Bakteriyalar — Yerdagi eng qadimgi va eng keng tarqalgan organizmlar: ular suvda, tuproqda, havoda, issiq buloqlarda, boshqa organizmlarning ichida va sirtida yashaydi. Ular yadrosiz hujayralar — prokariotlar guruhiga kiradi. Bakteriyalarsiz moddalar aylanishi to‘xtab qolardi: o‘lik organik moddalarni parchalash, azotni bog‘lash, tuproq hosil bo‘lishi ularning ishi. Shu bilan birga ko‘plab xavfli kasalliklar ham bakteriyalar tufayli kelib chiqadi. Shu mavzuda hujayrasiz hayot shakli — viruslar ham o‘rganiladi. Imtihonda prokariot tuzilishi, oziqlanish usullari, spora, sianobakteriyalar va kasallik qo‘zg‘atuvchilar haqida savollar ko‘p beriladi.
§1. Bakteriya hujayrasining tuzilishi
Bakteriya hujayrasi juda kichik — odatda 1–10 mkm, ya’ni oddiy yorug‘lik mikroskopida zo‘rg‘a ko‘rinadi. Ularni birinchi bo‘lib A. Levenguk (XVII asr) o‘zi yasagan mikroskopda ko‘rgan.
Yadro yo‘q: irsiy material — nukleoid, ya’ni sitoplazmada erkin yotgan bitta halqasimon DNK molekulasi. Bundan tashqari mayda halqasimon DNK — plazmidalar bo‘ladi; antibiotiklarga chidamlilik genlari ko‘pincha shu yerda joylashadi.
Hujayra devori — murein (peptidoglikan) dan iborat. O‘simliklarda devor sellyulozadan, zamburug‘larda xitindan tuzilganini eslang — bu farq imtihonda tez-tez so‘raladi.
Ko‘pchiligida devor ustida shilimshiq kapsula bor: u hujayrani qurib qolishdan va xo‘jayin organizmining himoya hujayralaridan saqlaydi.
Membranali organoidlar yo‘q: mitoxondriya, plastida, EPT, Golji apparati, lizosomalar uchramaydi. Nafas olish fermentlari plazmatik membrananing ichkariga botib kirgan burmalarida joylashadi.
Ribosomalar mayda — 70S (eukariotlarda sitoplazmadagi ribosomalar 80S).
Ko‘pchiligida harakat organoidi — xivchin, ba’zilarida yopishish uchun ingichka tukchalar (pililar) bor.
Shakllari bo‘yicha bakteriyalar to‘rt guruhga bo‘linadi:
kokklar — sharsimon; juft bo‘lib — diplokokk, zanjir bo‘lib — streptokokk, uzum boshiga o‘xshash to‘da bo‘lib — stafilokokk;
batsillalar — tayoqchasimon (ichak tayoqchasi, sil tayoqchasi, pichan tayoqchasi);
vibrionlar — vergulsimon (vabo qo‘zg‘atuvchisi);
spirillalar — spiral shaklida burama.
§2. Hayot faoliyati: ko‘payish, spora, nafas
Ko‘payish — hujayraning ikkiga bo‘linishi. DNK avval ikki hissa ortadi, so‘ng hujayra o‘rtasidan to‘siq hosil bo‘lib, ikkita bir xil hujayra paydo bo‘ladi. Qulay sharoitda (iliq, namlik, oziq yetarli) bo‘linish har 20–30 daqiqada takrorlanadi, shuning uchun bakteriyalar soni juda tez — eksponentsial ortadi. Haqiqiy jinsiy ko‘payish yo‘q, lekin konyugatsiya deb ataladigan jinsiy jarayon bor: ikki hujayra o‘rtasida ko‘prikcha hosil bo‘lib, DNK bo‘lagi (ko‘pincha plazmida) bir hujayradan ikkinchisiga o‘tadi. Bu jarayonda hujayralar soni ko‘paymaydi, faqat genlar almashadi.
Spora — noqulay sharoitda (qurg‘oqchilik, yuqori harorat, oziq yetishmasligi) hujayra ichida hosil bo‘ladigan, qalin ko‘p qavatli qobiqli tinim shakli. Sporalar qaynatishga, sovuqqa, quritishga chidaydi va yillar davomida tirik saqlanadi. Bitta hujayradan bitta spora hosil bo‘ladi, demak bakteriyalar soni ortmaydi — spora ko‘payish emas, chidash usuli. Sharoit yaxshilansa, spora o‘sib yana oddiy hujayraga aylanadi. Shuning uchun konserva tayyorlashda mahsulot uzoq vaqt yuqori haroratda ishlov beriladi.
