تعريف البكتيريا

البكتيريا كائنات حية وحيدة الخلية لها خلايا بدائية النواة، وهي خلايا وحيدة لا تحتوي على عضيات أو نواة حقيقية وأقل تعقيداً من الخلايا حقيقية النواة، وأعضاؤها أيضاً كائنات حية وحيدة الخلية مع خلايا بدائية النواة(prokaryotic)، وخلايا حقيقة النواة (Eukaryota)، البكتيريا عديدة للغاية، والكتلة الحيوية الكلية للبكتيريا على الأرض أكثر من جميع النباتات والحيوانات مجتمعة.

تطور البكتيريا

نشأت البكتيريا لأول مرة على الأرض قبل حوالي 4 مليارات عام، وكانت أول أشكال الحياة على الأرض، لمدة 3 مليارات سنة، كانت البكتيريا أكثر أنواع الكائنات الحية انتشاراً على الأرض.

لم تظهر حقيقيات النوى متعددة الخلايا إلا منذ حوالي 1.6-2 مليار سنة، تحتوي خلايا حقيقية النواة، التي تتألف منها جميع البروتينات والفطريات والحيوانات والنباتات، من المعتقد أن الميتوكوندريا في حقيقيات النوى، والتي تنتج الطاقة من خلال التنفس الخلوي، والبلاستيدات الخضراء في النباتات والطحالب، والتي تنتج الطاقة من خلال التمثيل الضوئي، تطورت على حد سواء من البكتيريا التي تم تناولها في الخلايا في علاقة (متبادلة المنفعة).

خصائص البكتيريا

البكتيريا هي كائنات وحيدة الخلية، إنهم يفتقرون إلى عضيات مثل البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا، وليس لديهم النواة الحقيقية الموجودة في خلايا حقيقية النواة، وبدلاً من ذلك فإن الحمض النووي الخاص بهم، وهو حبلاً مزدوج مستمر ودائري يقع في النواة، النوكليود منطقة غير منتظمة الشكل ولا تحتوي على غشاء نووي.

تحتوي البكتيريا أيضاً على غشاء خلوي وجدار خلوي يصنع غالباً من ببتيدوغليكان، يشار إلى غشاء الخلية وجدار الخلية بإسم غلاف الخلية، تحتاج العديد من البكتيريا إلى جدار الخلية من أجل البقاء.

يحدث التكاثر من خلال الإنشطار الثنائي، وهو تقسيم خلية بكتيرية بعد أن تصل إلى حجم معين، تتكاثر البكتيريا بشكل غير طبيعي، وبالتالي فإن الخلايا الابنتينية الناتجة عن الإنشطار الثنائي لها نفس الحمض النووي الموجود في الخلية الأم، ومع ذلك يمكن لبعض البكتيريا أيضاً أن تتبادل المواد الجينية فيما بينها في عملية تعرف بإسم نقل الجينات الأفقي، هذه الطريقة تنطوي على اثنين من البكتيريا الموجودة بالفعل.

أشكال البكتيريا

البكتيريا تأتي في عدد لا يحصى من الأشكال، الأشكال الثلاثة الرئيسية للبكتيريا هي كوكوس، حلزونية، وعصية.

• كوكوس Cocci: هي بكتيريا كروية أو بيضاوية الشكل، تبقى بعض الزنبق مرتبطة بعد الانشطار الثنائي، على الرغم من تشكيل خلايا منفصلة، على سبيل المثال تعتبر diplococci عبارة عن cocci في أزواج، والمكورات العقدية هي سلاسل، والمكورات العنقودية هي مجموعات من cocci متعددة، Tetrads عبارة عن ترتيبات مربعة لأربعة cocci ، بينما sarcinae هي مكعبات من ثمانية cocci.
  
• البكتيريا الحلزونية: كما يوحي اسمها حلزونية الشكل، Spirillums سميكة، لولبية، Spirochetes هي لولبية رقيقة ومرنة، Vibrios هي قضبان على شكل فاصلة مع تطور صغير.
  
