الكروموسوم البكتيري له العديد من الأسماء منها، الجرثومة أو البكتيريا أو الجرثوم، وهي عبارة عن كائنات حية دقيقة وحيدة الخلية، منها المعصيات والمكورات والحلزوني، وهي تقوم تتجمع حول نفسها، ثم تأخذ أشكالاً عديدة ومختلفة مثل سبحة أو عقد فيطلق عليها اسم مكورات عقدية، أو تكون على شكل عنقود فيطلق عليها اسم مكورات عنقودية، وبالنسبة لأبعاد البكتيريا تتراوح بين 0.5-5 ميكرومتر، فمن المعروف أن التنوع الواسع للبكتيريا له القدرة على إظهار عدد كبير جداً من الأشكال، يتم دراسة البكتيريا في علم أطلق عليه اسم علم البكتيريا أو الباكتريولوجيا.
ما هو علم البكتيريا أو الباكتريولوجيا
- هو أحد فروع علم الأحياء الدقيقة، ومن المعروف أن البكتيريا، هي أول شكل الحياة ظهرت لنا على سطح الأرض.
- كما أنها موجودة ومتوفرة في غالبية المواطن على كوكبنا، بالإضافة إلى استيطانها الماء والتربة وينابيع المياه الحارة الكبريتية والحمضية، والمخلفات الإشعاعي، والأجزاء العميقة من داخل القشرة الأرضية.
- كما أن البكتيريا تعيش في الحيوانات والنباتات، كذلك تقوم بالازدهار في المركبات الفضائية المأهولة بالسكان.
- الجرام الواحد من التربة يحتوي على ما يقترب من أربعين مليون خلية بكتيرية، كما يوجد ما يقترب من مليون خلية بكتيرية وذلك في الملي لتر واحد من المياه العذبة.
- ومن المعروف أن البكتيريا لها دور حيوي كبير في العملية الخاصة بتدوير المواد الغذائية، حيث أن هناك الكثير من الخطوات بالنسبة لعملية الدورة الغذائية، تعتمد اعتماد كلي على هذه الكائنات.
- على سبيل المثال العملية الخاصة بتثبيت النيتروجين من قشرة الغلاف الجوي، بالإضافة إلى عملية التعفن في البيئات الحيوية التي تحيط بالشقوق الحرارية المائية بالإضافة إلى الشقوق الباردة المتواجدة في المحيطات.
- تقوم البكتيريا من أجل الحفاظ على الحياة بتوفير الغذاء اللازم، وذلك من خلال تحويل بعض المركبات الذائبة مثل، الميثان وكسلفايد الهيدروجين إلى طاقة.
أماكن تواجد البكتيريا بمختلف أشكالها
البكتيريا لها ثلاثة أشكال مختلفة وتتمثل هذه الأشكال في:
- شكل كروي: وهو أبسط أشكال البكتيريا، ويطلق عليها في هذه الحالة اسم البكتيريا المكورة Cocci.
- شكل القضيب: يطلق على البكتيريا التي تسمى بهذا الاسم البكتيريا العصوية Bacilli، كما يوجد بعض أنواع البكتيريا ذات شكل منحني ويطلق عليه اسم الضمة Vibrio.
- شكل حلزوني: ويطلق عليها اسم Spirilla، وإذا كان الحال في البكتيريا ضيق جداً ويطلق عليها في هذه الحالة اسم الملتويات Spirochetes.
كما أن من المعروف أن هناك الكثير من الاختلافات في مجموعات نفس أشكال البكتيريا، كما أن البكتيريا تتواجد في الكثير من الأماكن مثل:
- الماء والتربة.
- بعض النفايات المشعة.
- الحيوانات والنباتات داخل أعماق القشرة الأرضية.
- بعض المواد العضوية.
- الانهيارات الجليدية والجليد المتواجد في القطب الشمالي.
- طبقات الغلاف الجوي ستراتوسفير.
- في أعماق المحيطات.
كما لا نستطيع أن نتغافل أن البكتيريا لا تتواجد في هذه الاماكن فقط بل أن بعض المتخصصين بعلم البكتيريا يقومون بالإشارة إلى أن البكتيريا تتواجد في كل الأماكن.
- ولكن على الرغم من ذلك هناك بعض الاستثناءات وهي المناطق والأماكن التي يقوم الإنسان بتعميقها، ومن المعروف أن هذه الأماكن ذات مختلف درجات الحرارة المنخفضة جداً والمرتفعة.
- بل والتي تقوم بضم بعض المواد الكيميائية السامة، ومن السهل العثور على البكتيريا فيها، ومن المعروف أن أنواع البكتيريا الموجودة هناك يطلق لقب البكتيريا القاسية.
- ويرجع سبب ذلك إلى قدرتها على التعايش ولا والتأقلم مع الظروف الصعبة.
ما هي خلايا البكتيريا
- خلية البكتيريا تختلف إلى حد كبير عن الخلايا المتواجدة في الحيوانات والنباتات، حيث أن خلايا البكتيريا لا تضم بداخلها نواة.
