MORFOLOGIA E ESTRUTURAS DA CÉLULA BACTERIANA - PROF. ALEXANDRE FUNCK

مرحبًا! مرحبًا بكم في فصل علم الأحياء الدقيقة لدينا. اليوم ، سنتحدث عن مورفولوجيا الخلية البكتيرية ، وكذلك هياكلها.

لنبدأ؟ علم الأحياء الدقيقة ، والذي يعني من اليونانية ميكرو - صغير ؛ الحياة - الحياة الشعارات - العلم ، هو فرع من فروع علم الأحياء الذي يدرس الكائنات الحية المجهرية مثل البكتيريا والفيروسات والفطريات في جوانبها الأكثر تنوعًا ، مثل التشكل والتكاثر وعلم وظائف الأعضاء والجينات والتصنيف ، فضلاً عن علاقتها بالكائنات الحية الأخرى و أيضا مع البيئة. وبالتالي فإن علم الأحياء الدقيقة يتضمن دراسة البكتيريا (تسمى علم الجراثيم) والفيروسات (علم الفيروسات) والفطريات (علم الفطريات). سنبدأ صفنا بالحديث عن البكتيريا.

البكتيريا هي كائنات بسيطة نسبيًا تتكون من خلية واحدة ، وبالتالي ، تُعرف باسم "الكائنات أحادية الخلية" ، والتي لا تُحاط مادتها الوراثية بغشاء نووي أو نووي ، وبالتالي تُعرف باسم الكائنات "بدائية النواة" (والتي تعني من اليونانية ما قبل النواة ). ). من بين الاختلافات الموجودة في الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة ، يبرز ما يلي: "النواة" في الكائن بدائية النواة لا تحتوي على غشاء أو غشاء نووي ؛ في الكائن حقيقيات النوى ، النواة صحيحة ، تقدم نفسها على أنها غشاء نووي.

"العضيات" المبطنة بالغشاء غائبة في بدائيات النوى ؛ ومع ذلك ، فهي موجودة في الكائنات حقيقية النواة ويمكننا الاستشهاد بالميتوكوندريا كمثال. يكون "جدار الخلية" في الكائنات بدائية النواة موجودًا بشكل عام ومعقد كيميائيًا ؛ في الكائنات حقيقية النواة ، عندما تكون موجودة ، فهي بسيطة بشكل عام. تكون "الكروموسومات" للكائنات بدائية النواة مفردة ودائرية.

ومع ذلك ، في الكائنات حقيقية النواة ، هناك العديد من الكروموسومات الخطية. وفقًا للتشكل الموجود ، يمكن تصنيف البكتيريا على أنها: المكورات ، والعصيات ، والدوامة. "Cocci" هي بكتيريا لها شكل كروي ويمكن رؤيتها في الترتيبات التالية: معزولة ، في أزواج ، في رباعيات ، في sarcinas ، في سلاسل وعناقيد.

"Bacilli" هي بكتيريا على شكل قضيب يمكن رؤيتها تحت المجهر ، في الترتيبات التالية: معزولة ، في أزواج ، في سلاسل ومماثلة للمكورات (تسمى coccobacillus). من ناحية أخرى ، فإن البكتيريا "الحلزونية" هي تلك التي تظهر في شكل حلزوني ، ويمكن تصور ذلك من خلال: الجسم الصلب على شكل فاصلة (vibrios) أو على شكل دوامة (تسمى spirilla) ؛ وأيضًا بجسم حلزوني مرن (يسمى spirochetes). فيما يتعلق "بالتلوين البكتيري" ، نظرًا لأن البكتيريا عديمة اللون ، فمن الضروري إجراء عملية تلطيخ من أجل تصور ليس فقط مورفولوجيتها ولكن أيضًا الترتيبات الموجودة تحت المجهر.

