Przygotowujesz się do egzaminu z biologii? Zmuszona do pozostania w łóżku z powodu grypy i ciekawi, jaki rodzaj drobnoustrojów powoduje, że zachorujesz? Chociaż bakterie i wirusy mogą powodować choroby w podobny sposób, w rzeczywistości są to bardzo różne organizmy o bardzo różnych właściwościach. Poznanie różnicy między nimi może pomóc ci być na bieżąco z leczeniem, które przechodzisz, i lepiej zrozumieć złożone systemy biologiczne, które cały czas działają w twoim ciele. Możesz dowiedzieć się, jak odróżnić bakterie od wirusów, nie tylko zapoznając się z podstawowymi informacjami na ich temat, ale także badając je pod mikroskopem i odkrywając więcej na temat ich składu i funkcji.
Krok
Część 1 z 2: Uczenie się różnicy
Krok 1. Poznaj podstawowe różnice
Istnieją duże różnice między bakteriami i wirusami pod względem wielkości, pochodzenia i wpływu na organizm.
- Wirusy to najmniejsza i najprostsza forma życia; Wirusy są 10 do 100 razy mniejsze niż bakterie.
- Bakterie to organizmy jednokomórkowe, które mogą żyć zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz innych komórek. Bakterie mogą żyć bez komórki gospodarza. W przeciwieństwie do tego, wirusy są po prostu organizmami wewnątrzkomórkowymi, co oznacza, że mogą przenikać do komórki gospodarza, a następnie żyć wewnątrz komórki. Wirusy działają poprzez zmianę materiału genetycznego komórki gospodarza z jej normalnej funkcji na produkcję samego wirusa.
- Antybiotyki nie mogą zabijać wirusów, ale mogą zabić większość bakterii, z wyjątkiem bakterii, które stały się oporne na antybiotyki. Niewłaściwe i nadużywanie antybiotyków może prowadzić do oporności bakterii na antybiotyki. Antybiotyki będą mniej skuteczne przeciwko bakteriom, które mogą być szkodliwe. Bakterie Gram-ujemne są bardzo odporne na leczenie antybiotykami, ale niektóre antybiotyki mogą je zabić.
Krok 2. Rozpoznaj różnice w zakresie reprodukcji
Wirusy muszą mieć żywego żywiciela, aby się rozmnażać, na przykład rośliny lub zwierzęta. Tymczasem większość bakterii może rosnąć na powierzchniach nieożywionych.
- Bakterie mają cały „wyposażenie” (organelle komórkowe) potrzebne do wzrostu i reprodukcji, zwykle rozmnażają się bezpłciowo.
- W przeciwieństwie do tego, wirusy zasadniczo przenoszą informacje – na przykład DNA lub RNA owinięte w białkową powłokę i/lub błonę. Wirusy do reprodukcji wymagają wyposażenia komórki gospodarza. „Nogi” wirusa przykleją się do powierzchni komórki, a materiał genetyczny zawarty w wirusie zostanie przeniesiony do komórki. Innymi słowy, wirusy nie są tak naprawdę „żywymi” rzeczami, ale zasadniczo informacjami (DNA lub RNA), które unoszą się, dopóki nie znajdą odpowiedniego gospodarza.
Krok 3. Ustal, czy organizm ma korzystny wpływ na organizm
Choć trudno w to uwierzyć, istnieje tak wiele maleńkich organizmów, które żyją w naszych ciałach (ale poza nimi). W rzeczywistości, pod względem czystej liczby komórek, zdecydowana większość ludzi stanowi około 90% życia drobnoustrojów i tylko 10% komórek ludzkich. Wiele bakterii żyje spokojnie w naszych ciałach; niektóre pełnią nawet bardzo ważne funkcje, takie jak wytwarzanie witamin, rozkładanie odpadów i wytwarzanie tlenu.
- Na przykład większość procesu trawiennego jest przeprowadzana przez rodzaj bakterii zwanych „florą jelitową”. Bakterie te pomagają również utrzymać równowagę pH w organizmie.
- Chociaż wiele osób zna „dobre bakterie” (takie jak flora jelitowa), istnieją również „dobre” wirusy, takie jak bakteriofagi, które „porywają” mechanizm komórki bakteryjnej i zabijają komórki. Naukowcy z Yale University stworzyli wirusa, który może pomóc zabić guzy mózgu. Jednak większość wirusów nie okazała się zdolna do wykonywania funkcji korzystnych dla ludzi. Zazwyczaj wirusy są tylko szkodliwe.
