Βακτήρια και ιοί

Ένα φίλτρο που δεν σταμάτησε τίποτα

Το 1892 ο Ρώσος βοτανολόγος Ντμίτρι Ιβανόφσκι μελετούσε μια αρρώστια των φύλλων του καπνού, που τα γέμιζε με ανοιχτά και σκούρα μπαλώματα. Έλιωσε άρρωστα φύλλα και πέρασε τον χυμό τους από ένα πορσελάνινο φίλτρο με πόρους τόσο μικρούς, που δεν περνούσε από αυτούς κανένα γνωστό βακτήριο.

Ο καθαρός χυμός που βγήκε από την άλλη μεριά αρρώσταινε κανονικά υγιή φυτά.

Κάτι μολυσματικό ήταν μικρότερο από κάθε βακτήριο και δεν φαινόταν σε κανένα μικροσκόπιο της εποχής. Λίγα χρόνια αργότερα ο Ολλανδός Μάρτινους Μπέιγερινκ του έδωσε ένα όνομα που κράτησε: ιός. Τον ίδιο τον ιό του καπνού οι επιστήμονες τον είδαν για πρώτη φορά μόνο το 1939, με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Σε αυτό το μάθημα θα δεις γιατί τα βακτήρια και οι ιοί, που συχνά τα λέμε μαζί «μικρόβια», είναι στην πραγματικότητα δύο εντελώς διαφορετικά πράγματα.

Το βακτήριο: ένα ολόκληρο κύτταρο

Ένα βακτήριο είναι ένας μονοκύτταρος οργανισμός. Είναι ένα κύτταρο, ολόκληρο και αυτόνομο: τρέφεται, παράγει ενέργεια, αναπτύσσεται και διαιρείται μόνο του.

Τι έχει:

• Κυτταρική μεμβράνη, που ελέγχει τι μπαίνει και τι βγαίνει.
• Κυτταρικό τοίχωμα έξω από τη μεμβράνη, που του δίνει σχήμα και αντοχή. Το τοίχωμα των βακτηρίων είναι φτιαγμένο από ουσίες που δεν υπάρχουν στα δικά σου κύτταρα — θα το ξαναβρείς όταν μιλήσουμε για τα αντιβιοτικά.
• Κυτταρόπλασμα με ριβοσώματα, τα μικρά «εργοστάσια» που φτιάχνουν πρωτεΐνες.
• Γενετικό υλικό (DNA), ένα μεγάλο κυκλικό μόριο που βρίσκεται ελεύθερο στο κυτταρόπλασμα. Συχνά υπάρχουν και μικρά δαχτυλίδια DNA, τα πλασμίδια.
• Πολλά έχουν και μαστίγιο, μια ουρά για να κινούνται.

Τι δεν έχει: πυρήνα. Το DNA του δεν κλείνεται μέσα σε μεμβράνη. Γι' αυτό τα βακτήρια λέγονται προκαρυωτικοί οργανισμοί, ενώ τα φυτά, τα ζώα, οι μύκητες και εσύ είστε ευκαρυωτικοί: τα κύτταρά σας έχουν πραγματικό πυρήνα.

Τα περισσότερα βακτήρια έχουν μήκος περίπου $1$ έως $5$ μικρόμετρα (μm), δηλαδή χιλιοστά του χιλιοστού. Φαίνονται με το οπτικό μικροσκόπιο του σχολικού εργαστηρίου, με μεγάλη μεγέθυνση.

Πώς πολλαπλασιάζονται. Με διχοτόμηση: το βακτήριο αντιγράφει το DNA του, μεγαλώνει και χωρίζεται στα δύο. Σε ιδανικές συνθήκες κάποια βακτήρια, όπως η Escherichia coli του εντέρου, διχοτομούνται περίπου κάθε $20$ λεπτά.

