تُعرف الكروموسومات البكتيرية بعدة مسميات مثل الجرثومة أو البكتيريا، وهي كائنات حية دقيقة وحيدة الخلية، تشمل أنواعًا مثل المعصيات والمكورات والحلزوني.
تتجمع هذه الكائنات حول نفسها وتختلف في أشكالها، فقد تأخذ شكل سبحة أو عقد، مما يُطلق عليها اسم مكورات عقدية، أو قد تتخذ شكل عنقود فيُطلق عليها اسم مكورات عنقودية.
تتراوح أبعاد البكتيريا بين 0.5 و5 ميكرومتر، وتتميز بالتنوع الواسع الذي يسمح لها بإظهار العديد من الأشكال المختلفة. يتم دراسة البكتيريا في علم يُعرف بعلم البكتيريا أو الباكتريولوجيا.
ما هو علم البكتيريا أو الباكتريولوجيا
- هو أحد فروع علم الأحياء الدقيقة، ويُعتبر أن البكتيريا هي أول شكل من أشكال الحياة ظهر على سطح الأرض.
- تتواجد البكتيريا في معظم المواطن على كوكبنا، بما في ذلك الماء والتربة.
- كما تعيش في الينابيع الساخنة الكبريتية والحمضية، والمخلفات الإشعاعية، وأجزاء من القشرة الأرضية.
- تعيش البكتيريا أيضًا في الحيوانات والنباتات، وتزدهر في الأنظمة البيئية المأهولة.
- يحتوي كل جرام من التربة على حوالي أربعين مليون خلية بكتيرية.
- بينما تحتوي الملي لتر من المياه العذبة على قرابة مليون خلية بكتيرية.
- تلعب البكتيريا دورًا حيويًا في عمليات تدوير المواد الغذائية.
- حيث تعتمد العديد من خطوات الدورة الغذائية بشكل كلي على هذه الكائنات.
- على سبيل المثال، تقوم البكتيريا بعملية تثبيت النيتروجين من الغلاف الجوي.
- كما تساهم في عملية التعفن في البيئات الحيوية المحيطة بالشقوق الحرارية المائية والباردة في المحيطات.
- تقوم البكتيريا بتوفير الغذاء اللازم للحياة من خلال تحويل بعض المركبات الذائبة مثل الميثان وكبريتيد الهيدروجين إلى طاقة.
أماكن تواجد البكتيريا بمختلف أشكالها
تتواجد البكتيريا في ثلاثة أشكال رئيسية:
- شكل دائري: وهو أبسط أشكال البكتيريا، ويشار إليها باسم البكتيريا المكورة (Cocci).
-
شكل قضيب: وتعرف أيضا بالبكتيريا العصوية (Bacilli).
- وهناك أنواع أخرى ذات شكل منحني تعرف بالضمة (Vibrio).
- شكل حلزوني: يُطلق عليها اسم Spirilla، وإذا كان الشكل نحيفًا جدًا، تُسمى الملتويات (Spirochetes).
تعتبر البكتيريا متنوعة في أشكالها، وتتواجد في عدة أماكن مثل:
- الماء والتربة.
- بعض النفايات المشعة.
- داخل الحيوانات والنباتات.
- أعماق القشرة الأرضية.
- المواد العضوية المختلفة.
- الجبال الجليدية في القطب الشمالي.
- في طبقات الغلاف الجوي، مثل الستراتوسفير.
- في أعماق المحيطات.
بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض المتخصصين في علم البكتيريا يعتقدون أن هذه الكائنات تتواجد في كل مكان.
- ومع ذلك، هناك استثناءات، مثل المناطق التي تم تعميقها بواسطة البشر.
- تُعرف هذه الأماكن بأنها ذات درجات حرارة منخفضة جداً أو مرتفعة.
- كما تحتوي هذه البيئات على مواد كيميائية سامة، مما يسهل العثور على أنواع معينة من البكتيريا.
- تُعرف هذه الأنواع بالبكتيريا القاسية نظرًا لقدرتها على التكيف مع الظروف الصعبة.
