak. A füzért alkotó baktéri-umokat streptococcusoknak nevezzük (pl. a Streptococcus lactis tejsavbaktérium)
2.1. ábra. A baktériumok fő alaktani típusai
(https://www.atsu.edu/faculty/chamberlain/mosdoh/gramstainingrules.
htm, https://quizlet.com/299087623/biomed-unit-5-review-flash-cards/)
2.2. ábra. A Streptococcus anginosus mikroszkópi képe
2.3. ábra. A Bacillus subtilis és az Escherichia coli pálca alakú baktériumok mikroszkópi képe
(2.2. ábra). Amikor a sejtosztódás két egymásra merőleges síkban történik, olyan csoportosulás jön létre, amely 4 baktériumsejtből áll, ezt nevezzük tetracoccusnak, amely megfigyelhető a Deinococcus radiodurans, a Gaffkya tetragena baktériumok esetében. Ha a sejtosztódás 3 egymásra merőleges síkban történik, akkor 8, 16 vagy még több sejtből álló szabályos csomag alakú sarcina jön létre (pl. Sarcina fla-va). Amikor a sejtek különböző síkban szabálytalanul osztódnak, és a létrejövő sejtcsoportok szőlőfürtre emlékeztetnek, akkor staphylococcusról beszélünk (pl.
Staphylococcus aureus) (2.3. ábra).
A szabályos gömb alakú baktériumok mellett léteznek oválisak (Enterococ-cus faecalis), gyertyaláng alakúak (Streptococ(Enterococ-cus pneumoniae) és vese alakúak (Neisseria gonorrhoeae).
A bacillusoknak (lat. bacillum=pálca) egyenes henger alakjuk van (pl. Bacillus subtilis) (2.3. ábra). Egyes esetekben a pálca enyhén meghajlított (Corynebacterium diphtheriae). Fontos jellemző a sejt végének az alakja. A legtöbb pálcika bacillus vége lekerekített (pl. Escherichia coli), másoké lemetszett (Bacillus anthracis), és vannak pálcikák, melyeknek a vége kihegyezett, mint amilyen a Fusobacterium nucleatum.
Számos baktérium elkülönült, izolált. Mások kettesével csoportosulnak, pél-dául a Klebsiella pneumoniae, mely esetben a sejtek elrendeződésének az elne-vezése diplobacillus. Vannak baktériumok, melyek úgy csoportosulnak, hogy betűkre jellemző alakot (X, Y, V) vesznek fel, például a Mycobacterium nemzetség képviselői. Egyes bacillusok láncot, füzért alkotnak, ezek a streptobacillusok (pl.
a Haemophilus ducreyi). Vannak ún. coccobacillusok is, melyek átmeneti alakot képviselnek a coccus és a bacillus között (pl. a pestis kórokozója a Yersinia pestis).
A spirális baktériumoknak csavarszerű, hengeres alakjuk van. Három altípust különböztetünk meg: vibrio, spirillum, spirochaeta. A vibrio (lat. vibrare=vibrálni) olyan baktérium, melynek csak egy görbülete van, például a Vibrio cholerae. Aktí-van mozgó baktériumok, csillókkal rendelkeznek. Ha a baktériumsejten több csa-varulat figyelhető meg, spirillumról vagy spirochaetáról van szó. A spirillumoknak merev sejtfaluk van, nem hajlékony sejtek (pl. Spirillum volutans). A spirochaeták (gör. chaite=haj) sejtfala nem merev, hajlékony, flexibilis (pl. Treponema pallidum) (2.4. ábra).
Ismertek más baktériumsejt-alakok is: kocsányos baktériumok, lebenyes bak-tériumok, négyszögletes bakbak-tériumok, fonalas baktériumok.
A kocsányos baktériumok (lat. caulis=kocsány) esetében a sejt ovális alakú, melyhez egy kocsány kapcsolódik, ennek végén egy duzzanat figyelhető meg, ami arra szolgál, hogy segítségével a baktérium megtapad a szilárd tárgyak felszínén.
Ez jellemző a Caulobacter nemzetség képviselőire. A Caulobacter élősködő bak-tériumok a kocsányok végén levő korongok összetapadása révén kisebb-nagyobb csoportosulásokat alkotnak. A kocsányok duzzanatának segítségével megtapadnak más baktériumok felszínén, roncsolják azok sejtfalát, és a lizált baktériumok sejt-tartalmával táplálkoznak. A Gallionella vasbaktérium vese alakú, hosszú spirális kocsánnyal rendelkezik, melybe Fe(OH)3 halmozódik fel. A kocsányos
baktériu-mok egyik jellegzetes csoportját képviselik az ún. sarjadzó baktériubaktériu-mok, például a Rhodomicrobium (2.5. ábra). A sejtek ovális alakúak, végükön citoplazmát tartal-mazó kocsány található. A baktériumok a kocsány végén bimbózással leánysejtet hoznak létre, amelyek leválhatnak vagy együtt maradnak az anyasejttel.