- بالإضافة إلى ترابط العضيات معاً بالغشاء مع استثناء الريبوسومات والتي بدورها أيضاً تمتلك البكتيريا، على شعرات Pili، وبعض الأسواط flagella.
- وفي بعض الأحيان كيس خلوي وهو الأمر الذي يميزها عن خلايا النباتات والحيوانات، مع العلم ان الكائن الحي لا يحتوي على نواة بل يسمى بدائيات النوى.
أما الخلية البكتيرية تقوم بضم:
- الجسم الأساسي والذي يقوم بعقد قاعدة الصوت والتي تقوم بدورها بالسماح له بالاستدارة والدوران.
- الكيس الخلوي هو عبارة عن الطبقة الخارجية لجدار الخلية، مع العلم بعدم تواجد هذا الكيس في باقي أنواع البكتيريا.
- جدار الخلية وهي عبارة عن طبقة خفيفة خارجية للغشاء البلازمي، وقد يقع داخل حدود الكيس الخلوي في حال وجوده.
- الحمض النووي الريبي أي المنزوع الأكسجين DNA وهو الذي يقوم بضم جميع المكونات الجينية التي يتم استخدامها في عمل وتطوير البكتيريا، كما تتواجد في هيولي الخلية.
- الهيولي وهو عبارة عن مادة هلامية، تتواجد داخل الغشاء البلازمي، حيث تتواجد جميع المكونات الجينية، والريبوسومات الموجودة بداخله.
- السوط وهو الذي تعتمد عليه البكتيريا في عملية الدفع والحركة، مع العلم ان هناك بعض أنواع البكتيريا التي تمتلك أكثر من سوط واحد.
- شعرات وهي التي تساعد البكتيريا في عملية الالتصاق على الأسطح، والقيام بعملية تحويل المركبات الجينية إلى الخلايا الأخرى، كما أن الدراسات أثبتت أن هذه الشعرات هي المسئولة عن مسألة الإصابة بإسهال سفر.
- الغشاء البلازمي يقوم هذا الغشاء بعملية توليد الطاقة، والقيام بنقل المواد الكيميائية، حيث أن هذه المواد لها القدرة على المرور من خلال الغشاء.
- الريبوسومات وهو المكان الذي فيه يتم تصنيع البروتينات، كما أنها عبارة عن عضيات صغيرة مصنوعة من الحمض النووي الريبي الغني بالحبيبات.
كيف تتم عملية تغذية البكتيريا وتكاثرها
هناك الكثير من الطرق التي تساعد في عملية تغذية البكتيريا وتشتمل هذه الطرق:
غيري التغذية
والمقصود بها انها تتغذى على كائنات أخرى، بعض أنواع هذه البكتيريا، تقوم بقتل الكائن الذي تتغذى عليه، في الوقت الذي تكون غيرها بمساعدتها.
ذاتي التغذية
وهذا النوع من البكتيريا يقوم بتغذية نفسه عن طريق صناعة الطعام بنفسه، وهذا يتم من خلال طريقتين هما:
- البناء الضوئي: وفى هذا الوضع يتم استخدام كل من ثاني اكسيد الكربون وأشعة الشمس والماء من أجل عملية صناعة البكتيريا للغذاء.
- التمثيل الكيميائي: هذه الطريقة على استخدام البكتيريا لغاز ثاني اكسيد الكربون، وعنصر الماء بالإضافة إلى بعض المواد الكيميائية مثل الأمونيا، والهدف من وراء ذلك القيام بصنع الغذاء.
طرق تكاثر البكتيريا
هناك العديد من الطرق لتكاثر البكتيريا مثل:
الانقسام الثنائي
وهذا الانتصاب لا يتطلب وجود جنسين مختلفين أي ذكر وأنثى، بل تقوم بالتكاثر من تلقاء نفسها، وذلك عن طريق نمو جدار الخلية من خلال المركز، يقوم بعد ذلك بتشكيل خليتين صغيرتين ينقسمون بعد ذلك.
إعادة تركيب ثنائي
وهنا يتم عملية التكاثر، لتقوم بحل مشكلة الانقسام الثنائي، حيث أنه في عملية الانقسام الثنائي، البكتيريا الجديدة مطابقة تماماً للبكتيريا القديمة.
لذلك يكون من السهل القضاء عليها عن طريق استخدام المضادات البكتيرية، وهنا يتم عملية التكاثر عن طريق:
- الاقتران: من خلال نقل بعض الجينات، من خلية بكتيرية الى خلية اخرى من خلال الاتصال بينهما.
- التحول: حيث أن بعض الخلايا البكتيرية لها القدرة على انتزاع الحمض النووي من عند البيئة المحيطة.
- التنبيغ: وفي هذه المرحلة تصاب البكتيريا، بنوع معين من الفيروسات يطلق عليه اسم العاثية، وهي التي تقوم بإدخال جميع الجينات التي تحملها إلى البكتيريا، ليتم التكاثر بين جينات البكتيريا.
