Náttúrufræðingurinn - 1986, Síða 40

þúsundustu úr millimetra í þvermál (1.
mynd). Þessi bakteríufruma er um
2000 sinnum minni en meðalstór
fruma í mannslíkamanum. Bakteríu-
fruman er umlukin þykkum, sterkum
vegg, sem er settur saman úr fremur
gisnu neti stórsameinda. Innan veggj-
arins er örþunnt hýði eða himna sem
gerð er úr prótínum og fitusam-
eindum. Himnan ræður ferð sameinda
inn í frumuna og út úr henni. Hún er
gegndræp fyrir sumar lífrænar sam-
eindir en heldur öðrum. Öll næringar-
efni frumunnar verða að fara í gegnum
þessa himnu. Innflutningur sumra
bestu næringarefnanna, t. d. þrúgu-
sykurs og mjólkursykurs, er hvataður
af sérstökum prótínum sem sitja í
himnunni.
Næringarþarfir þessarar bakteríu
eru einfaldar. Hún þrífst ágætlega á
ólífrænum söltum og þrúgusykri. Önn-
ur lífræn næringarefni en sykurinn þarf
hún ekki, því líkt og sveppurinn
Neurospora getur hún sjálf búið til
allar þær lífrænar sameindir sem nauð-
synlegar eru fyrir lífsstarfsemina. Sé
hins vegar gagnlegum lífrænum efnum
eins og t. d. amínósýrum bætt í ætið,
þá gleypir bakterían við þeim og spar-
ar sér það efni og þá orku sem það
hefði annars kostað hana að búa þær
til sjálf. Bakterían nærist og vex og
skiptir sér loks í tvær álíka stórar frum-
ur. Þær vaxa og skipta sér báðar í tvær
frumur og þannig koll af kolli. Þegar
nóg er að bíta og brenna eru ekki
nema um 20 mínútur á milli frumu-
skiptinga. Ein baktería getur því
eignast milljón afkomendur á aðeins 7
klukkustundum. Og bakteríurnar
halda áfram að skipta sér á meðan
aðstæður leyfa. í vökvarækt geta að
lokum verið nokkrir milljarðar bakt-
ería í hverjum millilítra. Menn geta
síðan skemmt sér við að reikna, hve
margar bakteríurnar yrðu og hve mik-
ið færi fyrir þeim, ef þær fengju að
fjölga sér viðstöðulaust með þessum
hraða í svo sem tvo sólarhringa. En
það er m. a. þessi mikli vaxtarhraði
sem gerir bakteríurnar hentugar til
ýmiss konar líffræðilegra rannsókna.
Ljóst er að þessar litlu lífverur eru
geysilega afkastamiklar við að breyta
einföldum næringarefnum sínum í þau
efni sem þær nota til viðhalds síns
eigin skipulags, til vaxtar og til fjölg-
unar. Þekking manna á efnaskiptum
bakteríufrumunnar er nú orðin býsna
mikil. Eftir því sem menn vita best
framleiðir fyrrnefnd baktería á annað
þúsund tegundir prótína. Flest prótín-
anna eru ensím sem annast smíð
smárra og stórra sameinda, um-
breytingar á sameindum o. s. frv. En
prótín eru líka notuð sem bygging-
arefni í frumunni, til flutnings á sam-
eindum inn í frumuna og til þess að
stjórna starfsemi erfðaefnisins. Hvert
prótín hefur sérstöku hlutverki að
gegna. Hinn mikli fjöldi prótína sem
starfar í bakteríufrumu er því öruggt
merki um fjölbreytilega starfsemi
hennar. Nú eru prótín mjög stórar
sameindir. Flest þeirra eru sett saman
úr nokkur hundruð amínósýrum. Samt
getur bakteríufruma í örum vexti búið
til um 2000 prótínsameindir á
sekúndu.
ERFÐAFRÆÐI BAKTERÍA
Öll eru þessi prótín mynduð eftir
boðum erfðaefnisins. Flest gen erfða-
efnisins bera einmitt boð um amínó-
sýruröð prótína. En erfðaefnið ber
einnig fjölmörg önnur mikilvæg boð á
milli kynslóða. Erfðaefnið verður í
raun að geyma boð eða forskfift að
gerð nýrrar bakteríu. Erfðaboðunum
er öllum komið fyrir í einum tvoföld-
um, hringlaga DNA-þræði sem er um
1 mm á lengd eða um 500 sinnum
34