"طريقة الجرام" هي التقنية الأكثر استخدامًا في علم الجراثيم لصبغ هذه الكائنات الدقيقة. تم تطوير هذه التقنية من قبل عالم البكتيريا الدنماركي كريستيان غرام في عام 1884 ، وتتكون هذه التقنية من معالجة اللطاخة البكتيرية (المثبتة بالحرارة) بالكواشف التالية: البنفسجي الكريستالي واللوغول والكحول والفوشين. تسمح طريقة أو تقنية جرام بتقسيم البكتيريا إلى "مجموعتين كبيرتين": البكتيريا موجبة الجرام ، وهي البكتيريا التي تتخذ لونًا مزرقًا بعد عملية التلوين ؛ والبكتيريا "سالبة الجرام" ، هي تلك التي تتخذ بعد عملية التلوين لونًا ضارب إلى الحمرة.

طريقة الجرام آلية عملها هي حقيقة أن جميع البكتيريا ، سواء كانت موجبة الجرام أو سالبة الجرام ، تمتص البنفسج البلوري واللوغول بشكل متماثل ، وتكتسب في هذه اللحظة اللون الأزرق. ومع ذلك ، عند معالجتهم بالكحول ، فإنهم يتصرفون بشكل مختلف ، أي أن الموجبة للجرام تظل زرقاء بينما يتغير لون سالبة الجرام. عند تلقي fuchsin ، فإن سلبيات الجرام فقط هي التي تسمح بتلطيخها ، واكتساب اللون المحمر للصبغة.

فيما يتعلق بالاختلافات التي تحدث بين البكتيريا موجبة الجرام والبكتيريا سالبة الجرام ، فيمكن أن نذكر: فيما يتعلق بـ "تفاعل الجرام" نفسه ، كما ذكرنا سابقًا ، البكتيريا موجبة الجرام تلطخ باللون الأزرق ؛ سلبيات الجرام صبغة حمراء. بالنسبة لطبقة الببتيدوغليكان ، فإن البكتيريا موجبة الجرام سميكة جدًا ؛ تظهر طبقة الببتيدوغليكان للبكتيريا سالبة الجرام رقيقة. تعتبر "مقاومة الانهيار الجسدي" بين البكتيريا موجبة الجرام عالية جدًا ؛ مقاومة الاضطرابات الجسدية للبكتيريا سالبة الجرام منخفضة.

"حساسية البنسلين" عالية في البكتيريا موجبة الجرام. تعتبر حساسية البنسلين للبكتيريا سالبة الجرام منخفضة. في هذه الصور ، يتم تصور "cocci موجبة الجرام" ، وتقديم الترتيبات التالية: معزولة ، في أزواج وعناقيد.

في هذه الصورة الأخرى نتحقق من وجود "الكوتشي الموجب للجرام" الموجود هنا معزولًا ومقيّدًا بالسلاسل. هنا نتخيل وجود العديد من "عصيات إيجابية الجرام" ، في الترتيبات: معزولة ، في أزواج وفي سلاسل. في هذه الصورة يمكننا التحقق من وجود "عصيات سالبة الجرام" معزولة ، في أزواج وفي سلاسل.

أخيرًا ، في هذه الصورة نجد وجود "بكتيريا ملفوفة" في شكل spirilla. الآن دعونا نتحدث قليلا عن "الهياكل البكتيرية". الهياكل الرئيسية التي تتكون منها الخلية البكتيرية هي: الجدار البكتيري للغشاء السيتوبلازمي ، الكبسولة ، الجراثيم (المعروفة أيضًا باسم الإندوسبورات) ، الأسواط ، الشعيرة والخمل ، النوكليويد ، البلازميدات والريبوزومات.

فيما يتعلق بـ "الغشاء السيتوبلازمي" ، هذا هيكل يشكل حاجزًا يفصل البيئة الداخلية للخلية (تسمى السيتوبلازم) عن البيئة الخارجية. يتكون الغشاء السيتوبلازمي بشكل أساسي من بروتين مغمور في طبقة ثنائية من الدهون حيث يبرز وجود الدهون الفوسفورية. في هذا الفيديو يمكننا أن نرى الفصل بين البيئة الداخلية والخارجية للخلية من خلال غشاءها ، وكذلك مدخلات ومخرجات المكونات بين هاتين الوسيطتين.

