แบคทีเรีย

**แบคทีเรีย** หรือ **บัคเตรี** () เป็นเซลล์ประเภทหนึ่ง ประกอบขึ้นจากโดเมนขนาดใหญ่ของจุลชีพที่เป็นโพรแคริโอต โดยมากมีความยาวไม่กี่ไมโครเมตร แบคทีเรียมีรูปร่างที่หลากหลาย ตั้งแต่ทรงกลมไปจนถึงแบบแท่งและแบบเกลียว แบคทีเรียเป็นหนึ่งในรูปแบบแรก ๆ ของชีวิตที่ปรากฏขึ้นบนโลก และพบได้ในสิ่งแวดล้อมเกือบทุกรูปแบบ แบคทีเรียอาศัยอยู่ในดิน, แหล่งน้ำ, น้ำพุร้อนที่มีความเป็นกรด, ขยะกัมมันตรังสี, และชีวมณฑลส่วนลึกของแผ่นเปลือกโลก นอกจากนี้ยังดำรงความสัมพันธ์แบบอยู่ร่วมกันและแบบปรสิตกับพืชและสัตว์ แบคทีเรียส่วนมากยังไม่ถูกอธิบายคุณลักษณะ และมีเพียงร้อยละ 27 จากไฟลัมแบคทีเรียทั้งหมดที่สามารถเติบโตในห้องปฏิบัติการ สาขาวิชาที่ศึกษาแบคทีเรียรู้จักกันในชื่อ แบคทีเรียวิทยา (bacteriology) อันเป็นสาขาหนึ่งของจุลชีววิทยา

สัตว์เกือบทุกชนิดล้วนพึ่งพาแบคทีเรียเพื่อการดำรงชีวิต เนื่องจากมีเพียงแบคทีเรียและและอาร์เคียบางชนิดที่มีเอนไซม์จำเป็นสำหรับการสร้างวิตามินบี 12 (โคบาลามิน) และส่งผ่านวิตามินนี้ทางห่วงโซ่อาหาร วิตามินบี 12 เป็นวิตามินสามารถละลายในน้ำได้ที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการเมแทบอลิซึมของทุกเซลล์ในร่างกายมนุษย์, เป็นโคแฟกเตอร์ในกระบวนการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ และกระบวนการเมแทบอลิซึมของกรดไขมันกับกรดอะมิโน วิตามินบี 12 มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานตามปกติของระบบประสาทผ่านบทบาทในการสังเคราะห์ไมอีลิน ปกติมีแบคทีเรียประมาณ 40 ล้านเซลล์ในดินหนึ่งกรัม และประมาณหนึ่งล้านเซลล์ในน้ำจืดหนึ่งมิลลิลิตร ประมาณกันว่ามีแบคทีเรียประมาณ 5×1030 ตัวบนโลก ทำให้เกิดมวลชีวภาพที่เป็นรองเพียงแต่พืชเท่านั้น แบคทีเรียมีความจำเป็นสำหรับหลายขั้นในวัฏจักรของสารอาหาร ด้วยการนำสารอาหารกลับมาใช้ใหม่ ดังเช่นการตรึงไนโตรเจนจากชั้นบรรยากาศ วัฏจักรสารอาหารยังรวมถึงกระบวนการเน่าเปื่อย (decomposition) ของซากสิ่งมีชีวิต ซึ่งแบคทีเรียมีส่วนเกี่ยวข้องในขั้นตอนการเน่าสลาย (putrefaction) ของกระบวนการดังกล่าว กลุ่มสังคมทางชีววิทยาโดยรอบปล่องน้ำร้อนและปล่องน้ำเย็นใต้ทะเลมีแบคทีเรียอิกซ์ตรีโมไฟล์ (extremophile) เป็นผู้ให้สารอาหารที่จำเป็นสำหรับการดำรงชีวิตด้วยการเปลี่ยนรูปสารประกอบที่ละลายอยู่ในน้ำ (เช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์และมีเทน) ให้เป็นพลังงาน

ในมนุษย์และสัตว์ส่วนมากมีแบคทีเรียอาศัยอยู่ในท่อทางเดินอาหารและผิวหนังเป็นจำนวนมาก แบคทีเรียส่วนใหญ่ที่อยู่ในร่างกายถูกทำให้หมดฤทธิ์หรือไม่สามารถทำให้ก่อโรคได้โดยผลของระบบภูมิคุ้มกัน บางชนิดให้ประโยชน์ต่อร่างกาย โดยเฉพาะที่อยู่ในทางเดินอาหาร อย่างไรก็ตาม มีแบคทีเรียบางสปีชีส์เป็นเชื้อที่ก่อโรคติดเชื้อ อาทิ อหิวาตกโรค ซิฟิลิส แอนแทรกซ์ โรคเรื้อน กาฬโรคต่อมน้ำเหลือง โรคอันตรายถึงที่เกิดจากแบคทีเรียที่พบได้บ่อยคือ โรคติดเชื้อของระบบทางเดินหายใจ วัณโรคเพียงอย่างเดียวคร่าชีวิตประมาณ 2 ล้านคนในแต่ละปี ส่วนใหญ่มาจากแอฟริกาใต้สะฮารา ยาปฏิชีวนะถูกใช้เพื่อรักษาการติดเชื้อแบคทีเรีย และยังมีการใช้ในภาคเกษตรกรรมอีกด้วย ทำให้แบคทีเรียดื้อยาเป็นปัญหามากยิ่งขึ้น ในภาคอุตสาหกรรม แบคทีเรียมีความสำคัญต่อการบำบัดน้ำเสียและการย่อยสลายคราบน้ำมันรั่วไหล, การผลิตชีสและโยเกิร์ตด้วยการหมัก, การนำทอง พัลลาเดียม ทองแดง และโลหะอื่น ๆ กลับมาใช้ใหม่ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่และเทคโนโลยีชีวภาพ, และการผลิตยาปฏิชีวนะกับสารเคมีอื่น ๆ 

ปัจจุบันแบคทีเรียถูกจัดเป็นโพรแคริโอต จากแต่เดิมที่ถือว่าเป็นพืชที่อยู่ในชั้น Schizomycetes (เห็ดราที่แบ่งตัวแบบฟิชชัน) แบคทีเรียไม่มีนิวเคลียส น้อยนักที่จะพบออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม ซึ่งแตกต่างจากสัตว์และยูแคริโอตอื่น ๆ แม้เดิมคำว่า *แบคทีเรีย* จะหมายถึงโพรแคริโอตทุกชนิด การจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์ก็ได้เปลี่ยนไปนับตั้งแต่การค้นพบในทศวรรษ 1990 ว่าโพรแคริโอตประกอบไปด้วยสองกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่มีชื่อเรียกโดเมนว่า*แบคทีเรีย* และ*[[อาร์เคีย]]* ซึ่งแตกต่างกันมาก แต่วิวัฒน์มาจากบรรพบุรุษเดียวกัน

## ศัพทมูลวิทยา
คำว่า *bacteria* เป็นรูปพหูพจน์ของ ** จากภาษาละตินสมัยใหม่ ซึ่งเป็นการแปลง  (*bakterion*) ในภาษากรีกให้เป็นภาษาละติน ซึ่ง  เป็นตัวบอกความเล็ก (diminutive) ของ  (*bakteria*) อันแปลว่า "คทา, ไม้เท้า" เนื่องจากแบคทีเรียชนิดแรกที่ถูกค้นพบมีรูปร่างเป็นแท่ง

## ต้นกำเนิดและวิวัฒนาการในช่วงแรก

บรรพบุรุษของแบคทีเรียสมัยใหม่คือจุลชีพเซลล์เดียวที่เป็นรูปแบบแรกของชีวิตบนโลก เมื่อประมาณ 4 พันล้านปีที่แล้ว เป็นเวลากว่า 3 พันล้านปีที่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มีขนาดเล็กระดับที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น และแบคทีเรียกับอาร์เคียเป็นรูปแบบเด่นของชีวิต แม้ว่าจะมีซากดึกดำบรรพ์ของแบคทีเรีย เช่น สโตรมาโทไลต์อยู่ก็ตาม ก็ยังขาดสัณฐานวิทยาที่เด่นชัดพอสำหรับการตรวจสอบประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของแบคทีเรีย หรือเพื่อการระบุเวลาถือกำเนิดของแบคที่เรียบางสปีชีส์ อย่างไรก็ตาม สามารถใช้การหาลำดับยีน (gene sequencing) เพื่อสร้างสายวิวัฒนาการชาติพันธุ์ของแบคทีเรียได้ ซึ่งทำให้ทราบว่าแบคทีเรียแตกออกมาจากเชื้อสายของอาร์เคีย/แบคทีเรียเป็นลำดับแรก บรรพบุรุษร่วมล่าสุดของแบคทีเรียและอาร์เคียอาจเป็นไฮเพอร์เทอร์โมไฟล์ที่มีชีวิตอยู่เมื่อประมาณ 2.5 พันล้าน–พันล้านปีที่แล้ว ชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดบนผืนดินอาจเป็นแบคทีเรียเมื่อ 3.22 พันล้านปีที่แล้ว

แบคทีเรียยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับการแตกสายวิวัฒนาการใหญ่ครั้งที่สอง ซึ่งแบ่งแยกอาร์เคียและยูแคริโอตออกจากกัน ในเหตุการณ์นี้ ยูแคริโอตเกิดขึ้นมาจากการที่แบคทีเรียโบราณเข้าไปมีความสัมพันธ์แบบเอนโดซิมไบโอติกกับบรรพบุรุษของเซลล์ยูแคริโอต ซึ่งมีความเป็นไปได้ที่บรรพบุรุษของยูแคริโอตจะมีความสัมพันธ์กับอาร์เคีย เหตุการณ์นี้ยังเกี่ยวข้องกับการกลืนกินอัลฟาโพรทีโอแบคทีเรียร่วมอาศัยของเซลล์ยูแคริโอตแรกเริ่ม (proto-eukaryotic cell) เพื่อพัฒนาเป็นไมโทคอนเดรียหรือไฮโดรเจโนโซม ซึ่งยังคงพบในยูแคริโอตทุกชนิด (บางครั้งอาจพบว่าลดรูปไปอย่างมาก เช่นที่พบในแบคทีเรียโบราณที่ขาดไมโทคอนเดรีย; amitocondrial protozoa) ในเวลาต่อมา ยูแคริโอตบางชนิดที่มีไมโทคอนเดรียอยู่แล้วได้กลืนกินสิ่งมีชีวิตคล้ายไซยาโนแบคทีเรียเข้าไป นำไปสู่กำเนิดของคลอโรพลาสต์ในสาหร่ายและพืช เหตุการณ์นี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อเอนโดซิมไบโอซิสปฐมภูมิ (primary endosymbiosis)

## สัณฐานวิทยา

alt=a diagram showing bacteria morphology|left|thumb|แบคทีเรียมีสัณฐานและการจัดเรียงตัวที่หลากหลาย
แบคทีเรียแสดงให้เห็นถึงความหลากหลายอย่างยิ่งของรูปร่างและขนาด เรียกว่า พหุสัณฐาน (morphologies) เซลล์ของแบคทีเรียมีขนาดประมาณหนึ่งในสิบของเซลล์ยูแคริโอต และมีความยาวประมาณ 0.5–5.0 ไมโครเมตร อย่างไรก็ตาม บางสปีชีส์มีขนาดใหญ่จนสามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า เช่น *[[Thiomargarita namibiensis]]* ที่มีความยาวประมาณครึ่งมิลลิเมตร และ *[[Epulopiscium fishelsoni]]* ที่ยาวถึง 0.7 มิลลิเมตร หนึ่งในแบคทีเรียที่ขนาดเล็กที่สุดคือแบคทีเรียในสกุล *[[Mycoplasma]]* ซึ่งมีความยาวเพียง 0.3 ไมโครเมตร หรือประมาณไวรัสที่มีขนาดใหญ่ที่สุด บางชนิดอาจมีขนาดเล็กกว่านี้ได้ เรียกว่า ไมโครแบคทีเรียขนาดเล็กยิ่งยวด (ultramicrobacteria) แต่ว่ายังไม่ได้รับการศึกษามากนัก

สปีชีส์เกือบทั้งหมดของแบคทีเรียมีรูปทรงเป็นทั้งทรงกลม เรียกว่า ค็อกไซ (เอกพจน์: ค็อกคัส; จากภาษากรีก *kókkos* เมล็ดธัญพืช, เมล็ด), หรือรูปทรงท่อน เรียกว่า บาซิลไล (เอกพจน์: บาซิลลัส; จากภาษาละติน *baculus* ไม้ถือ) แบคทีเรียบางชนิดที่เรียกว่า ไวบริโอ รูปร่างคล้ายแท่งไม้ที่มีความโค้งเล็กน้อย หรือรูปร่างเป็นเครื่องหมายจุลภาค บางชนิดมีรูปร่างเป็นเกลียว เรียกว่า สไปริลา, หรือมีการขดตัวในระดับสูง เรียกว่า สไปโรคีตส์ มีแบคทีเรียที่มีรูปร่างวิกลจำหนึ่งที่ได้รับการอธิบาย เช่นแบคทีเรียรูปดาว การมีรูปทรงหลากหลายเช่นนี้ถูกกำหนดด้วยผนังเซลล์และไซโทสเกเลทอนของตัวแบคทีเรีย ซึ่งมีความสำคัญเนื่องจากการมีรูปร่างที่หลากหลายจะช่วยเสริมความสามารถของแบคทีเรียในการได้มาซึ่งสารอาหาร, การยึดติดกับพื้นผิว, การว่ายผ่านของเหลว และการหลบหนีผู้ล่า
[thumb|พิสัยขนาดของ[โพรแคริโอต ซึ่งสัมพัทธ์กับกับขนาดของสิ่งมีชีวิตและสารชีวโมเลกุลอื่น ๆ]]
แบคทีเรียหลายสปีชีส์ดำรงชีวิตในรูปแบบเซลล์โดดเดี่ยว บางสปีชีส์อาศัยอยู่รวมกันเป็นแบบแผนที่มีลักษณะเฉพาะ เช่น *[[Neisseria]]* ที่อยู่เป็นดิพลอยด์ (คู่), *[[Streptococcus]]* อยู่รวมกันเป็นสายยาว, และ *[[Staphylococcus]]* เกาะกลุ่มกันเป็นกระจุกคล้ายพวงองุ่น แบคทีเรียยังสามารถรวมกันเพื่อสร้างโครงสร้างหลายเซลล์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นได้ ดังการต่อสายฟิลาเมนต์ของ *[[Actinobacteria]]*, การเกาะกลุ่มของ *[[Myxobacteria]]*, และเส้นใยไฮฟาที่ซับซ้อนของ *[[Streptomyces]]* โครงสร้างที่ประกอบขึ้นจากหลายเซลล์เช่นนี้สามารถพบได้ในบางสภาวะ ตัวอย่างเช่น เมื่อขาดกรดอะมิโน Myxobacteria จะตรวจหาเซลล์ที่อยู่โดยรอบด้วยกระบวนการที่เรียกว่า ควอรัมเซนซิง (quorum sensing) จากนั้นจะเคลื่อนย้ายเข้ามาหากันและรวมกลุ่มกันเป็นฟรุตติงบอดี (fruiting body) ที่มีความยาวได้ถึง 500 ไมโครเมตรและประกอบขึ้นจากแบคทีเรียประมาณ 100,000 ตัว ในฟรุตติงบอดี แบคทีเรียจะทำหน้าที่ต่าง ๆ แยกกัน ตัวอย่าง เซลล์ประมาณหนึ่งในสิบจะขึ้นไปสู่ยอดของฟรุตติงบอดีและมีการเปลี่ยนแปลงหน้าที่ของเซลล์ (differentiation) ไปสู่สถานะพักตัวที่เรียกว่า มิกโซสปอร์ (myxospore) ซึ่งมีความทนทานต่อการขาดน้ำและสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายอื่น ๆ สูงกว่าสถานะปกติ

แบคทีเรียมักจะเกาะตัวอยู่บนพื้นผิวและเกาะเป็นกลุ่มหนาแน่นที่เรียกว่า ฟิล์มชีวภาพ (biofilm) และกลุ่มที่ใหญ่กว่าเรียกว่า พรมจุลชีพ (microbial mat) ฟิล์มชีวภาพและพรมจุลชีพมีความหนาตั้งแต่ไม่กี่ไมโครเมตรไปจนถึงครึ่งเมตร และอาจมีแบคทีเรีย, โพรทิสต์ และอาร์เคียอาศัยอยู่หลายสปีชีส์ แบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในฟิล์มชีวภาพแสดงการจัดเรียงเซลล์และองค์ประกอบนอกเซลล์ที่มีความซับซ้อน จนกลายเป็นโครงสร้างขั้นทุติยภูมิ ดังเช่นไมโครคอลอนี (microcolony) อันปรากฏโครงข่ายของช่องเปิด เพื่อให้การแพร่สารอาหารดียิ่งขึ้น ในสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติ ดังในดินหรือบนพื้นผิวของพืช แบคทีเรียส่วนใหญ่เกาะกลุ่มกันบนพืนผิวในรูปของฟิล์มชีวภาพ ฟิล์มชีวภาพ ยังมีความสำคัญทางแพทยศาสตร์ เนื่องจากโครงสร้างเช่นนี้มักปรากฏในช่วงที่เกิดการติดเชื้อแบคทีเรียเรื้อรัง (chronic bacterial infection) หรือการติดเชื้อในอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ปลูกถ่ายเข้าไป และแบคทีเรียที่ได้รับการปกป้องจากฟิล์มชีวภาพจะกำจัดได้ยากกว่าแบคทีเรียที่อยู่โดดเดี่ยว

## โครงสร้างระดับเซลล์

[thumb|right|alt=เซลล์โพรแคริโอตแสดงโครงสร้างและชิ้นส่วนต่าง ๆ|โครงสร้างและสิ่งที่บรรจุอยู่ในเซลล์ของ[แบคทีเรียแกรมบวกโดยทั่วไป (สังเกตว่ามีเยื่อหุ้มเพียงชั้นเดียว)]]

### โครงสร้างภายในเซลล์
เซลล์ของแบคทีเรียถูกล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งประกอบด้วยฟอสโฟลิพิดเป็นหลัก เยื่อหุ้มเซลล์ห่อหุ้มสารต่าง ๆ ที่อยู่ภายในเซลล์และทำหน้าที่เป็นแนวกั้นสำหรับกักสารอาหาร โปรตีน และองค์ประกอบอื่นที่จำเป็นของไซโทพลาซึมเอาไว้ในเซลล์ ต่างจากเซลล์ยูแคริโอต ไซโทพลาซึมของแบคทีเรียมักขาดโครงสร้างขนาดใหญ่ที่มีเยื่อหุ้ม เช่น นิวเคลียส ไมโทคอนเดรีย คลอโรพลาสต์ และออร์แกเนลล์อื่นที่ปรากฏในเซลล์ยูแคริโอต อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียบางชนิดมีออร์แกเนลล์ที่มีโปรตีนหุ้ม (protein-bound organelle) อยู่ในไซโทพลาซึม  เช่นคาร์บอกซิโซม (carboxysome) ซึ่งทำให้เกิดการจัดส่วนการทำงาน (compartmentalisation) สำหรับกระบวนการเมแทบอลิซึมของแบคทีเรีย นอกจากนี้แบคทีเรียยังมีไซโทสเกเลทอนที่มีองค์ประกอบหลายชนิด เพื่อควบคุมการจัดตำแหน่ง (localisation) ของโปรตีนและกรดนิวคลิอิกภายในเซลล์ และเพื่อจัดการกระบวนการแบ่งเซลล์

ปฏิกิริยาชีวเคมีที่สำคัญ เช่นการสร้างพลังงาน เกิดขึ้นจากความลดหลั่นในความเข้มข้นระหว่างสองฝั่งของเยื่อหุ้ม ทำใหเกิดความต่างศักย์ในที่คล้ายคลึงกับแบตเตอรี การขาดเยื่อหุ้มภายใน ซึ่งเป็นปกติของแบคทีเรีย หมายความว่าปฏิกิริยาดังเช่นการขนส่งอิเล็กตรอน เกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มเซลล์ ระหว่างไซโทพลาซึมกับภายนอกเซลล์หรือเพอริพลาซึม (periplasm) อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้หลายชนิดมีเยื่อหุ้มเซลล์ที่พับทบไปมาหลายครั้ง และกินพื้นที่ส่วนใหญ่ของเซลล์ด้วยเยื่อสำหรับรวบรวมแสง (light-gathering membrane) ซึ่งโครงสร้างรวบรวมแสงนี้อาจก่อตัวเป็นโครงสร้างหุ้มด้วยลิพิดที่เรียกว่า คลอโรโซม (chlorosome) ในแบคทีเรียกำมะถันสีเขียว

[thumb|ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของ ''[Halothiobacillus neapolitanus* ซึ่งมีคาร์บอกซิโซมอยู่ภายใน โดยลูกศรชี้ที่คาร์บอกซิโซมที่สามารถมองเห็นได้ ภาพนี้มีสเกลบาร์ขนาด 100 นาโนเมตร]]
แบคทีเรียไม่มีนิวเคลียสที่มีเยื่อหุ้ม และ[[Gene|สารพันธุกรรม]]มักเป็น[[โครโมโซมแบบวงกลม]]ของ[[ดีเอ็นเอ]]เพียงหนึ่งวงอยู่ภายในไซโทพลาซึมที่มีรูปร่างไม่แน่นอน เรียกว่า [[นิวคลีออยด์]] (nucleoid) นิวคลีออยด์บรรจุโครโมโซมที่มีโปรตีนมาเกาะ และ[[อาร์เอ็นเอ]] ไว้ภายใน เช่นเดียวกับ[[สิ่งมีชีวิต]]อื่น แบคทีเรียมี[[ไรโบโซม]]สำหรับการผลิตโปรตีน แต่โครงสร้างของไรโบโซมในแบคทีเรียแตกต่างจากของ[[ยูแคริโอต]]และ[[อาร์เคีย]]

แบคทีเรียบางชนิดสร้างแกรนูลลเพื่อกักเก็บสารอาหารไว้ภายในเซลล์ เช่น [[ไกลโคเจน]], [[โพลิฟอสเฟต]], [[ซัลเฟอร์]], หรือ[[โพลิไฮดรอกซีอัลคาโนเอต]] บางชนิด เช่น[[ไซยาโนแบคทีเรีย]]ที่สามารถ[[การสังเคราะห์ด้วยแสง|สังเคราะห์ด้วยแสง]]ได้ สามารถสร้าง[[แวคิวโอล#แวคิวโอลในแบคทีเรีย|แวคิวโอลแก๊ส]]สำหรับควบคุมการลอยตัว ทำให้แบคทีเรียสามารถเคลื่อนที่ขึ้นหรือลงไปที่ระดับความลึกต่าง ๆ ของแหล่งน้ำ ซึ่งมีความเข้มแสงและความเข้มข้นของสารอาหารแตกต่างกันไป

===โครงสร้างภายนอกเซลล์===

ถัดจากเยื่อหุ้มเซลล์ออกมาคือ[[ผนังเซลล์]] อันประกอบขึ้นจาก[[เปปทิโดไกลแคน]] (เรียกอีกอย่างว่ามูรีน; peptidoglycan, murein) ซึ่งประกอบด้วยสาย[[พอลิแซ็กคาไรด์]]ที่เชื่อมกันด้วย[[เพปไทด์]]ที่มี[[กรดอะมิโน]]แบบเด็กซ์โทร ผนังเซลล์ของแบคทีเรียต่างจากของ[[พืช]]และ[[เห็ดรา]] ซึ่งสร้างขึ้นจาก[[เซลลูโลส]]และ[[ไคทิน]]ตามลำดับ นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างจากผนังเซลล์ของอาร์เคีย ซึ่งไม่มีเพปทิโดไกลแคน ผนังเซลล์มีความสำคัญต่อการอยู่รอดของแบคทีเรียหลายชนิด ยาปฏิชีวนะ[[เพนิซิลิน]] (สร้างโดยเห็ดราทีเรียกว่า *Penicillium*) สามารถฆ่าแบคทีเรียด้วยการยับยั้งขั้นตอนหนึ่งของการสังเคราะห์เพปทิโดไกลแคน

แบคทีเรียมีผนังเซลล์สองประเภทคร่าว ๆ ซึ่งจำแนกแบคทีเรียออกเป็น[[แบคทีเรียแกรมบวก]] (Gram-positive bacteria) และ[[แบคทีเรียแกรมลบ]] (Gram-negative bacteria) โดยต้นกำเนิดของชื่อมาจากปฏิกิริยาของเซลล์ที่มีต่อ[[การย้อมสีแกรม]] (Gram stain) อันเป็นการทดสอบเพื่อจำแนกสปีชีส์ของแบคทีเรียที่ปฏิบัติกันมาอย่างยาวนาน

แบคทีเรียแกรมบวกมีมีผนังเซลล์ที่หนา อันประกอบเพปทิโดไกลแคนและ[[กรดเทโคอิก]]หลายชั้น ในทางตรงกันข้าม แบคทีเรียแกรมลบมีผนังเซลล์ที่ค่อนข้างบาง ประกอบด้วยชั้นเพปทิโดไกลแคนไม่กี่ชั้นล้อมรอบด้วย[[Lipid bilayer|เยื่อลิพิด]]ชั้นที่สองที่มี[[ลิโพพอลิแซกคาไรด์]]แล[[ะลิโพโปรตีน]] แบคทีเรียส่วนมากมีผนังเซลล์แบบแกรมลบ และมีเพียงแบคทีเรียในไฟลัม [[Firmicutes]] และ [[Actinobacteria]] (ซึ่งก่อนหน้านี้รู้จักกันในชื่อแบคทีเรียแกรมบวกที่มี C+G ต่ำ และ C+G สูง ตามลำดับ) ที่การจัดเรียงผนังเซลล์ผิดไปจากแบคทีเรียแกรมบวกชนิดอื่น การที่แบคทีเรียมีโครงสร้างผนังเซลล์ที่หลากหลายทำให้แต่ละชนิดมีความไวต่อต่อยาปฏิชีวนะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น [[แวนโคมัยซิน]]สามารถฆ่าได้เพียงแบคทีเรียแกรมบวก และไม่มีประสิทธิภาพต่อ[[จุลชีพก่อโรค|เชื้อ]]แบคทีเรียแกรมลบเช่น *Haemophilus influenzae* หรือ *Pseudomonas aeruginosa* แบคทีเรียบางชนิดมีผนังเซลล์ที่ไม่สามารถจัดจำแนกได้ว่าเป็นแบบแกรมบวกหรือแบบแกรมลบ กลุ่มนี้มีแบคทีเรียที่มีความสำคัญทางคลินิกรวมอยู่ด้วย เช่น *Mycobacteria* ที่มีผนังเพปทิโดไกลแคนที่หนา แต่ก็มีเยื่อลิพิดที่สองมาหุ้มอีกชั้นหนึ่ง

แบคทีเรียหลายชนิดมี[[ชั้นเอส]] (S-layer, surface layer) เป็นโมเลกุลเป็นโปรตีนที่เรียงตัวกันอย่างแน่นหนามาปกคลุมด้านนอกเซลล์ ชั้นนี้ช่วยป้องกันพื้นผิวของเวลล์จากปัจจัยภายนอกเชิงกายภาพและเคมี และยังสามารถทำหน้าที่เป็น[[ฉนวนป้องกันการแพร่]]ของ[[มหโมเลกุล]] ชั้นเอสนี้มีหน้าที่ที่หลากหลาย เป็นต้นว่าทำหน้าที่เป็นปัจจัยก่อ่โรคใน *Campylobacter* และบรรจุ[[เอนไซม์]]พื้นผิวใน *Bacillus stearothermophilus* แต่ส่วนใหญ่ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ
[[ไฟล์:EMpylori.jpg|thumb|left|alt=Helicobacter pylori electron micrograph, showing multiple flagella on the cell surface|ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของ *Helicobacter pylori* แสดงให้เห็นการมีแฟลเจลลาหลายเส้นบนผิวเซลล์]]

[[แฟลเจลลา]]เป็นโครงสร้างโปรตีนแข็งเกร็ง มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 นาโนเมตร และยาวได้ถึง 20 ไมโครเมตร ใช้สำหรับ[[Motility|การเคลื่อนที่]] แฟลเจลลาถูกขับเคลื่อนโดยพลังงานที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากการแลกเปลี่ยน[[ไอออน]]ไปตามระดับศักย์ไฟฟ้าเคมีระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์

[[Fimbria (bacteriology)|ฟิมเบรีย]] (fimbriae) หรือ "[[พิลัส#ฟิมเบรีย|พิไลยึดเกาะ]] (attachment pili)" เป็นเส้นใยละเอียดของโปรตีน มักมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2–10 นาโนเมตร และมีความยาวได้หลายนาโนเมตร ฟิมเบรียมีกระจายอยู่ทั่วพื้นผิวของเซลล์ และมีลักษณะคล้ายเส้นขนละเอียดเมื่อนำไปส่องดูใต้[[กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน]] เชื่อกันว่าฟิมเบรียมีส่วนเกี่ยวข้องต่อการยึดเกาะกับพื้นผิวแข็งหรือกับเซลล์อื่น และมีส่วนสำคัญต่อความรุนแรงของแบคทีเรียก่อโรคบางชนิด [[Pili|พิไล]] (pili; พหูพจน์ pilus) เป็นรยางค์ในระดับเซลล์ มีขนาดใหญ่กว่าฟิมเบรียเล็กน้อย สามารถใช้เพื่อขนส่ง[[สารพันธุกรรม]]ระหว่างเซลล์แบคทีเรียระหว่างกระบวนที่เรียกว่า[[Bacterial conjugation|คอนจูเกชัน]] (conjugation) โดยมีชื่อเรียกว่า [[พิลัส|คอนจูเกชันพิไล]] หรือเซ็กส์พิไล (ดูที่หัวข้อพันธุศาสตร์แบคทีเรียด้านล่าง) นอกจากนี้ยังสามารถทำให้เกิดการเคลื่อนไหว ซึ่งพิไลชนิดนี้จะเรียกว่า [[พิลัส#พิไลชนิด 4|พิไลชนิด 4]] (type IV pili)

แบคทีเรียหลายชนิดสร้าง[[ไกลโคแคลิกซ์]]ขึ้นมาล้อมรอบเซลล์ ซึ่งมีความซับซ้อนของโครงสร้างแตกต่างกันไป  มีตั้งแต่[[ชั้นเมือก]]ของ[[Extracellular polymeric substance|อิกซ์ตราเซลลูลาร์พอลิเมอริกซับสแตนซ์]] (extracellular polymeric substance) ที่ไร้ระเบียบ ไปจนถึง[[Bacterial capsule|แคปซูล]]ที่มีโครงสร้างจัดตัวเป็นระเบียบ โครงสร้างเหล่านี้ช่วยปกป้องเซลล์จากการถูกเซลล์ยูแคริโอต เช่น [[แมโครฟาจ]] (ส่วนหนึ่งของ[[ระบบภูมิคุ้มกัน]]) กลืนกิน นอกจากนี้ยังสามารถทำหน้าที่เป็น[[แอนติเจน]] (antigen), เกี่ยวข้องกับการรู้จำของเซลล์, ช่วยในการยึดเกาะกับพื้นผิว ไปจนถึงการสร้างฟิล์มชีวภาพ

การประกอบหน่วยต่าง ๆ โครงสร้างภายนอกเซลล์ขึ้นอยู่กับ[[ระบบการหลั่งสารของแบคทีเรีย]]ที่มีอยู่หลายระบบ ระบบเหล่านี้ขนส่งโปรตีนจากไซโทพลาซึมออกไปยังเพอริพลาซึม หรือออกไปยังสิ่งแวดล้อมรอบเซลล์ ระบบการหลั่งหลายประเภทเป็นที่รู้จักและมักมีความสำคัญต่อ[[ศักยภาพก่อโรค]]ของเชื้อ จึงมีการศึกษากันอย่างเข้มข้น

===เอนโดสปอร์===

[[ไฟล์:Gram Stain Anthrax.jpg|thumb|right|alt=Anthrax stained purple|*Bacillus anthracis* (ย้อมด้วยสีม่วง) ที่เจริญเติบโตใน[[น้ำหล่อสมองไขสันหลัง]]]]

แบคทีเรียแกรมบวกบาง[[สกุล (ชีววิทยา)|สกุล]]เช่น *Bacillus*, *Clostridium*, *Sporohalobacter*, *Anaerobacter*, และ *Heliobacterium* สามารถสร้างโครงสร้างสำหรับพักตัวที่มีความทนทานสูง เรียกว่า [[เอนโดสปอร์]] (endospore) โดยพัฒนาขึ้นอยู่ภายในไซโทพลาซึมของเซลล์ ปกติหนึ่งสปอร์ต่อหนึ่งเซลล์ แต่ละเอนโดสปอร์มีแกนกลางเป็น[[ดีเอ็นเอ]]และ[[ไรโบโซม]] ล้อมรอบด้วยชั้นคอร์เทกซ์ (cortex layer) ซึ่งมีเปลือกอันประกอบขึ้นจากเพปทิโดไกลแคนและโปรตีนหลายชนิดมาหุ้มอีกชั้นหนึ่ง 

เอนโดสปอร์ไม่แสดงกระบวนการ[[เมแทบอลิซึม]]ที่สามารถตรวจพบได้ และสามารถเอาชีวิตรอดจากสิ่งกดดันทางเคมีและฟิสิกส์ในระดับสุดขั้วได้ เช่น[[รังสียูวี]]ความเข้มข้นสูง, [[รังสีแกมมา|การแผ่รังสีแกมมา]], [[สารซักฟอก]], [[สารฆ่าเชื้อ]], ความร้อน, การแช่แข็ง, ความดัน, และ[[Desiccation|การทำแห้งสนิท]] ในสภาพจำศีลเช่นนี้ แบคทีเรียสามารถมีชีวิตได้ถึงหลายล้านปี เอนโดสปอร์ยังทำให้แบคทีเรียมีชีวิตรอดจากสภาวะสุญญากาศและรังสีในอวกาศ เป็นไปได้ว่าแบคทีเรียกระจายไปทั่วเอกภพด้วย[[ฝุ่นอวกาศ]], [[สะเก็ดดาว]], [[ดาวเคราะห์น้อย]], [[ดาวหาง]], [[Planetoid|วัตถุคล้ายดาวเคราะห์]] (planetoid), หรือผ่าน[[Directed panspermia|กระบวนการแพนสเปอร์เมียแบบมีการกำกับ]] (directed panspermia) แบคทีเรียที่สร้างเอนโดสปอร์สามารถทำให้เกิดโรคได้ ตัวอย่างเช่น [[แอนแทรกซ์]]ซึ่งเกิดจากการหายใจเอาเอนโดสปอร์ของ *Bacillus anthracis* เข้าสู่ร่างกาย, และ[[บาดทะยัก]]ที่เกิดจากบาดแผลถูกแทงปนเปื้อนเอนโดสปอร์ของ *Clostridium tetani*

==เมแทบอลิซึม==

แบคทีเรียมีประเภทของวิถี[[เมแทบอลิซึม]]ที่มีความหลากหลายอย่างยิ่ง มีการใช้การกระจายลักษณะ (trait) ทางเมแทบอลิซึมที่พบในแบคทีเรียกลุ่มต่าง ๆ มากำหนด[[อนุกรมวิธาน]]ให้กับแบคทีเรียมาอย่างยาวนาน แต่ลักษณะเหล่านี้อาจไม่ตรงกับผลที่ได้จากการจัดจำแนกทางพันธุศาสตร์สมัยใหม่ เมแทบอลิซึมของแบคทีเรียจำแนกตามกลุ่มโภชนาการ ซึ่งตั้งอยู่บนหลักเกณฑ์สำคัญสามประการ ได้แก่ แหล่งของ[[พลังงาน]], [[ตัวให้อิเล็กตรอน]], และแหล่งของ[[คาร์บอน]]ที่ใช้ในการเจริญเติบโต

แบคทีเรียสามารถรับพลังงานได้จากแสงอาทิตย์ผ่าน[[การสังเคราะห์ด้วยแสง]] ([[Phototroph|โฟโตทรอฟี]]; phototrophy) หรือจากการสลายสารประกอบด้วย[[ปฏิกิริยารีดอกซ์|กระบวนการออกซิเดชัน]] ([[Chemotroph|เคโมทรอฟี]]; chemotrophy) แบคทีเรียประเภทหลังใช้สารประกอบเป็นแหล่งพลังงานด้วยการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจากตัวให้อิเล็กตรอนไปยัง[[ตัวรับอิเล็กตรอน|ตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย]]ใน[[ปฏิกิริยารีดอกซ์]]  โดยปฏิกิริยานี้จะปลดปล่อยพลังงานที่ใช้สำหรับขับเคลื่อนกระบวนการเมแทบอลิซึม แบคทีเรียเคโมทรอพยังแบ่งออกตามประเภทของสารประกอบที่ใช้ถ่ายทอดอิเล็กตรอน ซึ่งแบคทีเรียที่ใช้สารประกอบอนินทรีย์ เช่น [[ไฮโดรเจน]], [[คาร์บอนมอนอกไซด์]], หรือ[[แอมโมเนีย]]เป็น[[ตัวให้อิเล็กตรอน|แหล่งของอิเล็กตรอน]] จะถูกเรียกว่า [[ลิโททรอพ]] (lithotroph) และที่ใช้สารประกอบอินทรีย์จะถูกเรียกว่า [[ออร์แกโนทรอพ]] (organotroph) นอกจากนี้ยังสามารถใช้สารประกอบที่นำมารับอิเล็กตรอนมาจำแนกแบคทีเรียได้อีกด้วย โดยแบ่งเป็นแบคทีเรียที่[[สิ่งมีชีวิตที่หายใจแบบใช้ออกซิเจน|หายใจแบบใช้ออกซิเจน]] (aerobic bacteria) ซึ่งใช้[[ออกซิเจน]]เป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย และแบคทีเรียที่[[สิ่งมีชีวิตที่หายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน|หายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน]] (anaerobic bacteria) ซึ่งใช้สารประกอบอื่น เช่น [[ไนเตรต]], [[ซัลเฟต]], หรือคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย

แบคทีเรียจำนวนมากได้รับคาร์บอนจาก[[สารประกอบอินทรีย์|แหล่งคาร์บอนอินทรีย์]] ([[เฮเทอโรทรอพ|เฮเทอโรทรอฟี]]; heterotrophy) แบคทีเรียอื่น ๆ เช่น [[ไซยาโนแบคทีเรีย]]และ[[แบคทีเรียสีม่วง]]บางชนิดเป็น[[ออโตทรอพ]] ซึ่งหมายความว่ารับคาร์บอนเข้ามาในเซลล์ด้วย[[การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์]] ในสถานการณ์ที่ไม่ปกติ แบคทีเรีย[[เมทาโนทรอพ]] (methanotroph) สามารถใช้แก๊สมีเทนเป็นทั้งแหล่ง[[อิเล็กตรอน]]และสารตั้งต้นสำหรับ[[แอแนบอลิซึม|กระบวนการแอแนบอลิซึม]]ของคาร์บอน


เมแทบอลิซึมของแบคทีเรียทำให้เกิดลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อเสถียรภาพของระบบนิเวศและสังคมมนุษย์ได้หลากหลายวิธี ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียที่สามารถ[[การตรึงไนโตรเจน|ตรึงแก๊สไนโตรเจน]]ได้โดยใช้เอนไซม์[[ไนโตรเจนีส]] ลักษณะที่มีความสำคัญต่อระบบนิเวศเช่นนี้สามารถพบได้ในแบคทีเรียในกลุ่มที่กล่าวไว้ข้างต้นเกือบทุกกลุ่ม ทำให้เกิดกระบวนการที่สำคัญ คือ [[ดีไนตริฟิเคชัน]], การรีดิวซ์ซัลเฟต, และ[[การสังเคราะห์อะซีโตน]] ตามลำดับ กระบวนการทางเมแทบอลิซึมของแบคทีเรียยังมีความสำคัญในการตอบสนองทางชีวภาพต่อ[[มลพิษ]] ตัวอย่างเช่น [[แบคทีเรียรีดิวซ์ซัลเฟต]]ที่มีส่วนสำคัญต่อการสร้างฟอร์มที่มีความเป็นพิษสูงของ[[ปรอท]] ([[methylmercury|methyl-]] และ [[dimethylmercury]]) ในสิ่งแวดล้อม แบคทีเรียที่หายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนใช้[[การหมัก]]เพื่อสร้างพลังงานและกำลังในการรีดิวซ์ และขับผลพลอยได้จากกระบวนการเมเแทบอซึม (เช่นเอทานอลในการกลั่นเหล้า) ออกมาเป็นของเสีย [[Facultative anaerobe|แบคทีเรียที่เจริญได้ทั้งที่มีและไม่มีอากาศ]] (facultative anaerobe) สามารถสลับไปมาระหว่างการหมักและ[[ตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย]]ตัวอื่น ขึ้นอยู่กับสภาวะทางสิ่งแวดล้อมที่มันประสบ

==การเติบโตและการสืบพันธุ์==
[[ไฟล์:Three cell growth types.svg|thumb|upright=1.15|alt=drawing of showing the processes of binary fission, mitosis, and meiosis|แบคทีเรียหลายชนิดสืบพันธุ์ด้วย[[Binary fission|การแบ่งออกเป็นสอง]] (binary fission) ในภาพนำกระบวนการ[[ไมโทซิส]]และ[[ไมโอซิส]]มาแสดงไว้ด้วยเพื่อเป็นการเปรียบเทียบ]]

ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว การเพิ่มขนาดของเซลล์ (กล่าวคือการเจริญเติบโตของเซลล์) มีความเชื่อมโยงกับการสืบพันธุ์ด้วย[[การแบ่งเซลล์]] ซึ่งต่างจากสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ แบคทีเรียจะเติบโตจนถึงขนาดที่ตายตัวขนาดหนึ่ง จากนั้นจะสืบพันธุ์ด้วย[[Binary fission|การแบ่งตัวออกเป็นสอง]] ซึ่งเป็น[[การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ]]รูปแบบหนึ่ง แบคทีเรียสามารถเติบโตและแบ่งตัวได้อย่างรวดเร็วหากว่าอยู่ใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม และจำนวนประชากรอาจเพิ่มเป็นทวีคูณทุก ๆ 9.8 นาที ซึ่งในการแบ่งเซลล์จะได้ผลเป็นเซลล์ลูกสองเซลล์ที่[[โคลน (พันธุศาสตร์)|เหมือนกันทุกประการ]] แบคทีเรียบางชนิดแม้จะสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ แต่ก็สร้างโครงสร้างสำหรับการสืบพันธุ์ที่มีความซับซ้อน ซึ่งช่วยกระจายเซลล์ที่สร้างขึ้นมาออกไป ตัวอย่างเช่นการสร้างฟรุตติงบอดีของ *Myxobacteria* และการสร้างเส้นใย[[Hypha|ไฮฟา]]ที่ชี้ขึ้นสู่อากาศของ *Streptomyces,* หรือการแตกหน่อ ซึ่งเป็นการที่เซลล์ยื่นส่วนหนึ่งออกมาและหลุดเป็นเซลล์ลูก 

[[ไฟล์:E.-coli-growth.gif|thumb|left|alt=E. coli colony |โคโลนีของ *Escherichia coli*]]

ในห้องปฏิบัติการเลี้ยงแบคทีเรียโดยใช้[[อาหารเลี้ยงเชื้อ]]แบบหรือแบบเหลว อาหารแบบแข็งเช่น[[Agar plate|เพลทวุ้น]] (agar plate) ใช้เพื่อ[[การคัดแยกเชื้อ|แยกเชื้อ]]ให้บริสุทธิ์ อาหารเลี้ยงเชื้อแบบเหลวใช้เมื่อต้องการวัดการเจริญเติบโตหรือเมื่อต้องการเพาะเชื้อในปริมาณมาก แบคทีเรียที่เพาะในอาหารเลี้ยงเชื้อเหลวที่มีการคน (stirred liquid media) จะเจริญเติบโตในรูปแบบสารแขวนลอยที่กระจายตัวทั่วภาชนะ ทำให้ง่ายต่อการแบ่งและย้ายเชื้อที่เพาะเลี้ยง อย่างไรก็ตามการแยกเชื้อแบคทีเรียจากอาหารเลี้ยงเชื้อแบบเหลวถือว่าทำได้ยาก อาหารสำหรับคัดแยกเชื้อ (selective media; อาหารเลี้ยงเชื้อที่เติมหรือปราศจากสารอาหารบางอย่าง หรือเติมยาปฏิชีวนะลงไป) สามารถใช้ระบุชนิดของแบคทีเรียได้

เทคนิคส่วนใหญ่ที่ใช้เพาะเลี้ยงแบคทีเรียในห้องปฏิบัติการใช้สารอาหารในปริมาณมากเพื่อให้ได้เซลล์ในปริมาณมากในเวลาอันสั้นและประหยัดค่าใช้จ่าย อย่างไรก็ตาม สารอาหารมีจำกัดในสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ ทำให้แบคทีเรียไม่สามารถเพิ่มจำนวนได้อย่างไม่สิ้นสุด สารอาหารที่มีจำกัดเป็นตัวชี้นำกลยุทธ์วิวัฒนาการของแบคทีเรีย (โปรดดู [[ทฤษฎีการคัดเลือก r/K]]) บางชนิดสามารถเติบโตได้อย่างรวดเร็วเมื่อมีสารอาหาร เช่นปรากฏการณ์[[สาหร่ายสะพรั่ง]] (algal bloom) ที่มักเกิดขึ้นในทะเลสาบช่วงฤดูร้อน บางชนิดปรับตัวให้ทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น *Streptomyces* ที่ผลิต[[ยาปฏิชีวนะ|สารปฏิชีวนะ]]หลายชนิดออกมายับยั้งการเจริญเติบโตของจุลชีพคู่แข่ง ในธรรมชาติ จุลชีพหลายชนิดอยู่ร่วมกันแบบกลุ่มสังคม (เช่น [[ฟิล์มชีวภาพ]]) ที่ทำให้จุลชีพหาสารอาหารได้มากขึ้น และป้องกันจุลชีพจากสิ่งกดดันในสิ่งแวดล้อม (environmental stress) ความสัมพันธ์ในลักษณะนี้อาจเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตหรือกลุ่มสิ่งมีชีวิตบางชนิด ([[syntrophy]])

[[การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย]]ดำเนินผ่านสี่ระยะ เมื่อประชากรของแบคทีเรียเข้าสู่สิ่งแวดล้อมที่มีสารอาหารสูงเอื้อต่อการเจริญเติบโต แบคทีเรียจำเป็นต้องปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อมดังกล่าว ระยะแรกคือ[[การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย#ระยะ|ระยะแล็ก]] (lag phase) ซึ่งเป็นระยะที่เกิดการเจริญเติบโตอย่างค่อยเป็นค่อยไปในขณะที่เซลล์ของแบคทีเรียกำลังปรับตัวในสิ่งแวดล้อมที่มีสารอาหารสูงและเตรียมพร้อมสำหรับการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว ระยะแล็กมีอัตราชีวสังเคราะห์ (biosynthesis) สูง ซึ่งมีการผลิตโปรตีนที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโต ระยะที่สองของการเจริญเติบโตคือ[[การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย#ระยะ|ระยะลอการิทึม]] (logarithmic phase) หรือเรียกอีกชื่อว่าระยะเอกซ์โพเนนเชียล (exponential phase) ซึ่งเป็นระยะที่มี[[การเพิ่มจำนวนแบบเอกซ์โพเนนเชียล]] อัตราที่เซลล์เจริญในระยะนี้เรียกว่าอัตราการเจริญเติบโต (*growth rate*, *k*) และระยะเวลาที่เซลล์ใช้แบ่งตัวเรียกว่าระยะเวลาชั่วอายุ (*generation time*, *g*)  ในระยะนี้แบคทีเรียจะเมตาบอไลส์สารอาหารอย่างรวดเร็วจนกระทั่งสารอาหารชนิดหนึ่งหมดไปและเริ่มจำกัดการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ระยะที่สามคือ[[การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย#ระยะ|ระยะคงที่]] (stationary phase) ซึ่งเกิดจากการใช้สารอาหารจนหมด ระยะนี้เซลล์จะลดกิจกรรมทางเมตาบอลิสมและเผาผลาญโปรตีนภายในเซลล์ที่ไม่จำเป็น ระยะนี้เป็นระยะเปลี่ยนผ่านจากการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วไปยังการตอบสนองต่อสิ่งกดดัน และมี[[การแสดงออกของยีน]]ที่เกี่ยวข้องกับ[[การซ่อมแซมดีเอ็นเอ]] เมตาบอลิสมของ[[สารต้านอนุมูลอิสระ]] และ[[การลำเลียงแบบใช้พลังงาน|การขนส่งสารอาหาร]]มากขึ้น ระยะสุดท้ายคือ[[การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย#ระยะ|ระยะเซลล์ตาย]] (death phase) ซึ่งเป็นระยะที่แบคทีเรียขาดสารอาหารและตายลง

==พันธุศาสตร์==


แบคทีเรียส่วนมากมี[[โครโมโซม]]แบบวงกลมหนึ่งวง มีขนาดตั้งแต่ 160,000 [[คู่เบส (อณูพันธุศาสตร์)|คู่เบส]]ในแบคทีเรีย[[Endosymbiont|เอนโดซิมไบโอติก]] *Carsonella ruddii* ไปจนถึงกว่า 12,200,000 คู่เบส (12.2 Mbp) ในแบคทีเรีย *Sorangium cellulosum* ที่อาศัยอยู่ในดิน แต่กระนั้นก็ยังมีข้อยกเว้นบางประการ อาทิ แบคทีเรียสกุล *Streptomyces* และ *Borrelia* บางสปีชีส์มีโครโมโซมแบบเส้นหนึ่งชุด และ *Vibrio* บางสปีชีส์มีโครโมโซมมากกว่าหนึ่งชุด นอกจากนี้แบคทีเรียยังมี[[พลาสมิด]] ซึ่งเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอนอกโครโมโซม (extra-chromosomal molecule of DNA) ขนาดเล็กที่สามารถบรรจุยีนสำหรับความสามารถบางประการ เช่น [[Antibiotic resistance|ความดื้อต่อยา]] ความสามารถเกี่ยวกับกระบวนการเมแทบอลิซึม หรือกระทั่ง[[Virulence|ศักยภาพก่อโรค]]

โดยปกติจีโนมของแบคทีเรียเข้ารหัสยีนตั้งแต่ไม่กี่ร้อยไปจนถึงไม่กี่พันยีน โดยยีนในจีโนมมักเป็นสายดีเอ็นเอต่อเนื่องกันเป็นเส้นเดียว แม้ว่าจะมีการค้นพบ[[อินทรอน]] (intron) หลายชนิดในแบคทีเรีย แต่ก็พบได้ยากกว่าในยูแคริโอตมาก

แบคทีเรียซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตไม่มีเพศได้รับสำเนาจีโนมที่เหมือนกันทุกประการกับจีโนมของเซลล์แม่ และถือเป็น[[Clonal colony|ตัวโคลน]] อย่างไรก็ตามแบคทีเรียสามารถวิวัฒน์ได้จากการคัดเลือกการเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับสารพันธุกรรม[[ดีเอ็นเอ]] ซึ่งอาจเกิดจาก[[การรวมกันใหม่ของยีน]]หรือ[[การกลายพันธุ์|การกลายพันธ์]] การกลายพันธุ์เกิดจากความผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการจำลองดีเอ็นเอ หรือเกิดจากการได้รับ[[สารก่อกลายพันธุ์]] (mutagen) อัตราการกลายพันธุ์ต่างกันไปในแบคทีเรียแต่ละสปีชีส์ และกระทั่งตัวโคลนของแบคทีเรียสปีชีส์เดียวกันก็มีอัตราการกลายพันธุ์ต่างกัน การเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมในจีโนมของแบคทีเรียเกิดขึ้นทั้งจากการกลายพันธุ์แบบสุ่มที่เกิดขึ้นในช่วงกระบวนการจำลองดีเอ็นเอหรือจากการกลายพันธุ์ที่มีความเครียดกำกับ (stress-directed mutation) ที่ยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจำกัดการเจริญเติบโตบางอย่างมีอัตราการกลายพันธุ์ที่เพิ่มขึ้น

แบคทีเรียบางชนิดสามารถถ่ายทอดสารพันธุกรรมข้ามเซลล์ได้ ซึ่งเกิดได้สามวิธี วิธีแรกแบคทีเรียจะเก็บดีเอ็นเอภายนอก (exogenous DNA) จากสิ่งแวดล้อมในกระบวนการ[[ทรานส์ฟอร์เมชัน]] (transformation) แบคทีเรียหลายชนิดสามารถรับดีเอ็นเอจากสิ่งแวดล้อมได้[[Natural competence|ตามธรรมชาติ]] บางชนิดต้องทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเสียก่อนเพื่อเหนี่ยวนำให้รับดีเอ็นเอเข้าไป พัฒนาการของความสามารถในการรับดีเอ็นเอจากภายนอกมักสัมพันธ์กับปัจจัยกดดันทางสิ่งแวดล้อม และอาจเป็นการปรับตัวเพื่อช่วยซ่อมแซมความเสียหายในดีเอ็นเอของเซลล์ที่รับเข้าไป วิธีที่สองที่แบคทีเรียจะส่งผ่านสารพันธุกรรมคือ[[Transduction (genetics)|ทรานส์ดักชัน]] (transduction) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อ[[แบคเทอริโอเฟจ]] (bacteriophage) แทรกดีเอ็นเอแปลกปลอมเข้าสู่โครโมโซมของแบคทีเรีย แบคเทอริโอเฟจมีหลายชนิด บางชนิดเพียงทำให้ติดเชื้อและ[[Lytic cycle|ทำให้เซลล์แบคทีเรียโฮสต์แตก]] (lyses) และชนิดที่แทรกตัวเข้าไปในโครโมโซมของ[[Host (biology)|โฮสต์]] แบคทีเรียต้านทานการติดเฟจด้วย[[Restriction modification system|ระบบตัดจำเพาะและดัดแปลง]] (restriction modification system) ที่ย่อยสลายดีเอ็นเอแปลกปลอม และระบบที่ใช้ลำดับ[[คริสเปอร์]] (CRISPR) เพื่อเก็บรักษาชิ้นส่วนจีโนมของเฟจที่แบคทีเรียเคยพบมาก่อน ทำให้แบคทีเรียสามารถป้องกันการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรียผ่าน[[RNA interference|กระบวนการยับยั้งอาร์เอ็นเอ]] (RNA interference) วิธีที่สามคือกระบวนการ[[Bacterial conjugation|คอนจูเกชัน]] (conjugation) ที่มีการส่งผ่านดีเอ็นเอผ่านการสัมผัสเซลล์โดยตรง โดยปกติแล้วทรานส์ดักชัน คอนจูเกชัน และทรานส์ฟอร์เมชันเกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดสารพันธุกรรมระหว่างแบคทีเรียที่อยู่ในสปีชีส์เดียวกัน แต่บางครั้งก็เกิดการถ่ายทอดระหว่างแบคทีเรียต่างสปีชีส์ และอาจมีผลพวงที่มีนัยยะสำคัญ เช่น การถ่ายทอดความสามารถดื้อยา ในกรณีนี้ การได้รับยีนมาจากแบคทีเรียอื่นหรือจากธรรมชาติเรียกว่า[[การถ่ายทอดยีนในแนวราบ]] (horizontal gene transfer) และอาจเกิดขึ้นเป็นปกติตามสภาพธรรมชาติ

==พฤติกรรม==
===การเคลื่อนที่===



แบคทีเรียหลายชนิดสามารถ[[Motility|เคลื่อนที่ได้]]ด้วยตัวเอง (motile) โดยใช้กลไกหลากหลายชนิด [[แฟลเจลลา]]เป็นกลไกหนึ่งที่มีการศึกษาไว้เป็นอย่างดี แฟลเจลลาเป็นเส้นใยสายยาวที่มีมอเตอร์อยู่ที่ฐานคอยหมุนให้เกิดการเคลื่อนไหวคล้ายใบพัด แฟลเจลลาของแบคทีเรียประกอบด้วยโปรตีน 20 ชนิด และมีโปรตีนอีกประมาณ 30 ที่จำเป็นสำหรับการควบคุมและการประกอบแฟลเจลลา แฟลเจลลาเป็นโครงสร้างที่สามารถหมุนได้ ขับเคลื่อนโดยมอเตอร์เปลี่ยนทิศทางได้ที่อยู่ตรงฐาน มอเตอร์นี้ใช้พลังงานจาก[[เกรเดียนต์ของไฟฟ้าเคมี]]ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ 


แบคทีเรียสามารถใช้แฟลเจลลาได้หลายวิธีเพื่อทำให้เกิดการเคลื่อนที่ในลักษณะที่แตกต่างกัน แบคทีเรียหลายชนิด (เช่น *E. coli*) มีการเคลื่อนที่สองรูปแบบที่แตกต่างกัน ได้แก่ การเคลื่อนที่ไปข้างหน้า (swimming) และการตีลังกา (tumbling) การตีลังกาทำให้แบคทีเรียดังกล่าวจัดทิศทางใหม่ได้ และทำให้การเคลื่อนที่มีลักษณะเป็น[[การเดินสุ่ม]]แบบสามมิติ แบคทีเรียแต่ละสปีชีส์มีจำนวนและการจัดเรียงแฟลเจลลาบนผิวเซลล์แตกต่างกัน บางชนิดมีแฟลเจลลาเส้นเดียว (*monotrichous*), บางชนิดมีแฟลเจลลาหนึ่งเส้นที่ปลายแต่ละด้าน (*amphitrichous*), บางชนิดมีแฟลเจลลาเป็นกระจุกที่ขั้วของเซลล์ (*lophotrichous*), และบางชนิดมีแฟลเจลลากระจายอยู่ทั่วทั้งพื้นผิวของเซลล์ (*peritrichous*) แฟลเจลลาของ[[spirochaete|สไปโรคีท]] ซึ่งเป็นแบคทีเรียพิเศษกลุ่มหนึ่ง อยู่ในพื้นที่ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งสอง (periplasmic space) และสไปโรคีทยังมีลักษณะเฉพาะคือรูปร่างเป็นเกลียว ซึ่งจะหมุนไปพร้อมกับการเคลื่อนที่ของสไปโรคีท

==ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตอื่น==



แม้แบคทีเรียจะมีลักษณะภายนอกที่เรียบง่าย แต่ก็สามารถสร้างรูปแบบความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับสิ่งมีชีวิตอื่นได้ ภาวะที่แบคทีเรียอาศัยอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่นแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ [[ภาวะปรสิต]] [[ภาวะพึ่งพา]] [[ภาวะอิงอาศัย]] แบคทีเรียที่ดำรงชีวิตแบบอิงอาศัยมีขนาดเล็ก จึงมีจำนวนมหาศาลและสามารถเจริญเติบโตบนตัวสัตว์ พืช และบนพื้นผิวต่าง ๆ นอกจากนี้ แบคทีเรียยังสามารถเติบโตได้ดีขึ้นเมื่อได้รับความอบอุ่นและ[[เหงื่อ]] ซึ่งในมนุษย์ หากบนผิวมีประชากรแบคทีเรียสูงจะทำให้เกิด[[กลิ่นกาย]] 

===ผู้ล่า===
แบคทีเรียบางสปีชีส์สามารถฆ่าและกินจุลชีพอื่นได้ กลุ่มสปีชีส์นี้เรียกว่า *แบคทีเรียล่าเหยื่อ* ตัวอย่างเช่น *Myxococcus xanthus* ซึ่งจับกลุ่มกันฆ่าและย่อยแบคทีเรียใดก็ตามที่พบ แบคทีเรียล่าเหยื่อชนิดอื่นใช้การเกาะติดอยู่กับเหยื่อเพื่อที่จะย่อยและดูดซึมสารอาหาร เช่น *Vampirovibrio chlorellavorus* หรือรุกรานเซลล์อื่นและเพิ่มจำนวนในไซโทซอล เช่น *Daptobacter* เชื่อว่าแบคทีเรียล่าเหยื่อวิวัฒนาการมาจาก[[สิ่งมีชีวิตอาศัยซาก]]ที่บริโภคจุลชีพที่ตายแล้ว จนสามารถดักจับและฆ่าสิ่งมีชีวิตอื่นได้

===เชื้อก่อโรค===



หากแบคทีเรียมีความสัมพันธ์ในลักษณะปรสิตกับสิ่งมีชีวิตอื่น ก็จะถูกจัดเป็นเชื้อก่อโรค แบคทีเรียก่อโรคเป็นสาเหตุสำคัญของโรคและการเสียชีวิตในมนุษย์ และก่อโรคติดเชื้อ เช่น [[บาดทะยัก]] (เกิดจาก *Clostridium tetani*), [[ไข้ไทฟอยด์]], [[โรคคอตีบ]], [[ซิฟิลิส]], [[อหิวาตกโรค]], [[อาหารเป็นพิษ]], [[เรื้อน]] (เกิดจาก *Micobacterium leprae*) และ[[วัณโรค]] (เกิดจาก *Mycobacterium tuberculosis*) เชื้อที่เป็นสาเหตุของโรคหนึ่งอาจได้รับการค้นพบในอีกหลายปีให้หลังก็ได้ ดังในกรณีของ *Helicobacter pylori* กับ[[แผลหลุมในกระเพาะอาหาร]] นอกจากนี้โรคที่เกิดจากแบคทีเรียยังมีความสำคัญในด้าน[[การเกษตร]] ดังเห็นได้จากแบคทีเรียที่ก่อ[[โรคใบจุด]] [[โรคใบไหม้]] และโรค[[การเหี่ยว|เหี่ยว]]ในพืช รวมถึงโรคโจนส์ [[โรคเต้านมอักเสบในโคนม|โรคเต้านมอักเสบ]] การปนเปื้อนเชื้อ[[โรคติดเชื้อซัลโมเนลลา|ซัลโมเนลลา]]และ[[แอนแทรกซ์]]ในปศุสัตว์ 

เชื้อก่อโรคแต่ละสปีชีส์มีช่วงลักษณะปฏิสัมพันธ์กับ[[ตัวถูกเบียน|โฮสต์]]ที่เป็นมนุษย์ประจำสปีชีส์ แบคทีเรียบางชนิด เช่น *Staphylococcus* หรือ *Streptococcus* สามารถทำให้เกิดการติดเชื้อที่ผิวหนัง, [[ปอดอักเสบ]] (pneumonia), [[เยื่อหุ้มสมองอักเสบ]] และ[[การติดเชื้อในกระแสเลือด]] [[การอักเสบ]]ตอบสนองทั่วร่างกายที่ทำให้เกิดภาวะ[[ช็อก]] [[Vasodilator|หลอดเลือดขยาย]]ทั่วร่างกาย และอาจทำให้เสียชีวิตได้ กระนั้นแบคทีเรียเหล่านี้ก็ยังเป็นส่วนหนึ่งของจุลชีพประจำถิ่นของมนุษย์และมักจะอาศัยอยู่บนผิวหนังหรือในจมูกโดยที่ไม่ก่อให้เกิดโรคแต่อย่างใด แบคทีเรียบางชนิดก่อโรคได้อย่าง invariably เช่น [[Rickettsia]] ซึ่งเป็นปรสิตที่ต้องอาศัยอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นเพื่อเติบโตและสืบพันธ์ุ (obligate intracellular parasite) สปีชีส์หนึ่งของ Rickettsia ก่อ[[ไข้รากสาดใหญ่]] และอีกชนิดก่อ[[โรคไข้พุพองเทือกเขาร็อกกี]] (Rocky Mountain spotted fever) *Chlamydia* ซึ่งแบคทีเรียปรสิตในเซลล์อีกไฟลัมหนึ่ง ประกอบด้วยสปีชีส์ที่สามารถก่อโรคปอดอักเสบหรือการติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะได้ และอาจเกี่ยวข้องกับโรคหลอดเลือดเลี้ยงหัวใจด้วย บางสปีชีส์ เช่น *Pseudomonas aeruginosa*, *Burkholderia cenocepacia* และ *Mycobacterium avium* เป็นเชื้อฉวยโอกาสและก่อโรคในผู้ที่มี[[การกดภูมิคุ้มกัน|ภาวะกดภูมิคุ้มกัน]]หรือ[[ซิสติก ไฟโบรซิส]]

การติดเชื้อแบคทีเรียอาาจรักษาได้ด้วย[[ยาปฏิชีวนะ]] ซึ่งแบ่งได้เป็น[[Bacteriocidal|ยาฆ่าแบคทีเรีย]] หากเป็นยาที่มีฤทธิ์ฆ่าแบคทีเรีย และ[[Bacteriostat|ยายับยั้งแบคทีเรีย]] หากว่ามีฤทธิ์เพียงป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ยาปฏิชีวนะมีหลายชนิด และแต่ละกลุ่มจะ[[สารยับยั้งเอนไซม์|ยับยั้ง]]กระบวนการของเชื้อก่อโรคที่ต่างออกไปจากที่พบในโฮสต์ ตัวอย่างเช่น [[คลอแรมเฟนิคอล]]และ[[พูโรมัยซิน]]ที่ทำให้เกิดความเป็นพิษต่อเพียงเชื้อก่อโรคด้วยการยับยั้ง[[ไรโบโซม]]ของแบคทีเรีย ซึ่งมีโครงสร้างต่างจากไรโบโซมของยูแคริโอต มีการใช้ยาปฏิชีวะทั้งในการรักษาโรคในมนุษย์และ[[การเกษตรแบบมุ่งเน้น]] (intensive farming) เพื่อเร่งการเจริญเติบโตของปศุสัตว์ ซึ่งอาจมีส่วนเร่งให้เกิดการพัฒนา[[Antibiotic resistance|การดื้อยา]]ในประชากรแบคทีเรียอย่างรวดเร็ว โรคติดเชื้อสามารถป้องกันได้ด้วยมาตรการ[[Antiseptic|ระงับเชื้อ]] เช่น [[Sterilization (microbiology)|การทำไร้เชื้อ]]ผิวหนังก่อนทำหัตถการที่ใช้เข็มเจาะเข้าร่างกาย และการดูแลสายสวนชนิดที่ต้องเสียบคาไว้อย่างเหมาะสม นอกจากนี้เครื่องมือทางศัลยกรรมและทันตกรรมต้องไร้เชื้อเพื่อป้องกันการปนเปื้อนแบคทีเรีย มีการนำ[[สารฆ่าเชื้อ]] (disinfectant) เช่น [[น้ำยาฟอกขาว]] มาฆ่าแบคทีเรียหรือเชื้อก่อโรคอื่นบนพื้นผิวของสิ่งไม่มีชีวิตเพื่อป้องกันการปนเปื้อนและลดความเสี่ยงที่จะติดเชื้อโรคลงไปอีก

==ความสำคัญทางเทคโนโลยีและอุตสาหกรรม==

มนุษย์นำแบคทีเรีย ซึ่งมักเป็น[[Lactic acid bacteria|แบคทีเรียที่สร้างกรดแลกติก]] เช่น *Lactobacillus* และ *Lactococcus* มาใช้ร่วมกับ[[ยีสต์]]และ[[Mold (fungus)|เชื้อรา]]เพื่อเตรียม[[อาหารหมักดอง]]มากว่าหลายพันปี เช่น [[ชีส]] [[ผักดอง]] [[ซีอิ๊ว]] [[น้ำส้มสายชู]] [[ไวน์]] [[เซาเออร์เคราท์]]

แบคทีเรียมีคุณสมบัติโดดเด่นคือสามารถย่อยสลายสารประกอบอินทรีย์ได้หลายชนิด มนุษย์นำความสามารถนี้มาใช้ในการจัดการขยะและ[[การบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ|การบำบัดสารมลพิษด้วยวิธีชีวภาพ]] แบคทีเรียสามารถย่อย[[ไฮโดรคาร์บอน]]ใน[[ปิโตรเลียม]]ได้และถูกนำมาใช้ทำความสะอาดคราบ[[น้ำมันรั่วไหล]] ที่[[อ่าวปรินซ์วิลเลียม]] (Prince William Sound) มีการเติมปุ๋ยลงบนชายหาดบางแห่งเพื่อเอื้อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียประเภทนี้หลังจาก[[เหตุการณ์น้ำมันรั่วไหลเอ็กซอน วัลเดซ]]ปี 1989 ซึ่งได้ผลในชายหาดที่น้ำมันปกคลุมไม่หนามากนัก นอกจากนี้ยังมีการใช้แบคทีเรียในการบำบัด[[ขยะพิษ]]จากอุตสาหกรรม ในทาง[[อุตสาหกรรมเคมี]] แบคทีเรียมีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตสารที่บริสุทธิ์ทาง[[อีแนนทิโอเมอร์]]สำหรับใช้ในทาง[[เภสัชกรรม]]และ[[เคมีเกษตร]]

