Bakteriecell – uppbyggnad och funktion

En bakteriecell är en prokaryot cell utan membranomsluten cellkärna. Bakterier är encelliga organismer, men deras celler har ändå avancerade system för ämnesomsättning, proteinsyntes, DNA-kopiering och anpassning till miljön.

De flesta bakterier är mycket mindre än typiska djur- och växtceller. Storleken varierar kraftigt mellan arter, men många vanliga bakterier ligger i mikrometerområdet.

Vilka delar finns i en bakteriecell?

Några strukturer är mycket vanliga hos bakterier:

• cellmembran som avgränsar cytoplasman och sköter transport och många energireaktioner,
• DNA samlat i ett område som kallas nukleoid,
• ribosomer för proteinsyntes,
• cytoplasma där många metabola reaktioner sker.

Många bakterier har dessutom en cellvägg, och vissa har kapsel, flageller, pili eller plasmider. Alla bakterier har alltså inte exakt samma uppsättning strukturer.

Var finns bakteriernas DNA?

Bakterier saknar en membranomsluten cellkärna. Den huvudsakliga kromosomen finns i stället i nukleoiden, ett område i cytoplasman.

Många bakterier har en enda huvudsakligen cirkulär kromosom, men det finns undantag med flera kromosomer eller linjära kromosomer. Det är därför bättre att beskriva en cirkulär kromosom som vanligt än som en regel utan undantag.

Vad är plasmider?

Plasmider är DNA-molekyler som kan replikeras separat från huvudkromosomen. De är ofta cirkulära och kan bära gener som ger en särskild egenskap, exempelvis en metabol förmåga eller antibiotikaresistens.

Vissa plasmider kan överföras mellan bakterier. Sådan horisontell genöverföring är en av flera mekanismer som kan sprida genetiska egenskaper i bakteriepopulationer.

Ribosomer och proteinsyntes

Bakteriers cytoplasmatiska ribosomer betecknas 70S och består av en 30S- och en 50S-subenhet. S-talet är ett mått på hur partiklar sedimenterar och kan därför inte adderas som vanliga tal.

Eftersom bakterier saknar cellkärna kan transkription och translation vara nära kopplade: ribosomer kan börja läsa ett mRNA medan det fortfarande håller på att bildas.

Cellväggen och peptidoglykan

De flesta bakterier har en cellvägg som innehåller peptidoglykan. Peptidoglykan bildar ett starkt nätverk utanför cellmembranet och hjälper cellen att behålla form och motstå osmotiskt tryck.

Det finns bakterier som avviker från denna modell. Mykoplasmer saknar till exempel den klassiska peptidoglykanbaserade cellväggen. Därför är det inte korrekt att säga att alla bakterier har en cellvägg.

Grampositiva och gramnegativa bakterier

Gramfärgning delar in många bakterier i två stora grupper utifrån hur deras cellhölje reagerar på färgningsmetoden.

Grampositiva bakterier har i typfallet ett tjockt lager peptidoglykan utanför cellmembranet och saknar gramnegativa bakteriers yttre membran.

Gramnegativa bakterier har ett tunnare peptidoglykanlager mellan det inre cellmembranet och ett yttre membran. Det yttre membranet innehåller bland annat lipopolysackarid.

Strukturen påverkar hur bakterien interagerar med omgivningen och med vissa antibakteriella ämnen. Gramstatus ensam räcker däremot inte för att avgöra vilken antibiotikabehandling som är lämplig; artbestämning, resistensläge, infektionsplats och kliniska faktorer spelar också roll.

Har bakterier mitokondrier?

Nej. Bakterier har inga mitokondrier. Många av de elektrontransportreaktioner som i eukaryota celler sker i mitokondriens inre membran är hos bakterier kopplade till cellmembranet.

Bakterier har inte heller Golgiapparat eller endoplasmatiskt nätverk av eukaryot typ.

Flageller, pili och kapsel

Vissa bakterier har flageller som används för rörelse. Pili och fimbrer kan medverka vid vidhäftning, och vissa pili deltar i överföring av DNA mellan bakterier.

En kapsel eller annan yttre slemliknande struktur kan hjälpa bakterier att fästa vid ytor och skydda mot vissa miljöpåfrestningar. Dessa strukturer finns inte hos alla arter.

Kan alla bakterier bilda endosporer?

Nej. Endosporbildning är en specialiserad egenskap hos vissa bakteriegrupper, klassiskt bland annat arter inom släkten som Bacillus och Clostridium i traditionell taxonomi.

En endospor är inte ett sätt att föröka sig. Den är ett mycket motståndskraftigt vilostadium som kan bildas när förhållandena blir ogynnsamma och senare ge upphov till en vegetativ cell när miljön åter blir lämplig.

Hur delar sig bakterier?

Många bakterier förökar sig genom binär fission. DNA kopieras, cellen växer och delas i två dotterceller.

Hur snabbt en population växer beror starkt på art och miljö. Den ofta citerade generationstiden på omkring 20 minuter gäller exempelvis vissa laboratorieförhållanden för snabbt växande Escherichia coli och är inte ett generellt värde för bakterier.

Bakteriecell och djurcell – viktiga skillnader

Egenskap	Bakteriecell	Djurcell
Cellkärna	Nej	Ja, normalt
Membranorganeller	Saknar klassiska eukaryota organeller	Ja
Ribosomer i cytoplasman	70S	80S
Peptidoglykan	Finns hos de flesta bakterier	Nej
Mitokondrier	Nej	Ja i de flesta celltyper

Bakterier kan bilda biofilmer

Många bakterier kan växa fastsittande på ytor i samhällen som kallas biofilmer. Cellerna omges då av en matris av bland annat polysackarider, proteiner och extracellulärt DNA.

Biofilmen förändrar bakteriernas lokala miljö och kan göra populationen mer motståndskraftig mot uttorkning, mekanisk bortspolning och vissa antimikrobiella behandlingar. Tandplack är ett vardagligt exempel på en komplex mikrobiell biofilm.

Biofilm är dock ett levnadssätt, inte en särskild organell som alla bakterieceller har.

Vanliga frågor om bakterieceller

Är alla bakterier farliga?

Nej. Många bakterier är harmlösa eller viktiga för ekosystem, livsmedelsproduktion och människans mikrobiota. En mindre andel kan orsaka sjukdom.

Har bakterier DNA trots att de saknar cellkärna?

Ja. DNA finns i nukleoiden och ibland även i plasmider. Skillnaden är att DNA:t inte omges av ett kärnmembran.

Har alla bakterier cellvägg?

Nej. De flesta har peptidoglykanbaserad cellvägg, men det finns välkända undantag såsom mykoplasmer.

Är gramnegativa bakterier alltid mer antibiotikaresistenta?

Nej. Det yttre membranet kan göra vissa ämnen svårare att ta sig in, men faktisk resistens beror på den enskilda bakterien och dess resistensmekanismer.