Bakteerit ja arkeonit ovat oikeita solurakenteisia eliöitä, ja niiden yhteinen piirre on solun tumattomuus eli niiltä puuttuu rakenne, jonka sisällä DNA on. Niitä nimitetään prokaryooteiksi erotukseksi tumallisista eli eukaryooteista, joihin me ihmisetkin kuulumme.
Kokit (cocci; kreikan kokkos tarkoittaa jyvää, marjaa tai siementä) ovat pallomaisia, ja ne voivat esiintyä pareittain (diplokokit) tai nelittäin (tetradeina) tai suuremmissa muodostelmissa, kuten suvuissa Streptococcus, Staphylococcus ja Sarcina.
Sauvamaiset bakteerit ovat basilleja (bacilli; bacillus on latinaa ja tarkoittaa pientä sauvaa). Vibrion sauva on käyrä, spirillin kierteinen ja spirokeetan hoikka ja spiraalikierteinen.
Bakteerin sisärakenteessa on seuraavia osia: Solukalvo (plasma membrane; plasmamembraani) muodostuu lipidideistä eli rasvamaisista aineista, joiden seassa on myös proteiinimolekyylejä. Solussa on myös sen sisään taipuvia kalvon osia. Solulima (cytoplasm; sytoplasma) käsittää solun sisällön, jossa on soluelimiä. Solunseinä (cell wall) on bakteereilla kerros, joka määrää solun värjäytyvyydestä – puhutaan gram-negatiivisista ja -positiivisista (gram-menetelmä on bakteerien tutkimisessa käytetty värjäys) – ja koostuu peptidoglykaani-nimisestä yhdisteestä. DNA on vapaana solulimassa rengasmaisena rakenteena sykkyrällä. DNA:n lisäksi solulimassa on ribosomeja (ribosomes), jotka rakentuvat RNA:sta ja proteiineista, ja joissa proteiinien muodostuminen (proteiinisynteesi) tapahtuu. Ne voidaan havaita vain elektronimikroskoopilla.
Erilaisia bakteereja
Bakteerien monimuotoisuus eli diversiteetti käy ilmi niiden luokittelusta. Huomattavimpia ryhmiä ovat seuraavat:
- Proteobakteerit. Ryhmä on suuri ja monimuotoinen ja sisältää autotrofisia eli omavaraisia ja heterotrofisia eli toisenvaraisia muotoja. Edelliset pystyvät kasvien tavoin tuottamaan oman ravintonsa. Kasveilla se tapahtuu valon avulla, monilla proteobakteereilla sen sijaan myös kemiallisesti. Ryhmään kuuluu anaerobeja, jotka elävät hapettomissa oloissa, mutta myös aerobeja, jotka vaativat elääkseen happea. Proteobakteerit ovat gram-negatiivisia kuten kolme seuraavaakin ryhmää. Kuvia.
- Klamydiat. Ryhmän lajit ovat loisia ja tulevat toimeen vain eläinsolujen sisällä. Erikoista on, että solunseinässä ei ole em. peptidoglykaania. Laji Chlamydia trachomatis on maailman yleisin syy sokeuteen ja aiheuttaa seksitautina leviävää virtsaputken tulehdusta gonokokkien tavoin. Kuvia
- Spirokeetat. Spirokeetat ovat toisenvaraisia. Ne kulkevat kiemurrellen ympäristössään sisäisten siimamaisten rihmojen avulla. Monet lajit elävät vapaina, mutta eräät ovat pahamaineisia taudinaiheuttajia. Esim. Treponema pallidum aiheuttaa syfiliksen ja puutiaisen levittämä Borrelia burgdorferi Lymen taudin. Kuvia
- Syanobakteerit (sinilevät!). Kukapa ei olisi kuullut sinileväkukinnoista järvissämme ja merialueilla. Vaikka puhutaan levistä, kyseessä on bakteerien, nimittäin syanobakteerien, massaesiintyminen. Levämäisiä ne ovat siinä, että ovat fotoautotrofeja ja ovat siten ainoita kasvien tavoin happea tuottavia hiilen yhteyttäjiä. Ryhmään kuuluu yksittäin eläviä ja rihmamaisia kolonioita muodostavia, ja ne ovat runsaslukuisia sekä makean että suolaisen veden fytoplanktonissa (keijustossa). Joissakin rihmoissa on typen sidontaan erikoistuneita soluja. Ne sitovat ilmakehän typpeä epäorgaanisiksi yhdisteiksi, joita voidaan käyttää aminohappojen ja muiden orgaanisten aineiden synteesiin synteesiin. Proteiinit muodostuvat aminohapoista. Kuvia
- Gram-positiiviset bakteerit. Ryhmä on saanut nimensä em. gram-värjäysmenetelmästä, jolla ne saadaan näkyviin valomikroskoopissa. Ne ovat proteobakteerien tavoin hyvin monimuotoinen ryhmä. Ns. sädesienet eli aktinomykeetit muodostavat haaraisten soluketjujen kolonioita (jälleen prokaryoottiryhmä, joka aiemmin yhdistettiin eukaryoottisiin, tällä kertaa sieniin; siitä nimi). Tuberkuloosi ja lepra (spitaali) ovat kahden sädesienilajin aiheuttamia sairauksia. Useimmat gram-positiiviset ovat kuitenkin vapaana eläviä ja hajottavat maaperän eloperäistä (orgaanista) ainesta. Maabakteereista kuuluisin suku lienee Streptomyces, josta valmistetaan antibiootteja, mm. streptomysiiniä. Yksittäisinä soluina eläviä on suvuissa Bacillus, Clostridium, Staphylococcus ja Streptococcus. Niiden joukosta löytyy myös taudinaiheuttajia. Mykoplasmat ovat ainoita bakteereita joilta puuttuu solunseinä. Ne ovat myös pienimpiä tunnettuja soluja, 0,1 mikronin kokoisia, noin viisi kertaa ribosomin kokoisia. Monet niistäkin ovat taudinaiheuttajia, toiset taas maaperäbakteereja. kuvia
arkeonit
Prokaryoottien toinen ryhmä, arkeonit (Archaea), muistuttavat monilta ominaisuuksiltaan bakteereita, eräiltä taas eukaryootteja. Mm. niillä ei ole solunseinässään peptidoglykaania, joka puuttuu myös eukaryooteilta. Ne eivät myöskään reagoi antibiootteihin.
Arkeoneihin kuuluu paljon ekstremofiilejä, so. äärimmäisissä olosuhteissa eläviä – niin äärimmäisissä suolapitoisuuksissa ja lämpötiloissa, että mitkään muut eliöt eivät niissä menesty. Ryhmään kuuluu myös metanogeenejä, joiden aineenvaihdunnan tuotteena vapautuu metaania. kuvia