Egyes baktériumok több hosszabb-rövidebb függelékkel (nyúlvánnyal) rendel-keznek, így a sejteknek csillag alakjuk lesz. A Prosthecomicrobium esetében a nyúl-ványok hossza kisebb, mint a sejt hosszanti átmérője, és végük felé vékonyodnak (2.6. ábra). Az Ancalomicrobium esetében a nyúlványok száma 2-8 között változik, és a nyúlványok hosszabbak, mint a sejt átmérője, végük felé elvékonyodnak.
A Sulfolobus baktérium gömb alakú sejtje lebenyekkel rendelkezik. A négy-szögletes baktériumok vékonyak, lapszerűek, sejtjeik magányosak vagy 8-16 sejt-ből álló csoportokban helyezkednek el. Idetartozik például a sós környezetben előforduló Haloarcula cuadrata ősbaktérium.
A fonalas baktériumok hifákhoz hasonló fonalakat képeznek. Elágazódásaik alapján több altípusba sorolhatók: fonalas, el nem ágazó baktériumok (pl. Beggia-toa mirabilis); fonalas, álelágazódást mutató baktériumok, melyekre jellemző, hogy
2.4. ábra. Spirális alakú baktériumok: Vibrio cholerae, Spirillum volutans, Treponema pallidum
(https://www.sciencedirect.com/topics/nursing-and-health-professions/cholera; http://enfo.
agt.bme.hu/drupal/node/2315; https://mechpath.com/2017/12/20/treponema-pallidum/)
2.5. ábra. A Caulobacter és a Rhodomicrobium vannielii baktériumok
(https://schaechter.asmblog.org/schaechter/2011/07/now-thats-using-your-head.html, http://enfo.agt.bme.hu/drupal/node/5048)
a fonalat képező sejtek közül egyesek osztódnak és a leánysejtek oldalirányban helyezkednek el (pl. Sphaerotilus natans), fonalas, valódi elágazódást mutató baktériumok. A sejttest elágazódásokat képez, hosszú, vékony hifák alakulhatnak ki, melyek gyakran a gombákéhoz hasonló micéliumot képeznek (pl. a Mycobac-terium és a Streptomyces) (2.7. ábra).
2.7. ábra. Streptomyces avidinii
(https://www.creative-diagnostics.com/tag-streptomyces-avidinii-antigens-41.htm)
2.1.2. A baktériumok mérete
Az egyedi baktériumsejtek szabad szemmel nem láthatók. A baktériumtele-pek általában szabad szemmel is megfigyelhetők, mivel a telebaktériumtele-pek több millió sejt-ből állhatnak. A baktériumok méretét mikrométerben adják meg (1 μm=10-6 m).
Egy átlagos pálca alakú baktérium 2-5 μm hosszú és 0,5-0,8 μm átmérőjű. A gömb alakú baktériumok átlagos átmérője 0,8 μm. A mikrobák nagysága azonos feltételek mellett, egyetlen fajon belül is meglehetősen változó. Így például egy pálca alakú baktérium (Salmonella typhi) adott populációjának egyedeinél a pálcák hossza
2.6. ábra. A Prosthecomicrobium pneumaticum nyúlványokkal rendelkező baktérium és a Beggiatoa fonalas baktérium
(https://www.accessscience.com/media/EST/media/068100PV0001.pdf, https://
www.environmentalleverage.com/2017/11-Beggiatoa/slides/)
egy és három μm között változhat. Ha a környezeti feltételek nem azonosak, kife-jezettebb nagyságbeli, sőt alakbeli eltéréseket is találhatunk. A baktériumsejtek kis tömege és viszonylag nagy felszíne fontos szerepet játszik a tápanyagok gyors felvételében, az anyagcsere-folyamatok nagy intenzitásában és a baktériumok gyors szaporodásában. A baktériumok kis méreteinek következtében a felület és a tömeg vagy térfogat közti arány nagy, így a baktériumok a leghatékonyabb sejtek az élővilágban, itt a legnagyobb a metabolikus aktivitás intenzitása.