البكتريا

                                  

                              الدرس الأول البكتيريا 

       تنوع بدائية النوى 

الخلايا البدائية النوى هي خلايا بسيطة لا تحتوي على عضيات محاطة بأغشية.

البكتيريا bacteria مخلوقات حية مجهرية بدائية النوى.

 أهميتها

1- مهمة لجسم الإنسان 2- في  إنتاج الغذاء، 3- في الصناعة 4- للبيئة

                       بدائيات النوى(البكتيريا البدائية والبكتيريا الحقيقية):

v ليس لها نواة وإنما منطقة متخصصة في الخلية تحتوي DNA

v  تُصنّف في فوق مملكتين:

       1) فوق مملكة البكتيريا البدائية 2) فوق مملكة البكتيريا الحقيقية 

البكتيريا البدائية:

توجد في البيئات القاسية التي لا تتوافر فيها المخلوقات الحية الأخرى

أمثلة :

1- البكتيريا المحبة للحموضة والحرارة
تعيش في بيئات ساخنة (فوق 80c ) حمضية ( pH يتراوح بين 1- 2 )
مثل:ينابيع المياه الكبريتية الساخنة- الفوهات الساخنة في قاع المحيط - حول البراكين 2- بكتيريا لا هوائية تمامًا  تموت في وجود الأكسجين.

3- البكتيريا المحبة للملوحة    تعيش في أوساط مالحة جدًّا - هي عادة بكتيريا هوائية

4- البكتيريا البدائية المولدة لغاز الميثان

لا هوائية - تستخدم  ثاني أكسيد الكربون في أثناء التنفس -  تخرج غاز الميثان باعتباره مخلفات

 توجد  في :

1) منشآت معالجة مياه المجاري 2) السبخات 3) مياه المستنقعات
4) وبالقرب من فوهات البراكين في البحار.  5) كما تعيش في القناة الهضمية للإنسان والحيوان

البكتيريا الحقيقية:

          توجد في كل مكان تقريبًا إلا في البيئات القاسية  حيث توجد البكتيريا البدائية.
           التركيب لها جُدُر خلوية قوية تحتوي ببتيدوجلايكان  
          التمثيل الضوئي بعضها فقط يقوم بهذه العملية ومنها البكتيريا الخضراء المزرقة

تركيب البدائيات (البكتيريا البدائية والبكتيريا الحقيقية)

لها بعض خصائص الخلايا الأخرى مثل :

وجود الـ : DNA - الرايبوسومات

 ولكنها تفتقر إلى:

 -غشاء النواة - العضيات المحاطة بالأغشية كالميتوكندريا والبلاستيدات.
س/ عللي تسمية بدائية النوى بهذا الاسم ؟ 
لعدم وجود اغشية حول انويتها وحول بقية عضياتها  

تركيب البدائيات

الكروموسومات

نظير النواة  كروموسوم دائري (حلقي) كبير في منطقة من الخلية  وتقع عليه جينات البدائيات

البلازميد plasmid  قطعة أصغر من DNA  ولها ترتيب حلقي توجد في العديد من البدائيات واحده على الأقل

المحفظة

المحفظة capsule : هي طبقة من السكريات المتعددة حول الجدار الخلوي تفرزها بعض الخلايا البدائية النوى

وظائف المحفظة:

1- حماية الخلية من الجفاف   2- مساعدتها على الالتصاق بالسطوح في بيئتها

3- تساعد على حماية البكتيريا من أن تبتلعها خلايا الدم البيضاء  4- تحمي الخلية من أثر المضادات الحيوية.

الهديبات
الهديبات: تراكيب دقيقة جدًّا تشبه الشعيرات في شكلها وهي تتركب من البروتين

توجد :على السطح الخارجي لبعض البكتيريا

وظيفتها :

1- تساعد البكتيريا على الالتصاق بالسطوح

2- تعمل بمثابة جسر يربط بين الخلايا (ترسل البكتيريا نسخًا من البلازميد إلى خلايا أخرى فتزودها بخصائص وراثية جديدة )

تشكل هذه إحدى طرائق نقل المقاومة ضد المضادات الحيوية.

الحركة  بعض البكتيريا البدائية النوى تستخدم:

 1) الأسواط في الحركة نحو :الضوء - مناطق تركيز الأكسجين - المواد الكيميائية الضرورية لحياتها 

2) بالانزلاق فوق طبقة مخاطية تفرزها

تعرُّف البدائيات

الشكل     لها ثلاثة أشكال : 1) الكروية أو المستديرة 2) العصوية 3) الحلزونية (اللولبية)

فيديو يوضح اشكال البكتريا بالتفصيل ↶

الجدار الخلوي  تصنف البكتيريا الحقيقية طبقًا لمكونات جدارها الخلوي

صبغة جرام Gram stain تقنية يستخدم علماء الأحياء في دراسة البكتيريا

س / ما أهمية صبغة جرام ؟ 

لتحديد النوعين الرئيسين من البكتيريا : 

1-  التي لها طبقة خارجية من الدهون 2- والتي ليس لها هذه الطبقة.

موجبة جرام  البكتيريا التي تبدو ذات لون بنفسجي داكن عند صبغها

سالبة جرام: البكتيريا التي يصبح  لونها ورديًّا فاتحًا عند صبغها

عللي / الأطباء يحتاجون إلى معرفة نوع الجدار الخلوي في البكتيريا التي يشكّون في أنها سبب المرض

وذلك حتى يصفوا المضاد الحيوي المناسب

لأن بعض المضادات الحيوية تعمل على مهاجمة الجدار الخلوي للبكتيريا

الحجم صغيرة الحجم لذلك  المواد الغذائية والمواد الأخرى التي تحتاج إليها يمكن أن تنتشر إلى جميع أجزائها بسهولة.

