Бактерии

Мисля, че всички сме чували термина бактерии. Нормално ги свързваме с негативни неща. Под бактерии разбираме микроби. Свързваме ги с микроби и те наистина са и водят до редица негативни последици. Или поне в общия случай хората смятат, че те имат отрицателно въздействие. Нека ги изброим всички, за да сме сигурни, че знаем, каквото трябва. Лошите неща, които правят, е да причиняват голям брой заболявания: туберкулоза, лаймска болест. Мога да продължавам и продължавам. Знаеш, че почти винаги... трябва да внимавам. Когато хората говорят за инфекция, тя често е причинена от бактерии. Също може да е следствие и от вирус. Инфекцията като цяло е всичко, което влиза в организма, използва тялото ни, за да се възпроизвежда и ни разболява. Ще запиша бактериална инфекция. Бактериална инфекция. Лошата слава на бактериите вероятно е причината защо за всеки сапун се казва, че действа антибактериално. Производителите на сапун знаят, че като правило бактериите се приемат като нещо вредно. Ще кажеш: "Ок, Сал, виждам накъде отиваш." Бактериите не винаги са лоши. Бактериите имат и положителни страни. Например, мога да добавя малко кисело мляко или да добавя бактерии в малко прясно мляко, които ще заквасят млякото и ще получим йогурт. Това очевидно е нещо добро. Нещо вкусно за ядене. Вероятно знаеш, че в червата ти има бактерии, които подпомагат храносмилането. И това е така. Но въпреки тези примери, продължавам да смятам бактериите за лошо нещо. Няма да взема страна в този дебат нито ще водим този спор в тези учебни клипове. Може да направя цяла поредица клипове, в които да взимам страна, но това няма да е в този клип. Само ще посоча, че човешкият организъм съдържа много голям брой бактерии. Не само в червата. Не само червата или киселото мляко, което вероятно ядеш, или плаката по зъбите ти, която е причинена от бактерии. Този урок е създаден за бактериите, които евентуално причиняват кариеси и всичко останало. И не са само пъпките по лицето. Бактериите всъщност представляват по-голямата част от клетките на телата ни. За всички това е поразителен факт. На всяка клетка от човешкото тяло, на една твоя отделна клетка, за всяка от клетките ти, които носят твоето ДНК и имат ядра – ще говоря за това след малко – се падат 20 бактерии. Сега, твоята реакция е да кажеш: "Ок, справедливо е, но тези бактерии трябва да са много по-малки от човешките клетки, така че те са много малка част от масата ми." И това е вярно. Бактериите не представляват по-голямата част от нашата маса, но като брой действащи клетки те са повече. Но дори да премахнем всичката вода от тялото си, бактериите ще бъдат около 10% от твоето тегло. Аз тежа около 68 кг. Имам около 7 кг. бактерии, които се разхождат с мен. Обикновено си представяме, че бактериите един вид се "возят" върху нас, но по-скоро ние сме в симбиоза. Ние сме нещо като две същества, но не просто две същества, а два вида същества, живеещи заедно, защото нямам само един вид бактерия в себе си. Имам хиляди видове бактерии по себе си. Има голямо разнообразие, а ние просто драскаме по повърхността по отношение на броя, типа и разнообразието на бактерии, което съществува. Говорейки много за бактериите, се надявам да осъзнаеш, че те са много важни за съществуването ни. За да е сигурно, че разбираме важността на това, в предното видео разглеждах това отново – имаме от порядъка на 10 до 100 трилиона човешки клетки. Щом за всяка една наша клетка има 20 бактерии, значи говорим за порядъка на 200 до 2 хиляди триилиона бактерии по нас по всяко време. Имам добра хигиена. Къпя се всеки ден и въпреки това не е възможно някак да ги премахнеш. Даже нещо повече, не е нужно да ги премахваш. Достатъчно по тази тема. Сега вероятно ще попиташ: "Ок, Сал, разбрах, че бактериите са важни. Но как изглеждат действително? Те са тези малки едноклетъчни организми. Моята бактерия е това тук. Те са различни от клетките, които ни изграждат. Като казвам нас, говоря за всички растения, животни, гъбички, гъби. Голямата разлика или това, което хората първо забелязват, е, че всички еукариоти, включващи растения, животни и гъби, цялата им ДНК е вътре в ядрото – имат клетъчно ядро. Ето това ядро ето тук. Ядро. ДНК-то ни нормално е във вид на хроматин. То просто е разпръснато по някакъв такъв начин. В бактериите – първоначално клетките били класифицирани дали имат ядро, или нямат ядро – в тях няма мембрана около ДНК-то. Това, което имат, е просто голям сноп от ДНК. Те просто имат този голям сноп от ДНК. Понякога всичко е в една компактна структура, наречена нуклеоид. Всеки път, когато погледнем нещо, и си кажем: "О, това няма..." Съществува това схващане, че ние сме някак по-висши или по-напреднали същества. Но реалността е, че бактериите са се разпространили в много повече екосистеми, във всяка част от планетата, повече от еукариотите, и съществува много по-голямо разнообразие при бактериите, отколкото при еукариотите. Затова, от тази гледна точка, те са по-успешни организми. Ако някаква комета удари Земята, не