Nafas olish bo‘yicha:
aeroblar — kislorod bilan nafas oladi (ko‘pchilik tuproq bakteriyalari, sil tayoqchasi);
anaeroblar — kislorodsiz yashaydi, energiyani bijg‘ish orqali oladi (qoqshol va botulizm qo‘zg‘atuvchilari, sut kislotali bakteriyalar). Qoqshol chuqur, ifloslangan yaralarda ko‘payadi, chunki u yerda kislorod kam.
§3. Oziqlanish usullari
Avtotroflar organik moddani anorganik moddalardan o‘zi sintezlaydi:
fotosintezlovchilar — yorug‘lik energiyasidan foydalanadi: sianobakteriyalar, yashil va qirmizi (purpur) bakteriyalar;
xemosintezlovchilar — anorganik moddalarni oksidlash energiyasidan foydalanadi: nitrifikatsiyalovchi bakteriyalar (ammiakni nitritga, nitritni nitratga oksidlaydi), temir bakteriyalar, oltingugurt bakteriyalari. Xemosintezni 1887-yilda S. N. Vinogradskiy kashf etgan.
Geterotroflar tayyor organik moddalar hisobiga yashaydi:
saprotroflar (chirituvchilar) — o‘lik organik moddalarni mineral moddalargacha parchalaydi, ya’ni ekotizimda redutsent vazifasini bajaradi;
parazitlar — tirik organizm hisobiga yashab, kasallik qo‘zg‘atadi;
simbiontlar — xo‘jayin bilan o‘zaro foydali yashaydi. Dukkakli o‘simliklar (no‘xat, loviya, beda, soya) ildizidagi tuganak bakteriyalar atmosferadagi erkin azotni (N₂) bog‘lab, o‘simlikka o‘zlashtiriladigan birikmalarga aylantiradi. Odam ichagidagi ichak tayoqchasi K va B guruh vitaminlarini sintezlaydi.
Sianobakteriyalar (ko‘k-yashil suvo‘tlar deb ham ataladi): nostok, ossillatoriya, anabena. Ular o‘simliklar kabi fotosintez qilib kislorod ajratadi, lekin yadrosi yo‘q — demak ular prokariotlar, o‘simlik emas. Ba’zilari maxsus hujayralar — geterotsistalarda azot fiksatsiya qiladi. Qadimgi sianobakteriyalar Yer atmosferasini kislorod bilan boyitgan.
§4. Tabiatdagi va xo‘jalikdagi ahamiyati
Moddalar aylanishi: chirituvchilar o‘lik qoldiqlarni parchalaydi, azot bakteriyalari azot aylanishini ta’minlaydi, tuproq gumusi hosil bo‘ladi.
Oziq-ovqat sanoati: sut kislotali bakteriyalar — qatiq, kefir, pishloq, smetana tayyorlashda; karam va bodringni tuzlashda (achitishda); sirka kislotali bakteriyalar — sirka olishda.
Tibbiyot va biotexnologiya: antibiotiklar (masalan, streptomitsin — aktinomitsetlardan olinadi), vitaminlar; gen muhandisligi yordamida bakteriyalarga odam genini kiritib insulin va boshqa oqsillar olinadi.
Qishloq xo‘jaligi: almashlab ekishda dukkaklilar tuproqni azot bilan boyitadi; silos tayyorlash.
Pasterizatsiya — L. Paster taklif etgan usul: mahsulotni 60–70 °C da qizdirib, faol bakteriyalarni o‘ldirish (sporalar saqlanib qolishi mumkin). Sterilizatsiya — sporalarni ham yo‘q qiluvchi kuchli ishlov.
§5. Bakterial kasalliklar
Vabo — vibrion; ichak kasalligi, iflos suv orqali yuqadi.
Sil (tuberkulyoz) — Kox tayoqchasi (R. Kox 1882-yilda aniqlagan); asosan o‘pkani zararlaydi, havo-tomchi yo‘li bilan yuqadi.
Ich terlama (tif), dizenteriya — ichak infeksiyalari, iflos qo‘l, suv, oziq orqali.
Oldini olish: shaxsiy gigiyena, suvni qaynatish, oziq-ovqatni to‘g‘ri saqlash, emlash (vaksina), bemorlarni ajratish. Davolashda antibiotiklar qo‘llaniladi; ularni shifokor ko‘rsatmasisiz ichish chidamli bakteriyalar paydo bo‘lishiga olib keladi.