Krok 4. Sprawdź, czy organizm spełnia kryteria życia
Chociaż nie ma dokładnej oficjalnej definicji tego, co nazywa się życiem, naukowcy zgadzają się, że bez wątpienia bakterie są żywymi istotami. Tymczasem wirusy są bardziej jak zombie: nie martwe, ale zdecydowanie nie żywe. Na przykład wirusy mają pewne cechy charakterystyczne życia, takie jak obecność materiału genetycznego, ewoluują w czasie poprzez dobór naturalny i mogą się rozmnażać poprzez replikację. Jednak wirusy nie mają własnej struktury komórkowej ani metabolizmu; Wirusy potrzebują komórki gospodarza, aby się rozmnażać. Innymi słowy, wirusy są zasadniczo nieożywione. Rozważ następujące:
- Gdy wirus nie zaatakował komórek innych organizmów, w zasadzie wirus jest całkowicie nieaktywny. W ciele wirusa nie ma procesów biologicznych. Wirusy nie mogą metabolizować składników odżywczych, wytwarzać i wydalać odpadów ani samodzielnie się przemieszczać. Innymi słowy, wirusy są bardzo podobne do obiektów nieożywionych. Wirusy mogą przez długi czas pozostawać w stanie „martwym”.
- Kiedy wirus wejdzie w kontakt z atakującą komórką, wirus przyłącza się, a enzym białkowy rozpuszcza ścianę komórkową, dzięki czemu wirus może kierować swój materiał genetyczny do komórki. Na tym etapie, gdy wirus przejmuje kontrolę nad komórką, aby się rozmnażać, zaczyna wykazywać jedną ważną cechę życia: zdolność do przenoszenia materiału genetycznego na następne pokolenie, dzięki czemu wytwarza więcej organizmów, które są dokładnie takie jak sam wirus.
Krok 5. Zidentyfikuj najczęstsze przyczyny chorób od bakterii i wirusów
Jeśli masz chorobę i wiesz, co to jest, ustalenie, czy masz bakterię lub wirusa, może być tak proste, jak sprawdzenie informacji o samej chorobie. Typowe choroby o przyczynach bakteryjnych i wirusowych obejmują:
-
Bakteria:
Zapalenie płuc, zatrucie pokarmowe (zwykle wywołane przez E. coli), zapalenie opon mózgowych, angina, infekcje ucha, infekcje ran, rzeżączka.
-
Wirus:
grypa, ospa wietrzna, przeziębienie, wirusowe zapalenie wątroby typu B, różyczka, SARS, odra, ebola, HPV, opryszczka, wścieklizna i HIV (wirus wywołujący AIDS).
- Pamiętaj, że niektóre choroby, takie jak biegunka i grypa, mogą być wywoływane przez każdy rodzaj organizmu.
- Jeśli nie znasz dokładnej choroby, trudniej będzie odróżnić bakterie od wirusów, ponieważ objawy każdego organizmu mogą być trudne do odróżnienia. Zarówno bakterie, jak i wirusy mogą powodować nudności, wymioty, podwyższoną temperaturę ciała, zmęczenie i złe samopoczucie. Najlepszym (a czasem jedynym) sposobem ustalenia, czy masz infekcję bakteryjną lub wirusową, jest wizyta u lekarza. Lekarz wykona badania laboratoryjne, aby określić, jaki rodzaj infekcji masz.
- Jednym ze sposobów ustalenia, czy masz wirusa, czy bakterię, jest ocena skuteczności obecnego leczenia antybiotykami. Antybiotyki, takie jak penicylina, mogą pomóc tylko w przypadku infekcji bakteryjnej, a nie infekcji wirusowej. Dlatego antybiotyki można przyjmować tylko wtedy, gdy przepisał je lekarz.
- Większość infekcji i chorób wirusowych, w tym przeziębienie, jest nieuleczalna, ale istnieją leki przeciwwirusowe, które często mogą pomóc w opanowaniu lub ograniczeniu objawów i nasilenia choroby.