дай боже, организмите, които е по-вероятно да оцелеят, са бактериите, а не еукариотите, които имат това по-голямо – не винаги е по-голямо – но организмите, които има това ядро и имат органели, оградени с мембрани, като митохондриите и така нататък. Ще говорим за това повече в бъдещето. Бактериите, в по-голямата си част, са просто големи торби цитоплазма. Имат свое ДНК. Те имат рибозоми, защото трябва да синтезират протеини, както го правим всички останали. Част от тези протеини ще изградят... някои ще изградят тези камшичета, които са опашки, които им позволяват да се движат. Те също имат тези неща, наречени пили. Пили е множественото на пила или фимбрии, така че това са пили. Ще видим само след малко, че тези пили позволяват, това е един вид възможност за бактериите да имат генетична изменчивост на популацията си. Всъщност, ще направя вметка. Ще посоча бактерии, които нямат клетъчна стена. Те всъщност са друг клас, който е бил категоризиран като тип бактерия, наречени са „Археи“. Ако трябва да сме честни, те са вид доведено дете. Преди са били наричани „Aрхеа бактерия“, но сега хората разбират, след като изследвали тяхното ДНК, защото, когато първоначално са ги наблюдавали, са казали ок, тези приятелчета също нямат ядра и тяхното ДНК е разпиляно наоколо. Това трябва да е форма на бактерия. Но сега можем да анализираме ДНК-то на организмите и така се оказва, че че те всъщност са доста различни. Но и бактериите, и археите, се считат за прокариоти. И това просто означава, че те нямат ядро. Нямат ядро и, както най-често се има предвид от повечето хора, те нямат органели, оградени с мембрани, каквито клетките ни имат. Следващият ти въпрос, може би е: "Как се възпроизвеждат бактериите?" Те използват процес, който не е много различен от митозата, Наричаме го двоично деление. Няма да се задълбочавам в механизма, но идеята е доста проста. Нека това тук е една бактерия. Тя прави точно копие на ДНК-то си, така че тук ще има две ядра и после цитоплазмата по същество се разделя или тук се получава един вид вгъване. Разделя се и после имаме две такива. Имаме две от тях тук. После всяка една клетка може да кодира протеините, необходими за произвеждането на всички допълнителни придатъци – камшичето, което е тази дълга опашка, помагаща им да се движат. И това всъщност е очарователно, защото работи в толкова малък мащаб, но все пак някак успява да извършва това движение. Дори при този доста малък мащаб, използвайки много примитивен, не трябва да казвам примитивен, не искам да давам оценки, но като се ползват – разбираш, тези камшичета са от порядъка на няколко нанометра, от порядъка на десетки нанометра ширина. Така че не са ти нужни много атоми, за да се справиш, но все пак можеш да получиш този вид вълнообразно движение, което движи бактериите. Сега ще кажеш: "Хей, Сал, в първото видео за еволюцията каза, че виждаме еволюцията всеки ден и бактериите са пример за това." Когато използваме антибиотик, смятаме, че ще помогне да премахнем бактериите, но ако една бактерия има някакъв вид устойчивост, то тя ще оцелее. Как тези организми постигат тази изменчивост?" Единият начин, чрез който всички организми могат да се изменят, е ако се случи мутация. Бактериите се копират толкова бързо, те се възпроизвеждат така бързо, че дори да има една мутация на хиляда, тогава, когато имаш милион бактерии, ще имаш хиляди мутации. Така че те претърпяват мутации, но също наблюдаваме и процес – не искам да го наричам полово размножаване, защото не е полово размножаване. Те не образуват гамети, които да се оплождат взаимно, а после да се получават зиготи. Но две бактерии могат да са в близост една с друга и една от пилите им – ще ги направя тук. Пилите са тези малки елементи отвън на бактерията. Те наистина са тези малки тръбички. Една от пилите може да свърже една бактерия към друга и след това, по същество, имаме смесване на това, което е вътре в едната бактерия, с другата. Ще нарисувам тези нуклеоиди. Те имат и тези други части само от ДНК, които са тук, наречени плазмиди. Имат тези циклични молекули ДНК. Може би този приятел има този много ценен плазмид. Има го отнякъде и така може да прави неща, които този приятел не може. Може би това е R плазмид, за който е известно, че прави бактериите устойчиви на голяма част от антибиотиците. И това, което се случва, е, че бактерията – в действителност има механизъм, по който бактериите разбират, че този приятел няма R плазмид. Едва в наши дни учените започват да разбират какво се случва. На практика този ще се копира и ще даде на този приятел копие от R плазмида. Би могло също да имат тези неща – транспозони. Ще направя цяло видео за тях, защото ние също имаме транспозони. Но има части от ДНК, които могат да прескачат от една част, от един участък на ДНК на друга, и също могат да се окажат и в другата клетка. Така че това не е точно полово размножаване, но по същество представлява връзка, и тези бактерии постоянно си разменят ДНК, ДНК скача напред и назад, така че можеш да си представиш, че се получават всякакви комбинации на ДНК в рамките на това, което наричаме бактериален вид, и много бързо може да се обърнат към многобройните видове и да развият устойчивост към различни неща. Ако това ги прави устойчиви на някой антибиотик, може да се предаде информацията за синтеза на тези устойчиви протеини или каквото е, към други бактерии. Така че това е един вид форма за въвеждане на изменчивост. Когато се прехвърлят неща през тази пила, в мн.