الوظائف الرئيسية المرتبطة بالغشاء السيتوبلازمي هي: النقل المذاب ، إنتاج الطاقة ، التخليق الحيوي ، تكرار الحمض النووي والإفرازات. فيما يتعلق "بالنقل المذاب" ، يعمل غشاء البلازما كحاجز "انتقائي" للغاية يسمح بتركيز مستقلبات معينة داخل الخلايا ، بالإضافة إلى السماح بإخراج النفايات. فيما يتعلق "بإنتاج الطاقة" ، يحدث هذا عن طريق نقل الإلكترون.

في "التخليق الحيوي" ، ترتبط إنزيمات الجزيئات المختلفة التي تشكل بنى أخرى خارج الغشاء ، مثل الببتيدوغليكان ، بهذه البنية. فيما يتعلق بـ "تكرار الحمض النووي" ، توجد بروتينات مجمع الازدواج لهذا الجزيء في الغشاء السيتوبلازمي. وفيما يتعلق بـ "الإفراز" ، يشارك الغشاء في إفراز الإنزيمات التي تعمل عن طريق تفتيت الجزيئات الكبيرة التي تعمل كمغذيات للخلية البكتيرية.

أحد الجوانب الرئيسية لغشاء الخلية هو بالتحديد هذه "الانتقائية" التي تمارس ، سواء بالنسبة للمواد التي تدخل سيتوبلازم الخلية ، وكذلك تلك التي تترك السيتوبلازم للبيئة الخارجية. يحدث دخول وخروج هذه المواد بطريقة انتقائية للغاية ، وبالتالي فهي ليست مجرد مادة تدخل أو تخرج من البكتيريا. في هذه المرحلة أود أن أتحدث عن "الميزوسومات".

كما تعلم ، فإن الميزوسومات هي انغابات للغشاء السيتوبلازمي نفسه. نُسبت العديد من الوظائف إلى الميزوزومات ، مثل دورها في انقسام الخلايا. اليوم ، لم نعد نعتبر الميزوسومات هياكل حقيقية ، بل مجرد قطع أثرية.

الآن سوف نتحدث عن "جدار البكتيريا". يعتبر هذا أحد الهياكل الرئيسية التي يتكون منها هذا النوع من الخلايا ، حيث يكون مسؤولاً عن "الحفاظ على التشكل البكتيري" (مثل العصيات أو العصيات أو الحلزونية). كما أنهم يشاركون في عملية "انقسام الخلايا" من الحاجز الذي يتشكل والذي سيقسم الخلايا إلى خليتين متماثلتين تمامًا.

لولا وجود جدار الخلية الهائل الضغط التناضحي بين الوسائط الداخلية والخارجية للخلية ، تنفجر البكتيريا ببساطة. تظهر جدران البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام "اختلافات" ملحوظة. البكتيريا "سالبة الجرام" لها جدار مكون من عدة طبقات تختلف في تركيبها الكيميائي ، وبالتالي فهي أكثر تعقيدًا من جدران البكتيريا "موجبة الجرام" ، والتي بالرغم من كونها أكثر سمكًا ، إلا أن لها غلبة من نوع واحد من الجزيء الكبير (مثل ببتيدوجليكان).

الهيكل التالي المغطى يشير إلى "كبسولة". الكبسولة متصلة بالجدار البكتيري كهيكل خارجي محدود المدى وبنية محددة ، وهي موجودة بشكل أكثر شيوعًا في البكتيريا سالبة الجرام مقارنة بالبكتيريا موجبة الجرام. تشارك الكبسولات في العمليات التالية: خزان الماء والمغذيات ؛ التصاق؛ زيادة القدرة الغازية وزيادة المقاومة الميكروبية للمبيدات الحيوية.

من خلال هذه الوظائف التي توفرها الكبسولات ، يمكننا التحقق من أن البكتيريا التي تحتوي على هذه الهياكل أكثر مقاومة ولديها أيضًا إمكانات ممرضة أكبر. هنا يتم تصور الكبسولة من صورة إلكترونية. فيما يتعلق "بالجراثيم" ، والمعروفة أيضًا باسم "الأبواغ" ، فهذه هياكل "مقاومة" تم تصنيعها بواسطة بعض البكتيريا موجبة الجرام استجابةً للإجهاد البيئي ، مثل الحرارة ونقص المياه والمغذيات.