Και μια σημαντική λεπτομέρεια: τα περισσότερα βακτήρια δεν μας βλάπτουν. Στο έντερό σου ζουν τρισεκατομμύρια, περίπου όσα και τα δικά σου κύτταρα, και σε βοηθούν να χωνεύεις και να παίρνεις βιταμίνες. Μόνο λίγα είδη είναι παθογόνα, δηλαδή προκαλούν ασθένειες.

Ο ιός: γονίδια σε ένα κουτί

Ένας ιός είναι πολύ πιο απλός. Αποτελείται από:

• Γενετικό υλικό, DNA ή RNA (ποτέ και τα δύο μαζί στο ίδιο σωματίδιο).
• Ένα πρωτεϊνικό περίβλημα, το καψίδιο, που το προστατεύει.
• Σε κάποιους ιούς, όπως της γρίπης, ένα εξωτερικό έλυτρο από λιπίδια, κλεμμένο από τη μεμβράνη του κυττάρου που τους έφτιαξε.

Αυτό είναι όλο. Δεν έχει κυτταρόπλασμα, ούτε ριβοσώματα, ούτε δικό του μεταβολισμό. Δεν τρώει, δεν αναπνέει, δεν μεγαλώνει.

Οι περισσότεροι ιοί έχουν μέγεθος περίπου $20$ έως $300$ νανόμετρα (nm), δηλαδή εκατομμυριοστά του χιλιοστού. Είναι δεκάδες φορές μικρότεροι από ένα βακτήριο και φαίνονται μόνο με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Πώς πολλαπλασιάζονται. Μόνο μέσα σε ζωντανό κύτταρο, που λέγεται κύτταρο-ξενιστής:

1. Ο ιός προσκολλάται σε ένα κύτταρο, σε συγκεκριμένα σημεία της μεμβράνης του.
2. Το γενετικό του υλικό μπαίνει στο κύτταρο.
3. Το κύτταρο, «ξεγελασμένο», χρησιμοποιεί τα δικά του ριβοσώματα και τα δικά του υλικά για να φτιάξει αντίγραφα του ιού.
4. Τα νέα σωματίδια απελευθερώνονται, συχνά καταστρέφοντας το κύτταρο, και βρίσκουν νέα κύτταρα.

Υπάρχουν ιοί για κάθε ομάδα οργανισμών: για ζώα, για φυτά, ακόμα και για βακτήρια. Αυτοί οι τελευταίοι λέγονται βακτηριοφάγοι.

Βάλ' τα δίπλα δίπλα

Βακτήριο, ιός, ή και τα δύο;

Κάθε πρόταση περιγράφει ένα γνώρισμα. Πάτα την ομάδα που του ταιριάζει.

Σε ποιον ταιριάζει;

Έχει κυτταρική μεμβράνη και κυτταρόπλασμα

ΒακτήριοΙόςΚαι τα δύο

0 / 9

Γιατί μας αφορούν

Και τα δύο μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες, αλλά με διαφορετικό τρόπο:

• Ένα παθογόνο βακτήριο πολλαπλασιάζεται στους ιστούς σου, παίρνει θρεπτικά συστατικά και συχνά βγάζει τοξίνες, ουσίες που βλάπτουν τα κύτταρα. Η τοξίνη του τετάνου, για παράδειγμα, επηρεάζει τα νεύρα και προκαλεί σπασμούς.
• Ένας ιός μπαίνει στα ίδια σου τα κύτταρα και τα καταστρέφει ή τα αναγκάζει να δουλεύουν για εκείνον. Ο ιός της γρίπης, για παράδειγμα, μολύνει τα κύτταρα που στρώνουν τον αναπνευστικό σωλήνα.

Και τα δύο όμως έχουν και την άλλη πλευρά. Τα βακτήρια φτιάχνουν το γιαούρτι και το τυρί, αποικοδομούν τα νεκρά φύλλα και δεσμεύουν άζωτο για τα φυτά. Οι βακτηριοφάγοι μελετώνται ως θεραπεία για λοιμώξεις από βακτήρια που δεν υποχωρούν με φάρμακα.

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση