تركيب الخلية البكتيرية

تركيب البكتيريا البدائية

البكتيريا أو الجُرْثُومَة أو الجُرْثُوم (Bacteria وباليونانية القديمة : bakterion عصيات) كائنات حية دقيقة وحيدة الخلية منها المكورات والعصيات و الحلزوني وهي تتجمع مع بعضها وتأخذ أشكالا متعددة مثل عقد أو سبحة فتسمى مكورات عقدية أو على شكل عنقود فتسمى مكورات عنقودية. تتراوح أبعاد البكتريا بين 0.5-5 ميكرومتر مع أن التنوع الواسع للبكتريا يمكن أن يظهر تعدد أشكال كبير جدا. تدرس البكتريا في ما يدعى علم البكتيريا أو الباكتريولوجيا الذي يعتبر فرعا من فروع علم الأحياء الدقيقة. كانت البكتيريا من أولى أشكال الحياة التي ظهرت على سطح الأرض وهي موجودة في معظم المواطن على هذا الكوكب. كما تستوطن التربة، الماء، ينابيع المياه الحارة الحمضية والكبريتية، المخلفات الإشعاعي ، والأجزاء العميقة من القشرة الأرضية. أيضًا تعيش البكتيريا في النباتات والحيوانات (انظر:تعايش (أحياء))، كما تزدهر في المركبات الفضائية المأهولة بالبشر.

يحتوي الجرام الواحد من التربة على ما يقارب 40 مليون خلية بكتيرية، ويوجد حوالي مليون خلية بكتيرية في الملي لتر الواحد من المياه العذبة. يقدر عدد البكتيريا في الأرض بحوالي 5×1030 مكونة بذلك كتلة بيولوجية تتعدى كل الحيوانات والنباتات. للبكتيريا دور حيوي في عملية إعادة تدوير المواد الغذائية حيث أن خطوات عديدة في عملية الدورة الغذائية تعتمد على هذه الكائنات، مثل عملية تثبيت النيتروجين من الغلاف الجوي وعملية التعفن. في البيئات الحيوية المحيطة بالشقوق الحرارية المائية والشقوق الباردة (في المحيطات) تقوم البكتيريا بتوفير الغذاء اللازم للحفاظ على الحياة عن طريق تحويل بعض المركبات الذائبة كسلفايد الهيدروجين والميثان إلى طاقة. في 17 مارس عام 2013 توصل الباحثون إلى معلومات تشير إلى أن البكتيريا تتواجد في خندق ماريانا وهو أعمق منطقة على الأرض. توصل باحثون آخرون إلى دراسات مشابهة تشير إلى أن الميكروبات تعيش داخل صخور تبلغ 1900 قدم بعيدًا تحت قاع البحر تحت 8500 قدم من المحيط مقابل السواحل الشمالية الغربية للولايات المتحدة. ووفقا لما يذكره أحد الباحثين “بإمكانك إيجاد الميكروبات في كل مكان – لديهم قدرة عالية على التكيف مع أي ظرف وبيئة ويمكنهم البقاء على قيد الحياة أينما كانوا”.

معظم البكتيريا لم يتم تشخيصها، وما يقارب نصف شعبة البكتيريا فقط تمتلك أنواعاً يمكن زراعتها في المختبر. وتُعرف دراسة الجراثيم بعلم البكتيريا، أحد فروع علم الأحياء الدقيقة.

يوجد هناك تقريباً عشرة أضعاف خلايا بكتيرية في الميكروبات البشرية كما يوجد خلايا بشرية في جسم الإنسان، مع أعداد كبيرة من البكتيريا على الجلد وجرااثيم الجهاز الهضمي. إن الغالبية العظمى من البكتيريا في جسم الإنسان لا تعود عليه بالضرر بفضل تأثيرات الحماية من جهاز المناعة، والقليل منها ذو فائدة ومع ذلك فهناك أصناف قليلة من البكتيريا مسببة للأمراض وللعدوى ومن ضمنها الهيضة و الزهري و الجمرة الخبيثة و الجذام و الطاعون الدبلي. إن الأمراض البكتيرية الأكثر شيوعاً وفتكاً هي عدوى الجهاز التنفسي وعدوى السل اللتان توديان وحدهما بأرواح مليوني شخص كل عام معظمهم من جنوب صحراء أفريقيا. ففي الدول المتقدمة قاموا باستخدام المضادات الحيوية لمعالجة عدوى البكتيريا وفي قطاع الزراعة وبذلك تصبح المقاومة بالمضادات الحيوية أمراً شائعاً ، لكن تكمن أهمية البكتيريا في مجال الصناعة في قيامها بعملية تصريف مياه المجاري والتسرب النفطي وفي إنتاج الأجبان والألبان من خلال عملية التخمير ، وفي قطاع التعدين تستخدم البكتيريا في طلاء الذهب و البلاديوم و النحاس ومعادن أخرى. فضلاً عن التكنولوجيا الحيوية وتصنيع المضادات الحيوية ومواد كيميائية أخرى.

تم تصنيفها ضمن النباتات من الفئة التي تشكل الجراثيم، الآن تعتبر البكتيريا من الكائنات وحيدة الخلية. وخلافاً للحيوانات والكائنات عديدة النواة، البكتيريا وحيدة الخلية لا تحتوي على نواة، ونادرًا ما تحوي غشاء يحيط بالعضيات. مصطلح “البكتيريا” قديمًا كان يضم جميع بدائيات النواة، وتم تغيير هذا المصطلح العلمي بعد الأكتشاف العلمي من اسلافها المشتركة قديمًا عام 1990م، الذي ينص على أن بدائيات النواة تتألف من مجموعتين شديدة الأختلاف في العضيات التي تطورت.، تسمى هذه المجالات التطورية بالبكتيريا والبدائيات.

الجدار الخلوي للبكتيريا

L. Form bacteria أو البكتيريا عديمة الجدار الخلوي، هي سلالة خاصة من البكتيريا التي تفتقر إلى وجود جدار خلوي، تم عزلها لأول مرة عام 1935 من قبل العالمة إيمي نوبل وقامت بتسميتها بهذا الاسم نسبة إلى معهد ليستر في لندن حيث كانت تعمل.

هناك نوعين من هذه البكتيريا : النوع الأول هو البكتيريا ذات الشكل L غير المستقرة التي تكون قادرة على الانقسام ولكنها تستطيع العودة إلى الشكل الأصلي، والنوع الثاني هو البكتيريا ذات الشكل L المستقرة غير القادرة على العودة إلى الشكل الأصلي

هناك أنواع من البكتيريا تفتقر إلى وجود الجدار الخلوي لكن لا يمكن تصنيفها ضمن البكتيريا ذات الشكل L لأنها لم تنشق عن بكتيريا تمتلك جدار خلوي.

يمكن تكوين هذه الأنواع من البكتيريا في المختبر من انواع بكتيريا تحتوي على جدار خلوي مثل Bacillus subtilis أو Escherichia coli . يتم تكوينها عن طريق تثبيط تكوين الببتيدوجليكان باستخدام المضادات الحيوية أو أنواع خاصة من الانزيمات تعمل على تدمير الجدار الخلوي تسمى lysosomes

في العادة تنمو هذه الأنواع من البكتيريا في وسط اسموزي مماثل للوسط داخل خلية البكتيريا ، يستخدم هذا الوسط ليمنع تحلل الخلية بسبب القوة الاسموزية، من الممكن أن تكون البكتيريا من الصنف غير المستقر وقد تميل إلى العودة إلى شكلها الأصلي لذلك يجب المحافظة على الظروف التي تكونت بها البكتيريا لمنع عودتها إلى شكلها الأصلي.

استنتجت بعض الدراسات أن هناك نوع من الطفرات تحدث على الخلايا الطبيعية تؤدي إلى إنتاج سلالة من البكتيريا ذات الشكل L، تحدث هذه الطفرة على جين مسؤول عن تشكيل الدهون المكونة للببتيدوجليكان

تزيد هذه الطفرة من فرصة تكون البكتيريا ذات الشكل L 1000 مرة.

بعض الدراسات قالت أن هذه البكتيريا قد تكون مسببة للأمراض عند البشر والحيوانات لكن الدراسات بهذه المسألة كانت متناقضة لهذا السبب كانت هذه الدراسات مثيرة للجدل، اثبتت الدراسات ان البكتيريا ذات الشكل L إما هي بكتيريا مختبرات غير مفيدة أو مفيدة لكنها لا تسبب الأمراض.

الخلية البكتيرية بالمجهر الالكتروني

-تبدي جميع الخلايا نفس نمط التنظيم : ستوبلازم محددة بغشاء هيولي .
– نميز على أساس وجود أو غياب شبكة غشائية داخلية في الهيولى الأساسية مصدر العضيات نمطين من الخلايا .:
* خلايا حقيقية النواة تحتوي بشبكة غشائية داخلية.
* خلايا غير حقيقية النواة لا تحتوي على هذه الشبكة.
-تتحدد العضيات المتضمنة في الهيولى
* اما بغشاء هيولي مزدوج ( النواة،الميتوكوندري، الصانعات الخضراء) )
* او بغشاء بسيط: الشبكة الهيولية ، الأجسام القاعدية: جهاز كولجي ، الفجوات .
– تضفي العضيات المحددة بغشاء بسيط او مزدوج هيولى الخلايا حقيقية النواة بنية مجزاة او منفصلة .
الخلاصة :
تبدي جميع الخلايا نفس نمط التنظيم : ستوبلازم محددة بغشاء هيولي .
– نميز على أساس وجود أو غياب شبكة غشائية داخلية في الهيولى الأساسية مصدر العضيات نمطين من الخلايا .:
* خلايا حقيقية النواة تحتوي بشبكة غشائية داخلية.
* خلايا غير حقيقية النواة لا تحتوي على هذه الشبكة.
-تتحدد العضيات المتضمنة في الهيولى
* إما بغشاء هيولي مزدوج ( النواة،الميتوكوندري، الصانعات الخضراء) )
* او بغشاء بسيط: الشبكة الهيولية ، الأجسام القاعدية: جهاز كولجي ، الفجوات .
– تضفي العضيات المحددة بغشاء بسيط او مزدوج هيولى الخلايا حقيقية النواة بنية مجزاة او منفصلة

الإشكالية: كيف تبدو الخلية بالمجهر الالكتروني؟
2-1: ملاحظة خلية حيوانية بالمجهر الالكتروني: الوثيقة 1 ص 85 .
تتكون الخلية الحيوانية من المكونات لتالية(البيانات)
1- غشاء هيولي.
2- هيولى.
3- غلاف نووي.
4- ثقب نووي
5- ميتوكوندري
6- شبكة هيولية فعالة
7- جسيم مركزي
8- نوية
9- عصارة نووية
ملاحظة: العناصر رقم: 3+4+8 تكون النواة.
2-2: ملاحظة خلية نباتية بالمجهر الالكتروني: الوثيقة 2 ص 86
تتكون الخلية النباتية من المكونات التالية: البيانات
10- جدار بيكتوسيليلوزي
11- هيولى
12- نوية
13- نواة
14-
15- صانعات خضراء
16- ميتوكوندري
17- فجوة
18- ريبوزومات
2-3: العناصر المشتركة بين الخلية النباتية و الحيوانية : كلا الخليتين يحتوي على :
– غشاء هيولي، ميتوكوندري، شبكة هيولية فعالة، جهاز كولجي ، نواة، ريبوزمات .
2-4: الصفات المميزة لكل نمط من الخلايا :
* الخلية النباتية : تتميز بوجود جدار بيكتو سيليلوزي ، فجوة نامية، صانعات خضراء
* الخلية الحيوانية: تتميز بوجود جسيم مركزي ، فجوة غير نامية
2-5: ملاحظة خلية بكتيريا بالمجهر الالكتروني: الوثيقة 3 ص 87
تتكون الخلية البكتيريا من :
1- محفظة
2- غشاء هيولي
3- صبغي حلقي
ملاحظة: تعتبر البكتيريا بدائية النواة ( غير حقيقية النواة) خلية لأنها تبدي نمس النمط البنيوي حيث تتكون من غشاء هيولي الذي يضم الريبوزمات وخيط صبغي حلقي .
الخلاصة
1-تبدي جميع الخلايا نفس مخطط التنظيم : سيتوبلازم محددة بغشاء هيولي
2-نميز على أساس وجود او غياب شبكة داخلية ( الغشاء النووي) في الهيولى الأساسية نمطين من الخلايا:
* خلايا حقيقية النواة: تحتوى على شبكة غشائية داخلية( غشاء نووي يحيط بالنواة)
* خلايا غير حقيقية النواة: لا تحتوى على هذه الشبكة ( عدم وجود الغشاء النووي) .
3- العضيات الموجودة داخل النواة تحدد اما ب :
* غشاء هيولي مزدوج: النواة ، الميتوكوندري، الصانعات الخضراء
* غشاء بسيط(غير مضاعف): الشبكة الهيولية المحببة والملساء ، الأجسام القاعدية ( جهاز كولجي) ، الفجوات .
4- العضيات الموجودة داخل السيتوبلازم تكون ذات بنية مجزاة ( منفصلة) ، أما الخلية البكتيريا فلا تظهر هذه البنية المجزاة .

اين تعيش البكتيريا

يمكننا القول بأنّ البكتيريا تعيش في كل مكان حولنا وفي داخلنا نحن الإنسان، وتستطيع العيش في أماكن مختلفة بأكسجين وبدون أكسجين كما ذكرنا سابقاً، لكن أكثر أماكن تواجدها وتكاثرها داخل جسم الإنسان هو الجهاز الهضمي والتناسلي، وتتميّز هذه الكائنات الصغيرة بقدرتها على حماية نفسها ضدّ أي نقص للغذاء، أو الماء، أو الأكسجين، من خلال مقدرتها على عمل غشاء خلوي جديد سميك داخل الغشاء القديم، ويسمى الكائن الجديد المتكون باسم البوغ، الذي يموت بعد عدة عقود؛ لأنّه لا يستطيع مقاومة الحرارة المرتفعة أو حتى المنخفضة، ولكن في حال توفر الأكسجين والماء والغذاء، يستطيع البوغ أن يتحول إلى بكتيريا نشطة، أمّا بالنسبة للأماكن والأشياء التي تحيطنا وتتواجد عليها البكتيريا فهي تشمل، وسطح المكتب، ومقود السيارة، وحوض جلي الأطباق، ومساحيق الجلي، ولوحة مفاتيح الحاسوب، إضافةً إلى الحمام.

أشكال البكتيريا

مكورة مزدوجة : مرتبة من زوجين من الخلايا الكروية.
العقديات : مكورات مرتبة على شكل سلسلة.
الرزمية : مكورات مرتبة على شكل مكعب.
الرباعيات: مكورات مرتبة على مربع.
العنقوديات: مكورات مرتبة في عناقيد.

تكاثر البكتيريا

التكاثر في البكتيريا هناك 3 طرق للتكاثر في البكتيريا * الانقسام الثنائي : هو انشطار الخلية البكتيرية إلى خليتين مطابقتين للخلية الأم في الظروف المناسبة بغرض زيادة العدد و التكاثر

التكاثر بالجراثيم : هو لجوء البكتيريا إلى تكوين جراثيم داخلية في الظروف غير المناسبة للحفاظ على النوع
الاقتران : هو تزاوج خليتين بكتيريتين حيث يتم بها انتقال المادة الوراثية من خلية بكتيريا مانحة إلى أخرى مستقبلة عبر هدب مجوف الغرض منه للحصول على جينات وراثية جديدة
ا أولا : الانقسام الثنائي
خطوات عملية الانقسام الثنائي في البكتيريا :

1. اتصال الكروموسوم بالميسوسوم ( علل : لان الميسوسوم يقوم بإنتاج الطاقة التي يحتاجها الكروموسوم للانقسام بالإضافة إلى احتواءه على انزيمات خاصة لاتمام النسخ)

2. تكوين كروموسوم جديد عن طريق النسخ من جهة واحدة بتحريك الانزيمات

3. انقسام الميسوسوم و تباعد الكروموسومان.

4. تكوين جدار خلوي بين الكروموسومين بترسيب مادة الميورين

الانشطار الثنائي
ثانيا : تكوين الجراثيم البكتيرية

ظروف تكوين الجراثيم:
1.التغير في درجة الحرارة 2.الجفاف 3.قلة الغذاء 4.وجود مادة سامة

خطوات تكوين الجراثيم الداخلية:

1.انقسام الكروموسوم و اتجاه أحدهما نحو طرف الخلية

2. انفصال الجزء الطرفي البروتوبلاسمي عن باقي الخلية و يصبح لكل منهما غشاء بلازمي

3.احاطة بروتوبلاست الخلية بالجزء الطرفي احاطة تامة و تكوين جرثومة لها غشاءان داخلي و خارجي.

4.افراز كل غشاء بلازمي جدار و يتكون بينهما طبقة القشرة.

خواص الجراثيم البكتيرية:

1.المحتوى الدهني مرتفع 2.الأحماض النووية مرتفعة 3.نسبة عنصري الكالسيوم و الماغنسيوم مرتفعة 4.نسبة البوتاسيوم و الفوسفور منخفضة. 5.تحمل الظروف غير المناسبة(علل تتحمل الجراثيم درجات الحرارة العالية: بسبب وجود حمض ثنائي البيكولين في جدارها الذي يقاوم التفاوت في درجات الحرارة) 6.تحمل تأثير بعض المطهرات البكتيرية 7.الاحتفاظ بالحيوية لمدى طويل ( علل : 1. لغلظ الجدار2. لعدم النفاذية 3.ضعف النشاط الانزيمي)

ثالثا:التزواج(الاقتران)

1.تقارب خلية بكتيرية مانحة و مستقبلة و التصاق هدب المانحة يالخلية المستقبلة 2.انشطار كرموسوم المانحة و انتقال أحدهما إلى المستقبلة عبر الهدب. 3.انفصال الخليتين عن بعض

طرق تكاثر البكتيريا

Bacterial reproduction

تتكاثر خلايا البكتيريا بعدة طرق، و تشمل هذه الطرق :

(1)- التكاثر الخضري : و يتم (أ)- بالانقسام الثنائي البسيط أو (ب)- التبرعم أو (ج)- التفتت

(أ)- تتكاثر خلايا البكتيريا بشكل عام عم طريق الانقسام الثنائي البسيط Binary fission

البكتيريا الضارة موضوع

تسبب الإصابة ببعض الالتهابات، مثل: الالتهابات الجلدية، والرئوية، والسحايا، والسل، والجمرة الخبيثة، خاصةً أنّها تنتقل وتتكاثر بسرعة عند وجود البيئة المثالية لذلك.

تتلف الأطعمة المكشوفة، وتفسدها.

تسبب تسوس الأسنان.

تسبب تسمماً غئائياً في بعض الأحيان.

البكتيريا والجراثيم

تأتي العوامل الناقلة للعدوى في العديد من الأشكال والأحجام. البكتيريا والأوليات هي كائنات مجهرية وحيدة الخلية، بينما تكون الفيروسات أصغر حتى منها. تنمو الفطريات، مثل النباتات والديدان الطُفَيلِيَّة التي تشبه الديدان. العوامل المسببة للعدوى لها أشكال وأحجام متنوعة.