مفهوم البكتيريا

البكتيريا: هي 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).

ومع أن بعض البكتيريا قد تكون ضارة وتسبب الأمراض، إلا أن العديد منها يعتبر ضروريًا للحياة والبيئة. تستخدم البشر البكتيريا في مجالات عديدة، مثل التكنولوجيا الحيوية وصناعة الأغذية والتحليل البيئي.

على الرغم من صغر حجمها، فإن البكتيريا تلعب دورًا حيويًا في الحياة على كوكب الأرض، حيث تشمل وظائفها المساهمة في دورة النيتروجين، وتحلل المواد العضوية، والمساهمة في الهضم في الجهاز الهضمي لبعض الكائنات.

طرق تكاثر البكتيريا

• الإنشطار الثنائي البكتيري.
  
• التكاثر عن طريق الجراثيم.
  

الانشطار الثنائي البكتيري

الانشطار الثنائي البكتيري هو آلية مهمة في عالم البكتيريا تسهم في نقل المعلومات الوراثية وتكاثر الخلايا. يتمثل هذا العملية في تقسيم الخلية إلى اثنين ذوي معلومات وراثية متطابقة، وتعد هذه الطريقة الرئيسية لتكاثر البكتيريا.

يبدأ الانشطار الثنائي عندما تبدأ الخلية البكتيرية في تكوين نسخة جديدة من الحمض النووي (DNA) الخاص بها، ثم يتم فصل الخلية إلى اثنين بشكل متساوٍ، حيث تحصل كل خلية ناتجة عن الانشطار على نسخة من ال DNA الأم وتصبح قائمة بذاتها. تساهم هذه الآلية الفعالة في انتشار البكتيريا وتكاثرها بشكل سريع وفعال، وتعكس أهمية العمليات البسيطة والفعّالة في عالم الكائنات الدقيقة.

قد تكون على دراية بالانقسام، وهي العملية التي تستخدمها حقيقيات حقيقيات النوى لتقسيم الحمض النووي النووي أثناء انقسام الخلايا، ومع ذلك فإن الانقسام هو عملية معقدة.

الإنشطار الثنائي البكتيري

هو العملية التي تستخدمها البكتيريا لتنفيذ انقسام الخلايا، يشبه الإنشطار الثنائي المفهوم الانقسام الذي يحدث في الكائنات حقيقية النواة (مثل النباتات والحيوانات)، لكن الغرض منه مختلف.

عندما تنقسم الخلايا عن طريق الانقسام في جسم كائن متعدد الخلايا، فإنها تتسبب في نمو الكائن الحي أو استبدال الخلايا القديمة البالية بخلايا جديدة، في حالة وجود بكتيريا، فإن تقسيم الخلايا ليس مجرد وسيلة لصنع المزيد من الخلايا للجسم، بدلاً من ذلك إنها في الواقع كيفية تكاثر البكتيريا.

الانشطار الثنائي له ميزات مشتركة مع الانقسام، ولكنه يختلف أيضاً عن الانقسام في بعض الطرق المهمة.

خطوات الانشطار الثنائي

مثل الخلية البشرية تحتاج البكتيريا المنقسمة إلى نسخ الحمض النووي الخاص بها، على عكس الخلايا البشرية، التي تحتوي على كروموسومات خطية متعددة (تشبه القضيب) داخل نواة مرتبطة بالغشاء، عادة ما يكون للخلايا البكتيرية كروموسوم دائري واحد وتفتقر دائماً إلى نواة، ومع ذلك يوجد الكروموسوم البكتيري في منطقة متخصصة في الخلية تسمى “النيوكليويد”.

تبدأ عملية نسخ الحمض النووي عن طريق إنزيمات التكرار في مكان على الصبغي يسمى أصل التكرار، الأصل هو الجزء الأول من الحمض النووي المراد نسخه، مع استمرار النسخ المتماثل، يتحرك الأصلان في اتجاه أطراف متقابلة للخلية، مما يسحب باقي الكروموسوم معهم، تزداد الخلية أيضاً ممّا يزيد من فصل الكروموسومات المكونة حديثاً.

يستمر النسخ المتماثل حتى يتم نسخ الكروموسوم بأكمله وتجتمع إنزيمات النسخ المتماثل في الجانب البعيد، حالما تنتقل الكروموسومات الجديدة إلى نهايات الخلية المقابلة وتطهير مركز الخلية، يمكن أن يحدث انقسام السيتوبلازم.

في هذه العملية، يقرص الغشاء إلى الداخل ويشكل الحاجز، أو الجدار الفاصل الجديد، أسفل الخلية (تحتوي البكتيريا على جدار خلوي، لذا يجب عليها تجديد هذا الجدار عندما تخضع لانقسام الخلية)

أخيراً ينقسم الحاجز نفسه في المنتصف، ويتم إطلاق الخليتين لمواصلة حياتهم كبكتيريا فردية.

مقارنة الانشطار الثنائي والانقسام

يشبه الإنشطار الثنائي البكتيري في بعض النواحي الانقسام الذي يحدث في البشر وغير حقيقيات النوى، في كلتا الحالتين، يتم نسخ الكروموسومات وفصلها، وتقسم الخلية السيتوبلازم لتشكيل خليتين جديدتين.

ومع ذلك فإن آليات وتسلسل العمليتين مختلفة إلى حد ما، لسبب واحد لا يشكل المغزل الانقسام في البكتيريا، ربما الأهم من ذلك يحدث تكرار الحمض النووي في نفس الوقت الذي يحدث فيه فصل الحمض النووي أثناء الإنشطار الثنائي (على عكس الانقسام حيث يتم نسخ الحمض النووي خلال مرحلة S، قبل وقت طويل من فصله في المرحلة M).