バクテリアは、多様な環境で繁殖する、微視的な単細胞生物です。これらの生物は、土壌、海、人間の腸内に住むことができます。
人間と細菌との関係は複雑です。バクテリアは、牛乳をヨーグルトに凝らしたり、消化を助けたりするなど、助けとなる場合があります。他の場合では、細菌は破壊的であり、肺炎やメチシリン耐性などの病気を引き起こします 黄色ブドウ球菌 （MRSA）。
構造
細菌（単数：細菌）は、核を欠く単純な内部構造を持つ単細胞生物である原核生物として分類され、核様体と呼ばれるねじれた糸のような塊に自由に浮遊するか、または別々に浮遊するDNAを含みます。プラスミドと呼ばれる円形の断片。リボソームは細菌細胞の球状ユニットであり、リボソームRNAにエンコードされた情報を使用して、個々のアミノ酸からタンパク質が組み立てられます。
細菌細胞は一般に、2つの保護カバー、つまり細胞外壁と細胞内膜で囲まれています。マイコプラズマのような特定のバクテリアは細胞壁を全く持っていません。一部のバクテリアは、カプセルと呼ばれる3番目の最も外側の保護層を持っている場合もあります。鞭のようなエクステンションは、バクテリアの表面を覆います。長いものはべん毛と呼ばれ、短いものはピリと呼ばれ、バクテリアが移動して宿主に付着するのを助けます。
分類
細菌の分類には、いくつかの異なる基準が使用されます。生物は、細胞壁の性質、形状、または遺伝子構成の違いによって区別できます。
グラム染色は、1884年にこの技術を開発したハンスクリスチャングラムにちなんで名付けられた、細胞壁の組成によって細菌を識別するために使用されるテストです。このテストでは、グラム陽性菌、または外膜を持たない細菌を染色します。グラム陰性菌は汚れを拾いません。例えば、 肺炎連鎖球菌 (肺炎球菌）は肺炎を引き起こし、グラム陽性菌ですが、 大腸菌 (大腸菌）および コレラ菌は、コレラを引き起こし、グラム陰性菌です。
3つの基本的な細菌の形があります。渦巻状の細菌は、適切にspirilla（単数：spirillum）と呼ばれます。バクテリアの形や構成はしばしばその名前に反映されています。たとえば、牛乳の凝乳 乳酸菌アシドフィルス 桿菌であり、肺炎を引き起こす 肺炎球菌 球菌の連鎖です。一部のバクテリアは、ストーカー、正方形、星形など、他の形をしています。
再生
コーネル大学農学生命科学大学によると、ほとんどの細菌は二分裂と呼ばれるプロセスで増殖します。このプロセスでは、「親」と呼ばれる単一の細菌細胞がそのDNAのコピーを作成し、その細胞内容を2倍にすることにより大きく成長します。次に、セルが分割され、複製されたマテリアルが押し出されて、2つの同一の「娘」セルが作成されます。
シアノバクテリアやファーミキューテスなどのいくつかの細菌種は、出芽を介して繁殖します。この場合、娘細胞は親の派生物として成長します。小さな塊として始まり、親と同じサイズになるまで大きくなり、分裂します。
二分裂や出芽後に両親や子孫に見られるDNAはまったく同じです。したがって、細菌細胞は、多くの場合周囲から、追加のDNAをゲノムに統合することにより、遺伝物質に変異を導入します。これは水平遺伝子伝達として知られています。結果として生じる遺伝的変異は、細菌が環境の変化に適応し、生存できることを保証します。
水平遺伝子導入が起こる3つの方法があります：形質転換、形質導入および接合。
トランスフォーメーションは水平遺伝子導入の最も一般的なプロセスであり、短いDNAフラグメントがドナーとレシピエントの間で交換されるときに発生します。通常、密接に関連する細菌間でのみ発生する形質導入では、ドナーとレシピエントが細胞表面の受容体を共有してDNAを転送する必要があります。接合には、細菌の細胞壁間の物理的接触が必要です。 DNAはドナー細胞からレシピエントに移動します。接合により、細菌細胞はDNAを真核細胞（多細胞生物）に移すことができます。接合は抗生物質耐性遺伝子の拡散を助けます。
人間の健康と病気における細菌
細菌は、人間の健康に有害であるだけでなく、有益でもあります。共生、または「友好的な」細菌は、私たちの体内の空間と資源を共有し、役立つ傾向があります。私たちの体には、人間の細胞の約10倍の微生物細胞があります。微生物学者のDavid A. Relmanの2012年のNatureの記事によると、最も多くの微生物種が腸内で見つかります。
人間の腸はバクテリアにとって快適な環境であり、その栄養のために十分な栄養素を利用できます。 American Journal of Gastroenterologyに掲載された2014年のレビュー記事で、著者らは、腸内細菌やその他の有用な菌株などの微生物が 大腸菌 そして 連鎖球菌、消化を助け、有害な病原体によるコロニー形成を食い止め、免疫系の発達を助けます。さらに、腸内細菌の破壊は特定の病状と関連しています。たとえば、The Lancet誌に掲載された2003年のレビューによると、クローン病の患者は腸内細菌に対する免疫応答が増加しています。
他の細菌が感染症を引き起こす可能性があります。いくつかの細菌-いわゆるグループAから 連鎖球菌, ウェルシュ菌 (ウェルシュ菌), 大腸菌 そして S 黄色ブドウ球菌 壊死性筋膜炎と呼ばれるまれに重度の軟部組織感染症（肉食性細菌と呼ばれることもあります）を引き起こす可能性があります。 Centers for Disease Control and Prevention（CDC）によると、この感染症は筋肉、神経、脂肪、血管を取り巻く組織に影響を与えます。特に早期に発見された場合は、治療できます。
抗生物質耐性
抗生物質は通常、細菌感染症の治療に使用されます。しかしながら、近年、抗生物質の不適切かつ不必要な使用により、抗生物質耐性菌のいくつかの株の蔓延が促進されています。
抗生物質耐性の場合、感染性細菌は以前に有効であった抗生物質の影響を受けなくなります。 CDCによると、米国では少なくとも200万人が毎年抗生物質耐性菌に感染しており、少なくとも23,000人が死亡しています。
ウィスコンシン大学病院とマディソン退役軍人病院の感染症医であり病院の疫学者であるクリストファークリニク博士は、「現在考えられるほとんどの感染症は、ある程度の耐性に関連していると確認されています」と述べた。 「現在、耐性菌による感染が臨床的に懸念されていない感染症はほとんどありません。」
たとえば、MRSAは、悪名高い抗生物質耐性菌株の1つです。それは治療に使用されるメチシリンおよび他の抗生物質に抵抗します ブドウ球菌 感染症は、主に皮膚との接触によって獲得されます。 MRSA感染症は、病院や老人ホームなどの医療施設で発生し、肺炎や血流感染症につながる可能性があります。 MRSAは地域社会にも広がっています。特に、露出した皮膚、その他の身体的接触が多く、アスリート間やタトゥーパーラー、デイケア施設や学校などで共有機器を使用している状況です。市中感染MRSAは、ほとんどの場合、深刻な皮膚感染症を引き起こします。
抗生物質耐性との闘いの重要な側面は、それらの使用に注意することです。 「抗生物質をインテリジェントに使用することは私たちにとって非常に重要です」とCrnich氏はLiveScienceに語った。 「明確な細菌感染がある場合にのみ抗生物質を使用したいのです。」
この記事は、2019年4月25日、Live Science寄稿者Rachel Rossによって更新されました。
