細菌

Bacteria display a wide diversity of shapes and sizes. Bacterial cells are about one-tenth the size of eukaryotic cells and are typically 0.5–5.0 micrometres in length. However, a few species are visible to the unaided eye—for example, Thiomargarita namibiensis is up to half a millimetre long,^[52]Epulopiscium fishelsoni reaches 0.7 mm,^[53] and Thiomargarita magnifica can reach even 2 cm in length, which is 50 times larger than other known bacteria.^[54][55] Among the smallest bacteria are members of the genus Mycoplasma, which measure only 0.3 micrometres, as small as the largest viruses.^[56] Some bacteria may be even smaller, but these ultramicrobacteria are not well-studied.^[57]

Most bacterial species are either spherical, called cocci (singular coccus, from Greek kókkos, grain, seed), or rod-shaped, called bacilli (sing. bacillus, from Latinbaculus, stick).^[58] Some bacteria, called vibrio, are shaped like slightly curved rods or comma-shaped; others can be spiral-shaped, called spirilla, or tightly coiled, called spirochaetes. A small number of other unusual shapes have been described, such as star-shaped bacteria.^[59] This wide variety of shapes is determined by the bacterial cell wall and cytoskeleton and is important because it can influence the ability of bacteria to acquire nutrients, attach to surfaces, swim through liquids and escape predators.^[60][61]

ほとんどの細菌種は単細胞として存在しますが、他の細菌種は特徴的なパターンで集まります。ナイセリア属は二倍体（ペア）を形成し、連鎖球菌は鎖を形成し、ブドウ球菌は「ブドウの房」のようなクラスターを形成します。細菌は、放線菌種の細長いフィラメント、粘液細菌種の凝集体、ストレプトマイセス属の複雑な菌糸など、より大きな多細胞構造を形成するために集まることもできます。^{[ 63 ]}これらの多細胞構造は、特定の条件下でのみ見られることがよくあります。たとえば、アミノ酸が不足すると、粘液細菌はクオラムセンシングと呼ばれるプロセスで周囲の細胞を検出し、互いに移動し、集合して、長さが最大500マイクロメートルで約10万個の細菌細胞を含む子実体を形成します。^{[ 64 ]}これらの子実体では、細菌は別々のタスクを実行します。例えば、約10個の細胞のうち1個が子実体の頂部に移動し、乾燥やその他の不利な環境条件に対してより耐性のある粘液胞子と呼ばれる特殊な休眠状態に分化する。^{[ 65 ]} 

細菌はしばしば表面に付着し、バイオフィルムと呼ばれる密な集合体^{[ 66 ]}や、微生物マットと呼ばれるより大きな構造物を形成する^{[ 67 ]}。これらのバイオフィルムやマットは、厚さが数マイクロメートルから深さが最大で0.5メートルまで変化し、複数の種類の細菌、原生生物、古細菌を含むことがある。バイオフィルムに生息する細菌は、細胞と細胞外成分の複雑な配置を示し、マイクロコロニーなどの二次構造を形成し、栄養素の拡散を促進するためのチャネルのネットワークが存在する^{[ 68 ] [ 69 ]。}土壌や植物の表面などの自然環境では、ほとんどの細菌がバイオフィルムとして表面に付着している^{[ 70 ]} 。バイオフィルムは医学においても重要であり、これらの構造は慢性細菌感染症や埋め込み型医療機器の感染症の際にしばしば存在し、バイオフィルム内に保護された細菌は、個々の単離された細菌よりもはるかに殺しにくい^{[ 71 ] 。}

細菌細胞は、主にリン脂質からなる細胞膜に囲まれています。この膜は細胞の内容物を包み込み、栄養素、タンパク質、その他の必須成分を細胞内に保持する障壁として機能します。^{[ 72 ]}真核細胞とは異なり、細菌は通常、核、ミトコンドリア、葉緑体、および真核細胞に存在するその他の細胞小器官など、細胞質内に大きな膜結合構造を持っていません。^{[ 73 ]}しかし、一部の細菌は、カルボキシソームなど、細菌の代謝の側面を区画化するタンパク質結合細胞小器官を細胞質内に持っています。^{[ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]}さらに、細菌は、細胞内のタンパク質と核酸の局在を制御し、細胞分裂のプロセスを管理する多成分細胞骨格を持っています。^{[ 77 ] [ 78 ] [ 79 ]}