§6. Viruslar
Viruslar — hujayrasiz hayot shakli. 1892-yilda D. I. Ivanovskiy tamaki mozaikasi kasalligini o‘rganib, viruslarni kashf etgan.
Tuzilishi: nuklein kislota (DNK yoki RNK — ikkalasi birga emas) va uni o‘rab turgan oqsil qobiq — kapsid. Ba’zilarida tashqi lipid qobiq ham bor (gripp, OIV).
O‘z modda almashinuvi yo‘q, faqat xo‘jayin hujayrasi ichida ko‘payadi: virus nuklein kislotasi hujayraga kirib, uning ribosomalari va moddalari yordamida yangi viruslar yig‘iladi.
Bakteriofag — bakteriyalarni zararlovchi virus: dumi bilan bakteriyaga yopishib, DNKsini ichkariga kiritadi, yangi faglar hosil bo‘lgach, hujayra yorilib halok bo‘ladi.
Viruslar keltirib chiqaradigan kasalliklar: gripp, qizamiq, suvchechak, gepatit, poliomiyelit, OIV (OITS), COVID-19; o‘simliklarda tamaki mozaikasi.
Antibiotiklar bakteriyalarga ta’sir qiladi, viruslarga emas. Viruslarga qarshi asosiy chora — emlash.
Misol
Nima uchun dukkakli o‘simliklardan keyin ekilgan bug‘doy yaxshi hosil beradi?
Dukkaklilar ildizidagi tuganak bakteriyalar atmosferadagi N₂ ni bog‘laydi.
O‘simlik qoldiqlari chirigach, tuproqda azotli birikmalar to‘planadi.
Bug‘doy oqsil va nuklein kislotalar sintezi uchun shu azotdan foydalanadi.
Javob: dukkaklilar tuproqni azot bilan boyitadi — almashlab ekishning asosi shu.
Misol
Bitta bakteriya har 30 daqiqada bo‘linadi. 3 soatdan keyin nechta bakteriya bo‘ladi (hammasi tirik qolsa)?
3 soat = 180 daqiqa; bo‘linishlar soni: 180 / 30 = 6.
Har bo‘linishda son ikki barobar ortadi: N = 2ⁿ.
N = 2⁶ = 64.
Javob: 64 ta bakteriya.
Misol
Uy konservasi yaxshi qaynatilmagan; bir necha oydan keyin banka qopqog‘i ko‘tarilib qoldi. Qaysi bakteriya xavfli va nima uchun u tirik qoldi?
Banka ichida havo (kislorod) yo‘q — bu anaerob sharoit.
Anaerob botulizm qo‘zg‘atuvchisi sporalari qisqa qaynatishda nobud bo‘lmaydi.
Sporalar o‘sib, bakteriya ko‘payadi, gaz va kuchli zahar (toksin) ajratadi — qopqoq shishadi.
Javob: botulizm qo‘zg‘atuvchisi; u spora hosil qilgani va anaerob bo‘lgani uchun saqlanib qolgan, bunday konservani iste’mol qilish mumkin emas.
O‘zingizni tekshiring
Bakteriyaning halqasimon DNKsi joylashgan sohani nima deyiladi?
Bakteriya hujayra devori qaysi moddadan tuzilgan?
Spora hosil qilish ko‘payish hisoblanadimi?
Xemosintezni kim kashf etgan?
Vabo qo‘zg‘atuvchisi qanday shaklda?
Nostok qaysi guruhga kiradi?
Har 20 daqiqada bo‘linadigan bitta bakteriyadan 2 soatda nechta hujayra hosil bo‘ladi?
Viruslarni kim kashf etgan?
Ko‘p uchraydigan xatolar
Bakteriyalarda mitoxondriya yoki yadro bor deb yozish — ularda membranali organoidlar umuman yo‘q.
Sporani ko‘payish usuli deb hisoblash.
Nostok va boshqa sianobakteriyalarni o‘simlik (haqiqiy suvo‘t) deb tushunish — ular prokariotlar.
Antibiotik viruslarga ham ta’sir qiladi deb o‘ylash.
Konyugatsiyani ko‘payish deb atash — unda hujayralar soni ortmaydi, faqat genlar almashadi.
Bakteriya devorini sellyuloza yoki xitindan deb yozish.