2. Морфологія, розміри, хімічний склад клітин бактерій. Клітинна стінка

Більшість бактерій мають або сферичну форму, так звані коки (від грецького слова kókkos — зерно або ягода), або паличковидну, так звані бацили (від латинського слова bacillus — паличка). Деякі паличковидні бактерії (вібріони) дещо зігнуті, а інші формують спіральні завитки (спірохети). Вся ця різноманітність форм бактерій визначається структурою їх клітинної стінки та цитоскелету ^[1]. Ці форми важливі для функціонування бактерій оскільки вони можуть впливати на здатність бактерій отримувати живильні речовини, прикріплятися до поверхонь, рухатися і рятуватися від хижаків . Бактерії можуть мати великий набір форм та розмірів (або морфологій). За розміром бактерійні клітини звичайно в 10 разів менші, ніж клітини еукаріотів, звичайно маючи тільки 0,5-5,0 μм у своєму найбільшому розмірі, хоча гігантські бактерії, такі як Thiomargarita namibiensis та Epulopiscium fishelsoni, можуть виростати до 0,5 мм у розмірі та бути видимими неозброєним оком. Найменшими вільно-живучими бактеріями є мікоплазми, члени роду Mycoplasma, лише 0,3 μм у довжину, приблизно рівні за розміром найбільшим вірусам ^[3].

Дрібний розмір важливий для бактерій, тому що він призводить до великого співвідношення площі поверхні до об'єму, що допомогає швидкому транспорту живильних речовин і виділенню відходів. Низьке співвідношеннях площі поверхні до об'єму, навпаки, обмежує швидкість метаболізму мікробу. Причина для існування великих клітин невідома, хоча здається, що великий об'єм використовується перш за все для зберігання додаткових живильних речовин. Однак, існує і найменший розмір вільно-живучої бактерії. Згідно з теоретичними підрахунками, сферична клітина діаметром менше 0,15-0,20 мкм стає нездатною до самостійного відтворення, оскільки в ній фізично не вміщуються всі необхідні біополімери і структури в достатній кількості. Нещодавно були описані нанобактерії (та схожі наноби і ультрамікробактерії), що мають розміри менше «припустимих», хоча факт існування таких бактерій все ще залишається під сумнівом. Вони, на відміну від вірусів, здатні до самостійного росту і розмноження, але вимагають отримання ряду живильних речовин, які вони не можуть синтезувати, від клітини-хазяїну

Як в інших організмах, бактеріальна клітинна стінка забезпечує структурну цілісність клітини. У прокаріотів, первинна функція клітинної стінки — захист клітини від внутрішнього тургору викликаного набагато вищими концентраціями білків та інших молекул усередині клітини порівняно з оточенням. Бактерійна клітинна стінка відрізняється від стінки всіх інших організмів наявністю пептидоглікану (ролі-N-ацетилглюкозамін і N-ацетомурамієва кислота), який розміщується безпосередньо за межами цитоплазмитичної мембрани. Пептидоглікан відповідає за жорсткість бактеріальної клітинної стінки і частково за визначення форми клітини. Він відносно пористий і не протидіє проникленню малих молекул. Більшість бактерій мають клітинні стінки (з декількома виключеннями, наприклад мікоплазма та споріднені бактерії), але не всі клітинні стінки мають таку ж саму структуру. Існує два головних типи бактеріальних клітинних стінок, у грам-позитивних і грам-негативних бактерій, які відрізняються за допомогою фарбування за Грамом.