ما هي خلايا البكتيريا
- تختلف خلايا البكتيريا بشكل كبير عن الخلايا الحيوانية والنباتية، حيث تفتقر خلايا البكتيريا إلى النواة.
- وهي تتكون من ترابط العضيات بواسطة الغشاء، باستثناء الريبوسومات فتمتلك البكتيريا أيضًا شعرات (Pili) وأسواط (Flagella).
- كما تحتوي أحيانًا على كيس خلوي، يعد من الخصائص المميزة لها عن خلايا النباتات والحيوانات.
- حيث يُشار إلى الكائنات الحية التي لا تحتوي على نواة بدائيات النوى.
مكونات الخلية البكتيرية:
- الجسم الأساسي الذي يشكل مركز الحركة والذي يسمح له بالدوران.
- الكيس الخلوي الذي يُعتبر الطبقة الخارجية لجدار الخلية، والذي قد يكون غائبًا في بعض الأنواع.
- جدار الخلية، الذي يُعتبر طبقة رقيقة خارج الغشاء البلازمي وقد يقع داخل حدود الكيس الخلوي عند وجوده.
- الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) الذي يحمل جميع المكونات الجينية.
- ويتم استخدامه في بناء وتطوير البكتيريا، ويتواجد في هيولي الخلية.
- الهيولي، وهي مادة هلامية تحتوي على جميع المكونات الجينية والريبوسومات.
- السوط، الذي يُستخدم في الحركة، حيث تمتلك بعض الأنواع أكثر من سوط واحد.
- الشعرات، التي تساعد البكتيريا في الالتصاق بالأسطح ونقل الجينات إلى خلايا أخرى.
- تشير الدراسات إلى أن هذه الشعرات مسؤولة عن حالات الإسهال المرتبطة بالسفر.
- الغشاء البلازمي، الذي يُساعد على توليد الطاقة ونقل المواد الكيميائية من وإلى الخلية.
- الريبوسومات، وهي الأماكن التي تُصنع بها البروتينات، وتشكل عضيات صغيرة مصنوعة من الحمض النووي الريبي.
كيف تتم عملية تغذية البكتيريا وتكاثرها
هناك عدة طرق تساعد في تغذية البكتيريا، منها:
غيري التغذية
- حيث تتغذى على كائنات حية أخرى، وبعض الأنواع تقوم بقتل الكائن الذي تتغذى عليه.
ذاتي التغذية
هذا النوع يُغذي نفسه عن طريق تصنيع غذائه بنفسه، وذلك عبر طريقتين:
- البناء الضوئي: تستخدم فيها ثاني أكسيد الكربون وأشعة الشمس والماء لتصنيع الغذاء.
- التمثيل الكيميائي: حيث تستفيد البكتيريا من غاز ثاني أكسيد الكربون.
- كما تستخدم الماء وبعض المواد الكيميائية مثل الأمونيا لصنع الغذاء.
طرق تكاثر البكتيريا
تتواجد طرق متعددة لتكاثر البكتيريا مثل:
الانقسام الثنائي
- يتطلب الانقسام الثنائي عدم وجود جنسين، حيث تتكاثر البكتيريا بشكل تلقائي.
- يتضمن ذلك نمو جدار الخلية لتشكيل خليتين صغيرتين تنقسمان فيما بعد.
إعادة التركيب الثنائي
- تُستخدم هذه الطريقة للتعامل مع مشكلة الانقسام الثنائي، فالبكتيريا الجديدة تتشابه تمامًا مع البكتيريا الأصلية.
بناءً عليه، فإنه يسهل القضاء عليها بواسطة المضادات البكتيرية، وتتم عملية التكاثر عبر:
- الاقتران: حيث يتم نقل الجينات من خلية بكتيرية إلى أخرى من خلال الاتصال.
- التحول: حيث تستطيع بعض الخلايا انتزاع الحمض النووي من البيئة المحيطة بها.
- التنبيغ: حيث تدخل الفيروسات المعروفة بالعاثيات الجينات إلى البكتيريا، مما يُشجع التكاثر بين جينات البكتيريا.