エネルギー生成などの多くの重要な生化学反応は、膜を挟んだ分子濃度の差によって起こり、電池に似た電気化学ポテンシャルを生み出します。細菌には一般的に内部膜がないため、電子輸送などのこれらの反応は、細胞質と細胞外またはペリプラズムの間の細胞膜を介して起こります。^{[ 80 ]}しかし、多くの光合成細菌では、細胞膜は高度に折り畳まれており、細胞の大部分を光を集める膜の層で満たしています。^{[ 81 ]}これらの光を集める複合体は、緑色硫黄細菌ではクロロソームと呼ばれる脂質で囲まれた構造を形成することさえあります。^{[ 82 ]}

細菌は膜で囲まれた核を持たず、遺伝物質は通常、細胞質内の核様体と呼ばれる不規則な形状の構造体にある単一の環状細菌染色体DNAです。^{[ 83 ]}核様体には、染色体とその関連タンパク質およびRNAが含まれています。他のすべての生物と同様に、細菌はタンパク質を生成するためのリボソームを持っていますが、細菌のリボソームの構造は真核生物や古細菌のものと異なります。^{[ 84 ]}翻訳プロセスも異なります。^{[ 85 ]}

一部の細菌は、グリコーゲン[86]、ポリリン酸[87]、硫黄[88]、ポリヒドロキシアルカノエート[89]などの細胞内栄養貯蔵顆粒を生成する^。光合成^{シアノバクテリアなど} の細菌^は、浮力 を調節^するために内部^ガス胞を生成し、光強度と栄養レベルが異なる水層を上下に移動できるようにする^{[ 90 ] 。}

細胞膜の外側には細胞壁があります。細菌の細胞壁はペプチドグリカン（ムレインとも呼ばれる）でできており、これはD-アミノ酸を含むペプチドによって架橋された多糖鎖からできています。^{[ 91 ]}細菌の細胞壁は、それぞれセルロースとキチンでできている植物や真菌の細胞壁とは異なります。^{[ 92 ]}細菌の細胞壁は、ペプチドグリカンを含まない古細菌の細胞壁とも異なります。細胞壁は多くの細菌の生存に不可欠であり、抗生物質ペニシリン（ペニシリウムと呼ばれる真菌によって産生される）は、ペプチドグリカンの合成の段階を阻害することによって細菌を殺すことができます。^{[ 92 ]}

細菌には大きく分けて2種類の細胞壁があり、それによって細菌はグラム陽性菌とグラム陰性菌に分類される。これらの名称は、細菌種の分類に長年用いられてきたグラム染色に対する細胞の反応に由来する。 ^{[ 93 ]}

グラム陽性菌は、ペプチドグリカンとテイコ酸の多くの層を含む厚い細胞壁を持っています。対照的に、グラム陰性菌は、リポ多糖とリポタンパク質を含む第2の脂質膜に囲まれた数層のペプチドグリカンからなる比較的薄い細胞壁を持っています。ほとんどの細菌はグラム陰性細胞壁を持ち、バチルス属と放線菌（それぞれ以前は低G+Cグラム陽性菌と高G+Cグラム陽性菌として知られていた）のメンバーのみが、グラム陽性とは異なる配置を持っています。^{[ 94 ]}これらの構造の違いは、抗生物質感受性の違いを生み出す可能性があります。たとえば、バンコマイシンはグラム陽性菌のみを殺すことができ、インフルエンザ菌や緑膿菌などのグラム陰性病原体に対しては効果がありません。^{[ 95 ]}一部の細菌は、古典的なグラム陽性でもグラム陰性でもない細胞壁構造を持っています。これには、グラム陽性菌のように厚いペプチドグリカン細胞壁を持ち、さらに脂質の第2の外層も持つマイコバクテリアなどの臨床的に重要な細菌が含まれる。 ^{[ 96 ]}

多くの細菌では、細胞の外側は、厳密に配置されたタンパク質分子のS層で覆われています。 ^{[ 97 ]}この層は細胞表面を化学的および物理的に保護し、高分子拡散バリアとして機能します。S層は多様な機能を持ち、カンピロバクター属では病原性因子として機能し、バチルス・ステアロサーモフィルスでは表面酵素を含むことが知られています。^{[ 98 ] [ 99 ]}

鞭毛は 、直径約20ナノメートル、長さ最大20マイクロメートルの硬いタンパク質構造で、運動 に使用されます。鞭毛は、細胞膜を横切る電気化学的勾配に沿ってイオンが移動することによって放出されるエネルギーによって駆動されます。 ^{[ 100 ]}

線毛（「付着線毛 」とも呼ばれる）は、通常直径2～10ナノメートル、長さ数マイクロメートルまでの細いタンパク質のフィラメントです。細胞表面に分布しており、電子顕微鏡で見ると細い毛のように見えます。^{[ 101 ]}線毛は固体表面や他の細胞への付着に関与していると考えられており、一部の細菌病原体の病原性に不可欠です。^{[ 102 ]}線毛（単数形はpilus）は、線毛よりわずかに大きい細胞付属器官で、接合と呼ばれるプロセスで細菌細胞間で遺伝物質を伝達することができ、接合線毛または性線毛と呼ばれます（下記の細菌遺伝学を参照）。^{[ 103 ]}また、運動を生成することもでき、その場合はIV型線毛と呼ばれます。^{[ 104 ]}

グリコカリックスは多くの細菌が細胞を囲むために産生するもので、^{[ 105 ]}構造の複雑さは様々で、細胞外ポリマー物質の無秩序な粘液層から高度に構造化されたカプセルまで多岐にわたる。これらの構造は、マクロファージ（ヒトの免疫系の一部）などの真核細胞による貪食から細胞を保護することができる。^{[ 106 ]}また、抗原として機能し、細胞認識に関与するほか、表面への付着やバイオフィルムの形成を助けることもある。^{[ 107 ]}

これらの細胞外構造の組み立ては、細菌の分泌システムに依存している。これらのシステムは、細胞質からペリプラズムまたは細胞周囲の環境にタンパク質を輸送する。多くの種類の分泌システムが知られており、これらの構造は病原体の毒性に不可欠な場合が多いため、集中的に研究されている。^{[ 107 ]}

バチルス属、クロストリジウム属、スポロハロバクター属、アナエロバクター属、ヘリオバクテリウム属などのグラム陽性細菌の属の中には、内生胞子と呼ばれる非常に耐性のある休眠構造を形成できるものがある。^{[ 109 ]}内生胞子は細胞の細胞質内で発達し、一般的に各細胞に1つの内生胞子が発達する。^{[ 110 ]}各内生胞子は、皮質層に囲まれたDNAとリボソームのコアを含み、ペプチドグリカンとさまざまなタンパク質からなる多層の硬い外皮によって保護されている。^{[ 110 ]}

内生胞子は検出可能な代謝を示さず、高レベルの紫外線、ガンマ線、洗剤、消毒剤、熱、凍結、圧力、乾燥などの極端な物理的および化学的ストレスに耐えることができます。^{[ 111 ]}この休眠状態では、これらの生物は何百万年も生存し続ける可能性があります。^{[ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]}内生胞子は、細菌が宇宙の真空と放射線にさらされても生き残ることを可能にし、細菌が宇宙塵、流星体、小惑星、彗星、準惑星、または指向性パンスペルミアによって宇宙全体に拡散する可能性につながります。^{[ 115 ] [ 116 ]}

芽胞形成細菌は病気を引き起こす可能性があります。たとえば、炭疽菌の芽胞を吸入すると炭疽病に感染し、破傷風菌の芽胞が深い刺し傷に付着すると破傷風を引き起こします。破傷風は、ボツリヌス症と同様に、芽胞から増殖した細菌が放出する毒素によって引き起こされます。^{[ 117 ]}医療現場でよく見られるクロストリジオイデス・ディフィシル感染症は、芽胞形成細菌によって引き起こされます。^{[ 118 ]}

多くの細菌は運動性（自力で移動できる能力）を持ち、さまざまなメカニズムを使って移動します。その中で最もよく研​​究されているのが鞭毛で、基部のモーターによって回転してプロペラのような動きを生み出す長いフィラメントです。^{[ 166 ]}細菌の鞭毛は約20種類のタンパク質で構成されており、その制御と組み立てにはさらに約30種類のタンパク質が必要です。^{[ 166 ]}鞭毛は、基部の可逆モーターによって駆動される回転構造で、膜を横切る電気化学的勾配を動力源として利用します。 ^{[ 167 ]}

細菌は鞭毛をさまざまな方法で使用して、さまざまな種類の運動を生み出すことができます。多くの細菌（大腸菌など）は、前進運動（遊泳）と回転運動という2つの異なる運動様式を持っています。回転運動によって方向転換が可能になり、その運動は3次元ランダムウォークになります。^{[ 168 ]}細菌種によって、表面の鞭毛の数と配置が異なります。鞭毛が1本しかないもの（単毛性）、両端に鞭毛があるもの（両毛性）、細胞の両極に鞭毛の集まりがあるもの（房毛性）があり、鞭毛が細胞表面全体に分布しているもの（周毛性）もあります。スピロヘータと呼ばれる細菌群の鞭毛は、ペリプラズム空間の2つの膜の間にあります。スピロヘータは、移動しながらねじれる独特のらせん状の体を持っています。 ^{[ 166 ]}

細菌の運動には、 IV型線毛と呼ばれる構造に依存するトゥイッチング運動^{[ 169 ]}と、他のメカニズムを利用する滑走運動という2つのタイプがある。トゥイッチング運動では、棒状の線毛が細胞から伸びて基質に結合し、その後収縮して細胞を前方に引っ張る^{[ 170 ] 。}

運動性細菌は、走性と呼ばれる行動で特定の刺激に引き寄せられたり反発したりします。これには、化学走性、光走性、エネルギー走性、磁気走性などがあります。^{[ 171 ] [ 172 ] [ 173 ]}特異なグループである粘液細菌では、個々の細菌が一緒に移動して細胞の波を形成し、その後分化して胞子を含む子実体を形成します。^{[ 65 ]}粘液細菌は固体表面上でのみ移動し、液体または固体培地で運動する大腸菌とは異なります。 ^{[ 174 ]}

リステリア属菌やシゲラ属菌のいくつかの種は、通常は細胞内の小器官の移動に使われる細胞骨格を乗っ取って宿主細胞内を移動する。細胞の一方の極でアクチン重合を促進することで、宿主細胞の細胞質を押し進む一種の尾部を形成することができる。^{[ 175 ]}

一部の細菌は光を生成する化学システムを持っています。この生物発光は魚類と共生する細菌でよく見られ、その光はおそらく魚類や他の大型動物を引き寄せる役割を果たしていると考えられます。^{[ 176 ]}

細菌はしばしばバイオフィルムと呼ばれる多細胞集合体として機能し、細胞間コミュニケーションのためにさまざまな分子シグナルを交換し、協調的な多細胞行動を行う。^{[ 177 ] [ 178 ]}

多細胞生物の協力による共同的な利点には、細胞分業、単一細胞では効果的に利用できない資源へのアクセス、敵対者に対する集団的な防御、異なる細胞型への分化による個体群生存の最適化などがある。^{[ 177 ]}例えば、バイオフィルム中の細菌は、同種の個々の「浮遊性」細菌よりも抗菌剤に対する耐性が500倍以上高くなることがある。 ^{[ 178 ]}

分子シグナルによる細胞間コミュニケーションの一種に、クオラムセンシングと呼ばれるものがある。^{[ 179 ] [ 180 ] [ 181 ]}クオラムセンシングは、消化酵素の分泌や発光など、多数の類似生物が同様に行動する場合にのみ成功するプロセスへの投資を支えるのに十分な密度が局所的な個体群にあるかどうかを判断する。 ^{[ 182 ] [ 183 ]}​​ クオラムセンシングにより、細菌は遺伝子発現を調整し、細胞集団の増加に伴って蓄積する自己誘導物質やフェロモンを生成、放出、検出することができる。 ^{[ 184 ]}

1884年にハンス・クリスチャン・グラムによって開発されたグラム染色法は、細菌の細胞壁の構造的特徴に基づいて細菌を分類します。^{[ 198 ] [ 93 ]}「グラム陽性」の細胞壁にある厚いペプチドグリカン層は紫色に染まり、「グラム陰性」の細胞壁は薄いピンク色に見えます。^{[ 198 ]}形態とグラム染色法を組み合わせることで、ほとんどの細菌は4つのグループ（グラム陽性球菌、グラム陽性桿菌、グラム陰性球菌、グラム陰性桿菌）のいずれかに分類できます。一部の生物は、グラム染色法以外の染色法、特にチール・ネールゼン染色や類似の染色法で抗酸性を示すマイコバクテリアやノカルジアによって最もよく識別されます。^{[ 199 ]}

培養技術は、サンプル中の他の細菌の増殖を抑制しながら、特定の細菌の増殖と同定を促進するように設計されています。^{[ 200 ]}これらの技術は、多くの場合、特定の検体用に設計されています。たとえば、喀痰サンプルは肺炎の原因となる微生物を同定するために処理され、便サンプルは非病原性細菌の増殖を抑制しながら下痢の原因となる微生物を同定するために選択培地で培養されます。血液、尿、髄液など、通常は無菌である検体は、考えられるすべての微生物を増殖させるように設計された条件下で培養されます。^{[ 134 ] [ 201 ]}他の微生物は、特殊培地での増殖、または血清学などの他の技術によって同定する必要がある場合があります。^{[ 202 ]}

細菌の分類と同様に、細菌の同定には分子生物学的手法^{[ 203 ]}や質量分析法^{[ 204 ]}がますます用いられるようになっている。ほとんどの細菌は特性が解明されておらず、実験室で培養できない種も多数存在する^{[ 205 ]} 。ポリメラーゼ連鎖反応などのDNAベースのツールを用いた診断法は、培養法に比べて特異性と速度が優れているため、ますます普及している^{[ 206 ]} 。これらの方法により、代謝活性はあるものの分裂しない「生存可能だが培養不可能な」細胞の検出と同定も可能になる^{[ 207 ]} 。これらの細菌を特性が解明し分類する主な方法は、環境サンプルからDNAを分離し、質量シーケンスを行うことである。このアプローチにより、数千、あるいは数百万もの候補種が同定されている。いくつかの推定に基づくと、43,000種以上の細菌が記載されているが、^{[ 20 ]}細菌の多様性の真の数を推定する試みは、合計種数で^{10⁷から10⁹}までと幅広く、これらの多様な推定値でさえ、桁違いにずれている可能性がある。^{[ 208 ] [ 209 ]}

以下の門は原核生物規約に従って有効に発表されています。どの界にも属さない門は太字で示されています。^{[ 210 ] [ 3 ]}

以下の門が提案されていますが、原核生物規約に従って有効に発表されていません。どの界にも属さない門は太字で示されています。^{[ 3 ] [ 213 ]}

「共生」という言葉は、「同じテーブルで食事をする」という意味の「共生」という言葉に由来しており^{[ 216 ]}、すべての植物と動物は共生細菌によってコロニー化されています。人間や他の動物では、何兆もの細菌が皮膚、気道、腸、その他の開口部に生息しています^{[ 217 ] [ 218 ]} 。 「常在菌叢」^{[ 219 ]}または「共生菌」^{[ 220 ]}と呼ばれるこれらの細菌は通常は害を及ぼしませんが、時折体の他の部位に侵入して感染症を引き起こすことがあります。大腸菌は人間の腸の共生菌ですが、尿路感染症を引き起こすことがあります^{[ 221 ]} 。同様に、人間の口の常在菌叢の一部である連鎖球菌は、心臓病を引き起こすことがあります^{[ 222 ]}。

細菌の中には、他の微生物を殺して食べる種があり、これらの種は捕食性細菌と呼ばれます。^{[ 223 ]}これには、遭遇した細菌を殺して消化する細胞の群れを形成するミクソコッカス・キサンタスなどの生物が含まれます。 ^{[ 224 ]}他の細菌捕食者は、獲物に付着して消化し、栄養を吸収するか、他の細胞に侵入して細胞質内で増殖します。^{[ 225 ]}これらの捕食性細菌は、死んだ微生物を食べる腐生菌から、他の生物を捕らえて殺すことができる適応を経て進化したと考えられています。 ^{[ 226 ]}

特定の細菌は、生存に不可欠な密接な空間的関係を形成します。このような相利共生関係の1つである種間水素転移は、酪酸やプロピオン酸などの有機酸を消費して水素を生成する嫌気性細菌の集団と、水素を消費するメタン生成古細菌の間で起こります。^{[ 227 ]}古細菌がいなければ、この共生関係にある細菌は有機酸を継続的に消費することができません。なぜなら、この反応によって生成される水素が周囲に蓄積してしまうからです。水素を消費する古細菌との密接な関係だけが、細菌が増殖できるほど水素濃度を低く保つのです。^{[ 228 ]}

土壌中では、根圏（根の表面と、軽く振った後に根に付着する土壌を含む領域）に生息する微生物が窒素固定を行い、窒素ガスを窒素化合物に変換します。^{[ 229 ]}これは、窒素を固定できない多くの植物にとって、吸収しやすい形の窒素を提供するのに役立ちます。他の多くの細菌は、人間や他の生物の共生生物 として存在します。たとえば、腸内の正常な人間の腸内細菌叢には1,000種以上の細菌が存在し、腸の免疫に貢献したり、葉酸、ビタミンK、ビオチンなどのビタミンを合成したり、糖を乳酸に変換したり（ラクトバチルスを参照）、複雑な消化できない炭水化物を発酵させたりすることができます。^{[ 230 ] [ 231 ] [ 232 ]}この腸内細菌叢の存在は、潜在的に病原性のある細菌の増殖も阻害し（通常は競合排除によって）、これらの有益な細菌は結果としてプロバイオティクス栄養補助食品として販売されている。^{[ 233 ]}

ほぼすべての動物の生命は生存のために細菌に依存している。なぜなら、細菌と一部の古細菌だけが、コバラミンとしても知られるビタミンB12_を合成し、食物連鎖を通じて供給するために必要な遺伝子と酵素を持っているからである。ビタミンB12は水溶性ビタミンであり、人体のすべての細胞の代謝に関与している。DNA合成_、脂肪酸代謝、アミノ酸代謝の両方における補因子である。特に、ミエリン合成における役割を通じて、神経系の正常な機能に重要である。^{[ 234 ]}

人体は、皮膚や粘膜に生える有益な共生菌や、主に土壌や腐敗物に生える腐生菌など、多くの種類の細菌に常にさらされています。血液や組織液には、多くの細菌の増殖を維持するのに十分な栄養素が含まれています。人体には、微生物の組織への侵入に抵抗し、多くの微生物に対する自然免疫または先天的な抵抗力を与える防御機構があります。^{[ 235 ]}一部のウイルスとは異なり、細菌は比較的ゆっくりと進化するため、多くの細菌性疾患は他の動物にも発生します。^{[ 236 ]}

細菌が他の生物と寄生関係を形成する場合、それらは病原体に分類されます。^{[ 237 ]}病原性細菌は人間の死亡や病気の主な原因であり、破傷風（クロストリジウム・テタニによる）、腸チフス、ジフテリア、梅毒、コレラ、食中毒、ハンセン病（マイコバクテリウム・レプラエによる）、結核（マイコバクテリウム・ツベルクローシスによる）などの感染症を引き起こします。^{[ 238 ]}既知の医学的疾患の病原性原因は、ヘリコバクター・ピロリと消化性潰瘍の場合のように、何年も経ってから発見されることがあります。^{[ 239 ]}細菌性疾患は農業でも重要であり、細菌は植物の葉斑病、火傷病、萎凋病、家畜のヨーネ病、乳腺炎、サルモネラ、炭疽病を引き起こします。 ^{[ 240 ]}

病原体の種ごとに、ヒト宿主との相互作用のスペクトルが特徴的です。ブドウ球菌や連鎖球菌などの一部の生物は、皮膚感染症、肺炎、髄膜炎、敗血症、ショック、大規模な血管拡張、死を引き起こす全身性炎症反応を引き起こす可能性があります。^{[ 241 ]}しかし、これらの生物はヒトの常在菌叢の一部でもあり、通常は皮膚や鼻に存在し、病気を引き起こすことはありません。リケッチアなどの他の生物は、必ずヒトに病気を引き起こします。リケッチアは、他の生物の細胞内でのみ増殖および繁殖できる偏性細胞内寄生体です。リケッチアの一種は発疹チフスを引き起こし、別の種はロッキー山紅斑熱を引き起こします。偏性細胞内寄生体の別の門であるクラミジアには、肺炎や尿路感染症を引き起こす種があり、冠状動脈疾患に関与している可能性があります。^{[ 242 ]} Pseudomonas aeruginosa、Burkholderia cenocepacia、Mycobacterium aviumなどの一部の種は日和見病原体であり、主に免疫抑制状態にある人や嚢胞性線維症の人に病気を引き起こします。^{[ 243 ] [ 244 ] [ 245 ]}一部の細菌は毒素を産生し、病気を引き起こします。^{[ 246 ]}これらは、破壊された細菌細胞から生じるエンドトキシンと、細菌によって産生され環境中に放出されるエキソトキシンです。 ^{[ 247 ]}例えば、Clostridium botulinum菌は呼吸麻痺を引き起こす強力なエキソトキシンを産生し、 Salmonellaは胃腸炎を引き起こすエンドトキシンを産生します。^{[ 247 ]}一部のエキソトキシンはトキソイドに変換でき、トキソイドは病気を予防するためのワクチンとして使用されます。^{[ 248 ]}

細菌感染症は抗生物質で治療できます。抗生物質は、細菌を殺す場合は殺菌性、細菌の増殖を阻止するだけの場合は静菌性に分類されます。抗生物質には多くの種類があり、それぞれのクラスは、宿主とは異なる病原体のプロセスを阻害します。抗生物質が選択的毒性を生み出す例として、クロラムフェニコールとピューロマイシンがあります。これらは細菌のリボソームを阻害しますが、構造的に異なる真核生物のリボソームは阻害しません。^{[ 249 ]}抗生物質は、人間の病気の治療と集約畜産で動物の成長を促進するために使用され、細菌集団における抗生物質耐性の急速な発達に寄与している可能性があります。 ^{[ 250 ]}感染は、注射器の針で皮膚を刺す前に皮膚を消毒するなどの消毒措置や、留置カテーテルの適切な管理によって予防できます。外科用器具や歯科用器具も、細菌による汚染を防ぐために滅菌されます。漂白剤などの消毒剤は、表面上の細菌やその他の病原体を殺し、汚染を防ぎ、感染のリスクをさらに低減するために使用されます。^{[ 251 ]}