ч. се наричат пили, това се нарича конюгация – бактериална конюгация. Последното нещо, за което искам да говоря, е нещо, за което си чувал/а много, са антибиотиците. Много хора, когато се разболеят, първото нещо, което те искат да вземат, е антибиотик. Антибиотиците са цял клас химични вещества и съединения, някои от тях получени по естествен път, някои не, които убиват бактериите. Ако на някого му предстои хирургична операция, вместо да се притесняват за инфекция, лекарите предписват антибиотици, за да го предпазят от поява на бактериална инфекция. Но въпросът е как са били открити антибиотиците и откъде идват те? Откривателят им е Александър Флеминг. Ще го запиша. Много е важно, защото откриването на антибиотиците, според мен, е най-важното откритие в медицината досега. Александър Флеминг. Той изучавал – мисля, че са били стафилококи. Забравих за кои бактерии, но използвал петриеви панички. Ще нарисувам петриева паничка. Те са малки и кръгли. Има хранителни вещества, върху които бактериите да се развиват. Да кажем, че бактериите, досещаш се, се развивали в тази петриева паничка. Той ги оставил и когато се върнал в лабораторията, видял, че са се развили мухъл и гъби, един вид синьо-зелени плесени били пораснали в центъра на петриевата паничка. И бактериите били – имало празно пространство около тях и бактериите не можели да са близко до това. И този мухъл, тази плесен, била наречена „Пеницилиум“, пеницилинова плесен. Флеминг имал познанията, за да разбере какво се случва. Той взел мостра от тях и ги култивирал, което означава, че ги накарал да растат и наблюдавал какво са. Това било Пеницилиум. Той осъзнавал, че тези плесени трябва да имат нещо, някакъв химикал, който изпускат, и който убива бактериите около тях, и не позволява на бактериите да ги приближават. Това довело до откриването на пеницилина. Станало в края на 20-те години на миналия век. След това започнала Втората световна война и хората имали огнестрелни рани, трябвало да се правят ампутации, какво ли не, но за първи път те можели в действителност да дадат на хората антибиотик и не се тревожели за – или те продължавали да се тревожат за възможните инфекции, но не чак толкова много, както преди. И сега, ти знаеш, ако имаш бактериална инфекция, туберкулоза лаймска болест или нещо друго, лечението на всичко включва вземането на антибиотици. И има много, много повече видове антибиотици, идващи от много повече различни източници, но основната идея е същата. Искаме да убием бактериите. Въпреки че не искаме да убием всички бактерии, защото някои от тях са полезни. В действителност, ние сме създадени от голям брой бактерии. Не знам дали споменах това по-рано във видеото. Има бактерии по нашата кожа, които помагат да се премахва мазнината, овлажняват и правят кожата хубава и еластична. Така че, разбираш, начинът да ги разглеждаме е, че може да са както вредни, така и полезни, или може да гледаш на тях като нещо по средата, но това, което ме удивлява най-много, е, че живеем в симбиоза с тях. Помня, когато гледах епизод на филма "Стар трек", където имаше тези хора от някаква извънземна раса. Жан-Люк Пикар имаше – те се блъснаха в тях. Те изглеждаха много човекоподобни. Но се оказа – ще нарисувам тези хора – оказа се, че те имат някакви буболечки в мозъчния си ствол. Те имаха тези големи насекоми в мозъчния си ствол, насекомите започнаха да заразяват екипажа на Ентърпрайс и те контролираха мозъците им и ги караха да се държат странно, което изглежда много странна извънземна концепция за насекоми, които живеят в нас и заразяват мозъците ни и нас по някакъв начин. Но ако наистина помислиш за това, което се случва, тук не става въпрос за една малка буболечка, а за порядък от милиарди. Хиляди от милионите микроби са с нас нас всеки ден и те определят какво сме ние. Имам предвид, че записвам това видео заедно или може би дори да кажа, че бактериите записват видеото, или поне бактериите имат частично отговорност. Знаем, че бактериите могат да засегнат даже нашето психическо състояние. Има цял куп изследвания как някои типове бактерии могат да причинят шизофрения. Същото е и при сифилиса. Бактериите могат да причинят депресия. Лаймската болест, знаем, че когато си в късната ѝ фаза може да засегне психичното състояние на човека, който има инфекцията, така засяга и всяка една част от това, което сме. Имам предвид, че би било трудно дори да се говори за отделния човек, без да имаме предвид тези 10% от нашата маса или 2000 трилиона клетки, или 2000 трилиона бактерии , които наистина ни изграждат.