แบคทีเรียยังสามารถนำมาใช้แทน[[ยาฆ่าแมลง]]ใน[[การควบคุมสัตว์รบกวนด้วยวิธีทางชีวภาพ]] (biological pest control) ซึ่งมักใช้แบคทีเรีย *Bacillus thuringiensis* (หรือเรียกว่า BT) ซึ่งเป็นแบคทีเรียแกรมบวกที่อาศัยอยู่ในดิน มีการสปีชีส์ย่อยของแบคทีเรียนี้เป็น[[ยาฆ่าแมลง|สารฆ่าแมลง]]ที่จำเพาะต่อแมลงใน[[Lepidoptera|อันดับผีเสื้อ]]ภายใต้ชื่อทางการค้าเช่น ไดเพล (Dipel) และทูริไซด์ (Thuricide) การใช้แบคทีเรียเป็นสารกำจัดสัตว์รังควาญมีความจำเพาะ จึงถือว่า[[เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม]] โดยมีผลกระทบต่อมนุษย์ [[สัตว์ป่า]] [[สัตว์ผสมเกสร]] และ[[แมลงมีประโยชน์]]ส่วนใหญ่ในระดับน้อยหรือไม่มีผลกระทบ

แบคทีเรียสามารถเจริญเติบโตได้อย่างรวดเร็วและค่อนข้างสะดวกต่อการจัดการควบคุม แบคทีเรียจึงกลายเป็นเครื่องมือสำหรับปฏิบัติงานทาง[[ชีววิทยาโมเลกุล]] [[พันธุศาสตร์]] และ[[ชีวเคมี]] นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุหน้าที่ของยีน [[เอนไซม์]] และ[[วิถีเมแทบอลิซึม]]ของแบคทีเรียด้วยการทำให้ดีเอ็นเอของแบคทีเรียเกิดการกลายพันธ์ุและตรวจสอบผลฟีโนไทป์ที่ได้ จากนั้นจึงนำองค์ความรู้ที่ได้มาประยุกต์ใช้กับสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนกว่า ความมุ่งหมายในการทำความเข้าใจชีวเคมีของเซลล์มาถึงระดับที่ซับซ้อนที่สุด คือการสังเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับ[[การแสดงออกของยีน]]และ[[จลนศาสตร์ของเอนไซม์]]จำนวนมากให้กลายเป็น[[แบบจำลองทางคณิตศาสตร์]]ของสิ่งมีชีวิตทั้งตัว ซึ่งอาจกระทำได้กับแบคทีเรียที่มีผู้ศึกษาวิจัยไว้อย่างดีแล้ว ดังเช่นในปัจจุบันที่มีผู้สร้างและทดสอบแบบจำลองเมแทบอลิซึมของ *Escherichia coli* ความเข้าใจในเมแทบอลิซึมและพันธุกรรมของแบคทีเรียทำให้มนุษย์สามารถนำเทคโนโลยีชีวภาพมาปรับแต่งแบคทีเรียเพื่อผลิตโปรตีนรักษาโรค เช่น [[อินซูลิน]] [[โกรทแฟกเตอร์]] หรือ[[แอนติบอดี]] 

เนื่องจากแบคทีเรียมีความสำคัญต่อวงการการวิจัยโดยรวม จึงมีการคัดแยกและเก็บรักษาตัวอย่างสายพันธุ์แบคทีเรียไว้ที่[[ธนาคารเก็บตัวอย่างทางชีวภาพ]] (biorepository)

==ประวัติศาสตร์ของวิทยาแบคทีเรีย==

[[ไฟล์:Anthonie van Leeuwenhoek (1632-1723). Natuurkundige te Delft Rijksmuseum SK-A-957.jpeg|thumb|right|alt=ภาพวาดอันโตนี ฟัน เลเวินฮุกในชุดคลุมและเสื้อประดับขอบ ด้านข้างมีหมึกปากกาและกระดาษ|[[อันโตนี ฟัน เลเวินฮุก]] นักจุลชีววิทยาคนแรกและเป็นบุคคลแรกที่ทำการสังเกตแบคทีเรียโดยใช้[[กล้องจุลทรรศน์]]]]

[[อันโตนี ฟัน เลเวินฮุก]] นักจุลทรรศน์วิทยาชาวฮอลแลนด์ เป็นผู้สังเกตเห็นแบคทีเรียเป็นคนแรก โดยใช้[[กล้องจุลทรรศน์]]เลนส์เดี่ยวที่ออกแบบขึ้นเอง เลเวินฮุกประกาศการค้นพบผ่านทางชุดจดหมายที่ส่งไปยัง[[ราชสมาคมแห่งลอนดอน]] แบคทีเรียเป็นการค้นพบทางจุลทรรศน์ที่โดดเด่นที่สุดของเลเวินฮุก แบคทีเรียมีขนาดเล็กเสียจนเกือบเกินขีดจำกัดของกล้องจุลทรรศน์ของเขา และไม่มีใครสังเกตเห็นอีกเลยเป็นเวลากว่าศตวรรษ ซึ่งถือเป็นการหยุดชะงักใหญ่ครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้เลเวินฮุกยังสังเกตเห็นโปรโตซัว ซึ่งเขาเรียกว่า "[[Animalcule|แอนิมอลกุล]] (animalcule)" สิ่งที่เลเวินฮุกค้นพบกลับมามีผู้ทำการศึกษาอีกครั้งเนื่องจากการค้นพบทาง[[ทฤษฎีเซลล์]]ในสมัยใหม่ 

[[คริสทีอัน ก็อทฟรีท เอเรินแบร์ค]]เป็นผู้เริ่มใช้คำว่า "bacterium" เมื่อ ค.ศ. 1828 แต่ความจริงแล้วคำว่า *Bacterium* ของเอเรินแบร์คคือสกุลที่ประกอบด้วยแบคทีเรียรูปท่อนที่ไม่สร้างสปอร์ ตรงกันข้ามกับ *Bacillus* ซึ่งเป็นแบคทีเรียรูปท่อนสร้างสปอร์ ที่เอเรินแบร์คได้นิยามไว้ใน ค.ศ. 1835

ใน ค.ศ. 1859 หลุยส์ ปาสเตอร์สาธิตว่าการเจริญเติบโตของจุลชีพทำให้เกิดกระบวน[[การหมัก]] และการเจริญเติบโตนี้ไม่ได้เกิดขึ้นมาเอง[[Spontaneous generation|จากสิ่งไร้ชีวิต]] ([[ยีสต์]]และ[[รา]]ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหมักไม่ใช่แบคทีเรียแต่เป็น[[ฟังไจ]]) ปาสเตอร์เป็นบุคคลแรก ๆ ที่สนับสนุน[[Germ theory of disease|ทฤษฎีเชื้อของโรค]] เช่นเดียวกับ[[โรแบร์ท ค็อค]] นายแพทย์ร่วมสมัยเดียวกัน

โรแบร์ท ค็อคทำการศึกษา[[อหิวาตกโรค]] [[แอนแทรกซ์]] [[วัณโรค]] และเป็นผู้บุกเบิกวิชาจุลชีววิทยาการแพทย์ เขาได้พิสูจน์ทฤษฎีเชื้อโรคในระหว่างการศึกษาวัณโรคและได้รับ[[รางวัลโนเบล]]ใน ค.ศ. 1905 จากการพิสูจน์นี้ เขาเป็นผู้ตั้ง[[สมมติฐานของค็อค]]ที่ซึ่งมีเกณฑ์สำหรับพิสูจน์ว่าสิ่งมีชีวิตที่ต้องการศึกษาเป็นสาเหตุของ[[โรค]]หนึ่ง ๆ หรือไม่ สมมติฐานของค็อคยังเป็นที่ใช้กันมาจนถึงปัจจุบัน 

กล่าวกันว่า[[แฟร์ดีนันท์ โคห์น]]เป็นผู้ก่อตั้งวิชาวิทยาแบคทีเรีย โดยเขาได้ศึกษามาตั้งแต่ ค.ศ. 1870 เขาเป็นบุคคลแรกที่จำแนกแบคทีเรียตามลักษณะสัณฐาน 

ถึงแม้จะเป็นที่ทราบกันในคริสต์ศตวรรษที่ 19 ว่าแบคทีเรียเป็นสาเหตุของโรคหลายชนิดแต่ก็ไม่มีวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพพอในสมัยนั้น ใน ค.ศ. 1910 [[เพาล์ แอร์ลิช]]พัฒนายาปฏิชีวนะตัวแรกขึ้นมาโดยเปลี่ยนสีที่ใช้ย้อม *Treponema pallidum'' ซึ่งเป็นแบคทีเรียสไปโรคีทที่ทำให้เกิดโรคซิฟิลิส เป็นสารประกอบที่ทำลายเฉพาะเชื้อดังกล่าว แอร์ลิชได้รับรางวัลโนเบลสำหรับการศึกษาทางด้านภูมิคุ้มกันวิทยาใน ค.ศ. 1908 และริเริ่มการใช้สีย้อมเพื่อตรวจหาและวินิจฉัยแบคทีเรีย การศึกษาของเขาเป็นพื้นฐานสำหรับสีย้อมแกรมและสีย้อมซีห์ล–นีลเซน

การศึกษาแบคทีเรียได้ก้าวหน้าไปอีกขั้นหนึ่งเมื่อคาร์ล โวซระบุได้ว่าอาร์เคียมีสายวิวัฒนาการแยกต่างหากจากแบคทีเรีย การจัดสายวิวัฒนาการนี้เกิดขึ้นจากการหาลำดับเบสไรโบโซมัลอาร์เอ็นเอขนาด 16s และทำให้โพรแคริโอตถูกแบ่งออกเป็นสองโดเมน โดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบสามโดเมน

## อ้างอิง

หมวดหมู่:วิทยาแบคทีเรีย