           

تكاثر بدائيات النوى 

تتكاثر معظمها 1) بطريقة لا جنسية (الانقسام الثنائي)  تتم بسرعة (مرة كل 20 دقيقة )تحت ظروف بيئية مثالية

 2) الاقتران:  إلتصاق خليتان تتبادلان المواد الوراثية عن طريق الأهداب 

 س/ ما اهمية الإقتران ؟  تنتج مادة وراثية جديدة -يزداد تنوع البدائيات

عمليات الأيض في البدائيات

يمكن تصنيف البكتيريا البدائية والبكتيريا الحقيقية بناءً على طريقة حصول كل منهما على الطاقة للتنفس الخلوي

1) البكتيريا غير ذاتية التغذية: لا تستطيع بناء غذائها بنفسها

2) البكتيريا الذاتية التغذية:

1) تقوم بعملية البناء الضوئي بطريقة تشبه النباتات و تعيش في مناطق مضيئة  

2)  تقوم بعملية التمثيل الكيميائي تحلل المركبات العضوية

 وتطلق مركبات غير عضوية تحتوي النيتروجين أو الكبريت - كالأمونيا وكبريتيد الهيدروجين

تنوع البكتيريا حسب وجود الأكسجين:

1) بكتيريا هوائية إجبارية : تحتاج إلى الأكسجين للنمو

2) بكتيريا لاهوائية إجبارية : لا تستخدم الأكسجين للنمو أو الأيض 

بقاء البكتيريا

الظروف البيئة غير ملائمة : 1- قلّة الماء 2- تغير شديد في درجة الحرارة 3- ندرة المواد الغذائية

س/ ماهي  طرائق مواجهة البكتيريا للظروف البيئية القاسية؟

      تكوين الأبواغ الداخلية - تكوين الطفرات 

الأبواغ الداخلية

البوغ الداخلي:تركيب تُنتِجه بعض أنواع البكتيريا عندما تصبح الظروف البيئية قاسية 

أمثلة على البكتيريا المكوّنة للأبواغ:  المسببة للجمرة الخبيثة - التيتانوس - التسمم الوشيقي (البوتيوليني )
س : عللي لا تعتبر هذه الطريقة من أشكال التكاثر  لأنها لا تزيد اعداد البكتيريا 

الطفرات 

تغيرات عشوائية في تسلسل الـ DNA تقود إلى أشكال جديدة من الجينات، وإلى صفات جديدة، وتنوع وراثي.

عللي / تكوين الطفرات يؤدي لمشاكل عديده للانسان

لأنه عن طريقها يمكن انتاج سلالات بكتيرية مقاومة للمضادات

علم بيئة البكتيريا :

تدوير المواد الغذائية وتثبيت النيتروجين 

المحلّلات (ملتهمة المادة العضوية) هي المخلوقات التي تحصل على الطاقة من المخلوقات الميتة .ومنها البكتيريا

س/ ما أهمية البكتيريا كـ محللات ؟ تعمل على إعادة مواد غذائية مهمة إلى البيئة

س :ماذا لو لم تقوم البكتيريا بإعادة تدوير هذه المواد الغذائية ؟
فإن كل المواد الخام الضرورية للحياة سوف تستهلك. كما يلزمنا استخدام المزيد من الأسمدة للنباتات إذا لم يثبت النتروجين اللازم لنمو النباتات.

الفلورا الطبيعية هي : اعداد هائلة من البكتيريا التي تعيش داخل وخارج الجسم ومعظمها غير ضار 

س/ عللي أهمية الفلورا الطبيعية للجسم
لأنها تتنافس مع البكتيريا المسببة للمرض، وتمنعها من إحداث المرض.

مثال : ايشيرشيا كولاي (تعيش داخل امعاء الإنسان حيث تكون فيتامين k والذي يمنع تجلط الدم وهي تستفيد من الإنسان الدفء والغذاء)  وبعض سلالاتها تسبب تسمم غذائي

الغذاء والدواء

تستخدم البكتيريا في صناعة الغذاء :ا الجبن  واللبن والمخلل وغيرها، وأيضا الشوكولاتة
تستخدم البكتيريا في صناعة الدواء : -انتاج الفيتامينات و المضادات الحيوية 

البكتيريا المسببة للأمراض    تحدث المرض بإحدى طريقتين:
1- بعضها يتكاثر بشكل سريع قبل أن تتمكن دفاعات الجسم من القضاء عليه
2- وبعضها يفرز سموم أو مواد أخرى مثل : البكتيريا المسببة لتلف الأسنان وتسوسها

المراجع

1. ^ Wassenaar، T. M. "Bacteriology: the study of bacteria". www.mmgc.eu. تمت أرشفته من الأصل في 24 July 2011. اطلع عليه بتاريخ 18 June 2011.
2. ^ Ward J. MacNeal؛ Herbert Upham Williams (1914). Pathogenic micro-organisms; a text-book of microbiology for physicians and students of medicine. P. Blakiston's sons & co. صفحات 1–. اطلع عليه بتاريخ 18 June 2011.
3. ^ Jeanne Stove Poindexter (30 November 1986). Methods and special applications in bacterial ecology. Springer. صفحة 87. ISBN 978-0-306-42346-8. اطلع عليه بتاريخ 18 June 2011.

مطالعة إضافية

• McGrew, Roderick. Encyclopedia of Medical History (1985), brief history pp 25–30