• العصيات: هي بكتيريا على شكل قضيب مثل cocci، يمكن أن تكون العصيّات منعزلة أو مرتبة معاً، Diplobacilli نوعان من العصيّات مرتبة بجانب بعضهما البعض، و streptobacilli هي سلاسل من العصيّات.
  

يمكن أن تكون البكتيريا أيضاً أشكالاً أخرى مثل الخيطية (الطويلة والرقيقة)، مربعة، ذات شكل نجمة، ومطاردة.

أنواع البكتيريا

جدار الخلية يجعل Gram staining ممكناً، صبغة الجرام هو طريقة لتلطيخ البكتيريا التي تحتوي على صبغة البنفسج البلوري، واليود، يمكن تصنيف العديد من البكتيريا في أحد النوعين: إيجابي الجرام، والذي يظهر الصبغة في اللون البنفسجي تحت المجهر، وسالبة الجرام، وتظهر حمراء.

تظهر البكتيريا الموجبة للجرام في اللون البنفسجي لأنها تحتوي على جدران خلايا سميكة تحبس مركب اليود البنفسجي البلوري، لا يمكن أن تحتوي جدران الخلايا الرقيقة للبكتيريا سالبة الجرام على مركب اليود البنفسجي، ولكنها يمكن أن تحمل اللونين.

هذا يجعل البكتيريا سالبة الجرام تظهر باللون الأحمر تحت صبغة الجرام، يستخدم الصبغة في التحديد العام للبكتيريا أو للكشف عن وجود بعض البكتيريا، لا يمكن استخدامه لتحديد البكتيريا بأي طريقة محددة، كما هو الحال على مستوى الأنواع، تشمل الأمثلة على البكتيريا إيجابية الجرام الليستيريا والعقدية والعصية، بينما تشمل البكتيريا سالبة الجرام البروتوبتيريا والبكتيريا الخضراء والكبريت والبكتيريا الزرقاء.

أمثلة من البكتيريا

يعتبر الإشريكية القولونية ( Escherichia coli) أحد الأنواع الشائعة من البكتيريا، وهو على شكل عصوي ويوجد بشكل طبيعي في أمعاء العديد من الحيوانات بما في ذلك البشر، حيث ينتج فيتامين K والفيتامينات ب المعقدة، وغالبا ما يستخدم E. coli في الأبحاث المختبرية لأنه يتكاثر بسرعة، معظم سلالات الإشريكية القولونية غير ضارة بالبشر، لكن بعضها يمكن أن يسبب العدوى، يمكن أن تؤدي عدوى الإشريكية القولونية إلى مشاكل في الجهاز الهضمي مثل الإسهال، وفي الحالات الأكثر شدة، يمكن أن يحدث التهاب السحايا الجرثومي أو الالتهاب الرئوي.

Lactobacillus acidophilus هو نوع آخر من البكتيريا على شكل عصية توجد بشكل طبيعي في أماكن مثل الأمعاء والمهبل، حيث تحمي من البكتيريا الضارة، إنها بروبيوتيك وهي بكتيريا توجد في بعض الأطعمة مثل اللبن وغيرها من الأطعمة المخمرة التي يتم استهلاكها من أجل المساعدة في امتصاص المواد الغذائية وتجديد إمدادات الجسم من البكتيريا “الجيدة”، يمكن أيضاً تناوله بكميات صغيرة من قبل الأشخاص الذين يعانون من عدم تحمل اللاكتوز من أجل مساعدتهم على تناول اللاكتوز.

بعض البكتيريا يمكن أن تكون ضارة للغاية، مثل Clostridium botulinum، البكتيريا التي تسبب التسمم الغذائي، C. البوتولينوم ينتج البوتولينوم العصبي، وهو المسؤول عن أعراض التسمم الغذائي، تشمل الأعراض عدم وضوح الرؤية، والغثيان، وصعوبة التنفس، وضعف العضلات، والشلل، توكسين البوتولينوم هو أخطر توكسين معروف، سيكون كيلوغرام واحد فقط من البوتولينوم قاتلاً بما يكفي لقتل جميع البشر.