تتشكل الأبواغ ، التي يمكن أن تظل قابلة للحياة لملايين السنين ، داخل الخلايا ، أي داخل الخلية ، وتتمثل وظيفتها في تخزين الجينوم البكتيري وآلات التمثيل الغذائي حتى تسود ظروف بيئية أفضل. في ظل الظروف المثالية ، تعود البوغ إلى حالتها الخضرية. فيما يتعلق بـ "السوط" ، تتكون هذه الهياكل المرتبطة بحركة الخلية بواسطة خيط طويل متصل خارجيًا بالغشاء ، وهو موجود في عدة أنواع من العصيات ولكن نادرًا ما يكون موجودًا في الكوتشي.

يمكن أن تجد الخلايا البكتيرية أربعة ترتيبات من الأسواط: monotrich و lophotrich و peritrich. "Monotrichous" هي تلك الخلايا التي تحمل سوطًا قطبيًا واحدًا ؛ "البرمائية" هي تلك البكتيريا التي تحتوي على خصلة من الأسواط في كل طرف ؛ "lophotrichs" هي تلك التي تحتوي على سوطين أو أكثر في نهاية واحدة من الخلية ؛ "peritrichous" ، من ناحية أخرى ، هي تلك التي تحتوي على سوط في جميع أنحاء الجسم البكتيري. في هذا الفيديو يمكننا أن نتخيل بكتيريا على شكل حلزوني مع أسواط مرتبة في * AMPITRICIAN.

فيما يتعلق بـ "pili and fimbriae" ، فهذه هياكل بروتينية أقصر وأكثر عددًا من الأسواط ، حيث توجد في بعض البكتيريا سالبة الجرام ، ومع ذلك ، على عكس الأسواط ، لا ترتبط بحركة الخلايا البكتيرية. الشعيرة (المفرد بيلوس) والخمل هي هياكل ، على الرغم من أنها تتكون من بروتين يسمى بيلين ، لها وظائف مختلفة. فيما يتعلق بـ "pili" ، فهي أطول من fimbriae ، مع واحد أو اثنين فقط لكل خلية ، تشارك في نقل الحمض النووي أثناء عملية الاقتران البكتيري.

تعمل "fimbriae" كهيكل التصاق لخلايا الثدييات والأسطح الأخرى ، وتفضل الاستعمار وظهور الأمراض. الآن سوف نتحدث عن "النواة". هذه هي منطقة الخلية بدائية النواة حيث توجد المادة الوراثية ، والمعروفة أيضًا باسم كروموسوم الخلية البكتيرية ، أي الحمض النووي الخاص بها.

يتكون "الحمض النووي" للبكتيريا من جزيء واحد طويل ومستمر ، يتم ترتيبه بشكل دائري مزدوج الشريطة يحمل المعلومات الجينية اللازمة للوظائف الخلوية. فيما يتعلق بـ "البلازميدات" ، فهذه جزيئات دائرية صغيرة من DNA مزدوج الشريطة مزدوج الصبغيات ، أي أنها غير مرتبطة بالكروموسوم الرئيسي وينتهي بها الأمر بعض المزايا الانتقائية للبكتيريا التي تقدمها. ومن بين هذه المزايا نذكر: مقاومة المضادات الحيوية.

تحمل المعادن الثقيلة إنتاج السموم؛ وتخليق الانزيم. الهيكل الأخير الذي سنلقي نظرة عليه يشير إلى "الريبوسومات". هذه موجودة في كل من الخلايا حقيقية النواة وبدائية النواة وهي مواقع "تخليق البروتين".

الخلايا ذات المعدلات العالية من تخليق البروتين ، مثل تلك التي تتكاثر بنشاط ، لديها عدد أكبر من الريبوسومات. حسنًا يا رفاق ، هذا ما أود التحدث إليكم عنه اليوم. أتمنى أن تكون قد فهمت الموضوعات المقترحة ، كل من مورفولوجيا البكتيريا والهياكل التي تتكون منها هذه الخلية وأراك في مناسبة قادمة.

حتى وقت لاحق!