Krok 6. Użyj tej prostej tabeli, aby zbadać podstawowe różnice między bakteriami a wirusami
Chociaż jest więcej różnic niż wymienione tutaj, poniżej znajdują się najważniejsze z nich
| Organizm | Rozmiar | Struktura | Metoda reprodukcji | Obsługiwanie | Życie? |
|---|---|---|---|---|---|
| Bakteria | Większy (około 1000 nanometrów) | Pojedyncza komórka: ściana komórkowa peptydoglikanu/polisacharydu; Błona komórkowa; rybosomy; Swobodnie unoszące się DNA/RNA | Bezpłciowy. Naśladuj DNA i rozmnażaj się przez rozszczepienie (rozszczepienie). | Antybiotyki; antybakteryjny środek do sterylizacji zewnętrznej | tak |
| Wirus | Mniejszy (20-400 nanometrów) | Cellless: prosta struktura białka; brak ścian komórkowych lub błon komórkowych; bez rybosomów, DNA/RNA owinięte w białkową powłokę | Porywa komórki gospodarza, czyniąc je duplikatami wirusowego DNA/RNA; nowy wirus jest usuwany z komórki gospodarza. | Nie ma znanego lekarstwa. Szczepionki mogą zapobiegać chorobom; objawy mogą być leczone. | Nieznany; nie spełnia ogólnego standardu życia. |
Część 2 z 2: Analiza cech mikroskopowych
Krok 1. Poszukaj obecności komórki
Pod względem budowy bakterie są bardziej złożone niż wirusy. Bakterie to organizmy znane jako jednokomórkowe. Oznacza to, że każda bakteria składa się tylko z jednej komórki. Z drugiej strony ludzkie ciało zawiera biliony komórek.
- Tymczasem wirusy w ogóle nie mają komórek. Wirusy składają się ze struktury białkowej zwanej kapsydem. Chociaż ten kapsyd zawiera materiał genetyczny wirusa, brakuje mu prawdziwych cech komórki, takich jak ściana komórkowa, białka nośnikowe, cytoplazma, organelle i tak dalej.
- Innymi słowy, jeśli patrzysz na komórkę pod mikroskopem, patrzysz na bakterie, a nie na wirusy.
Krok 2. Sprawdź wielkość organizmu
Jednym z najszybszych sposobów na odróżnienie bakterii od wirusów jest sprawdzenie, czy można je zobaczyć za pomocą normalnego mikroskopu. Jeśli to widzisz, to nie jest wirus. Wirusy są na ogół około 10 do 100 razy mniejsze niż normalne bakterie. Wirusy są tak małe, że nie można ich zobaczyć pod zwykłym mikroskopem poza ich wpływem na komórkę. Aby zobaczyć wirusy, potrzebujesz mikroskopu elektronowego lub innego mikroskopu o bardzo dużej mocy.
- Bakterie są prawie zawsze znacznie większe niż wirusy. W rzeczywistości największe wirusy są tak duże, jak najmniejsze bakterie.
- Bakterie mają zwykle wymiary od jednego do kilku mikrometrów (ponad 1000 nanometrów). W przeciwieństwie do tego większość wirusów ma rozmiar mniejszy niż 200 nanometrów, co oznacza, że nie można ich zobaczyć za pomocą większości istniejących mikroskopów.
Krok 3. Zbadaj rybosomy (i brak innych organelli)
Chociaż bakterie mają wiele komórek, nie są to komórki złożone. Bakterie nie mają jądra ani organelli innych niż rybosomy.
- Rybosomy można znaleźć, szukając małych, prostych organelli. Na obrazie komórki rybosomy są zwykle reprezentowane przez kropki i kółka.
- Natomiast wirusy nie mają żadnych organelli, w tym rybosomów. W rzeczywistości, poza zewnętrznym kapsydem białkowym, kilkoma prostymi enzymami białkowymi i materiałem genetycznym w postaci DNA/RNA, w strukturze większości wirusów nie ma zbyt wiele.
Krok 4. Obserwuj cykl reprodukcyjny organizmu
Bakterie i wirusy nie są jak większość zwierząt. Obaj nie uprawiają seksu ani nie wymieniają informacji genetycznych z innymi organizmami tego samego typu w celu rozmnażania. Nie oznacza to jednak, że bakterie i wirusy rozmnażają się w ten sam sposób.
- Bakterie rozmnażają się bezpłciowo. Aby się rozmnażać, bakterie replikują własne DNA, wydłużają się i dzielą na dwie komórki potomne. Każda komórka potomna otrzymuje kopię DNA, dzięki czemu staje się klonem (doskonałą kopią). Zwykle można zobaczyć ten proces pod mikroskopem. Każda komórka potomna będzie rosła i ostatecznie podzieliła się ponownie na dwie komórki. W zależności od gatunku bakterii i warunków zewnętrznych bakterie mogą w ten sposób bardzo szybko się rozmnażać. Możesz zobaczyć ten proces pod mikroskopem i odróżnić bakterie od zwykłych komórek.
- Z drugiej strony wirusy nie mogą się samodzielnie rozmnażać. Zamiast tego wirus atakuje inne komórki i wykorzystuje system w ciele do tworzenia nowych wirusów. W końcu powstaje tak wiele wirusów, że zaatakowana komórka pęka i umiera, uwalniając nowe wirusy.
Powiązany artykuł
- Wykonywanie barwienia metodą Grama
- Rozpoznawanie infekcji wirusowej na komputerze
