البكتيريا هي كائنات دقيقة لا يمكن رؤيتها إلا تحت المجهر ، ومعظمها أحادي الخلية ومتحرك بسبب وجود الأسواط.
شكل الخلية مختلف أنواع مختلفة. أكثر شيوعًا هي البكتيريا التي يمكن أن تعزى إلى الأشكال التالية: كروي - cocci ؛ مستقيمة على شكل قضيب - عصيات وبكتيريا ؛ اهتزازات عازمة على شكل قضيب ؛ الملتوية حلزونيا - spirilla. تتكون الخلية البكتيرية من غشاء يحتوي على بروتوبلازم وأحيانًا فجوات. مع التلوين المناسب في البروتوبلازم ، يمكن العثور على أجسام تشبه النوى ، ولكن ربما لا تتوافق مع نوى خلية الكائنات الحية الأخرى. معظم البكتيريا عديمة اللون وبعضها يحتوي على أصباغ حمراء وخضراء.
تشكل العديد من البكتيريا ، وخاصة على شكل قضيب وبعضها كروي الشكل ، جراثيم (endospores) تتطور في الجزء السميك من محتويات البروتوبلازمية ويتم تزويدها بقشرة كثيفة يصعب اختراقها على سطحها. تمنح هذه القشرة الأبواغ مقاومة أكبر للظروف غير المواتية. الظروف الخارجيةوتظل قابلة للحياة لفترة طويلة جدًا. في ظل ظروف مواتية ، تنمو الجراثيم وتتطور إلى خلية نباتية جديدة.
تتكاثر البكتيريا عن طريق الانقسام الخلوي المستعرض إلى قسمين ، وغالبًا ما تكون الفترة الفاصلة بين قسمين نصف ساعة فقط ، وهذا هو السبب في أنها تتفوق بكثير على جميع الكائنات الحية الأخرى في سرعة التكاثر.
تحتوي معظم البكتيريا على تغذية غيرية التغذية ، أي أنها تغطي احتياجاتها على حساب المواد العضوية الجاهزة ، والقليل منها فقط يتميز بالتغذية الذاتية على حساب الكربون الموجود في ثاني أكسيد الكربون. فيما يتعلق بالتغذية بالنيتروجين ، تتطلب بعض هذه الميكروبات النيتروجين العضوي ، بينما يمكن أن يحتوي معظمها على الأمونيوم والنترات النيتروجين ، وبعضها قادر على استيعاب عنصر النيتروجين.
معظم البكتيريا عبارة عن كائنات هوائية ، بعضها لا يمكن أن يتطور إلا بوجود كمية كافية من الأكسجين في البيئة ، ولكنها معروفة أيضًا البكتيريا اللاهوائية؛ لا يحتاجون إلى أكسجين. إنها شائعة للغاية ، خاصةً إذا كانت موجودة المواد العضوية، التي تدمرها ، وتشكل أنواعًا مختلفة من الاضمحلال أو التخمير. تتطفل العديد من الميكروبات في الكائنات الحية النباتية أو الحيوانية. كثير من مسببات الأمراض أمراض معدية، على سبيل المثال ، السل ، حمى التيفوئيد ، الكوليرا ، الطاعون ، الدفتيريا. يوفر البعض الآخر عمليات مهمة جدًا في حياة الإنسان ( أنواع مختلفةالتخمير وتراكم النيتروجين في التربة بكتيريا العقيدات) ، ناهيك عن حقيقة أنه بدون مشاركتهم ، لا يمكن تصور عملية تكوين التربة وتداول المواد في الطبيعة. بعض الكائنات الحية الدقيقة لها أهمية مباشرة في الطب ، مثل تلك التي تكون قوية
بكتيريا- هذا جدا نموذج بسيطالحياة النباتية ، والتي تتكون من خلية حية واحدة. يتم التكاثر عن طريق انقسام الخلية. عند بلوغ النضج بكتيرياوتنقسم الى مجموعتين خلايا متساوية. في المقابل ، تصل كل خلية من هذه الخلايا إلى مرحلة النضج وتنقسم أيضًا إلى خليتين متساويتين. في الظروف المثاليةتصل البكتيريا إلى حالة النضج وتتكاثر في أقل من 20-30 دقيقة. وبهذا المعدل للتكاثر ، يمكن لبكتيريا واحدة نظريًا أن تنتج 34 تريليون نسل في غضون 24 ساعة! لحسن الحظ، دورة الحياةالبكتيريا قصيرة نسبيًا وتستمر من بضع دقائق إلى عدة ساعات. لذلك ، حتى في ظل الظروف المثالية ، لا يمكنهم التكاثر بمثل هذا المعدل.معدل النمو و تكاثر البكتيرياوالكائنات الدقيقة الأخرى تعتمد على الظروف بيئة. تؤثر درجة الحرارة والضوء والأكسجين والرطوبة ودرجة الحموضة (الحموضة أو القلوية) ، جنبًا إلى جنب مع توافر الغذاء ، على معدل نمو البكتيريا. من بين هؤلاء ، تعتبر درجة الحرارة ذات أهمية خاصة للفنيين والمهندسين. لكل نوع من البكتيريا ، توجد درجة حرارة دنيا يمكن أن تنمو عندها. في درجات حرارة أقل من هذه العتبة ، تدخل البكتيريا في سبات ولا تستطيع التكاثر. بالضبط نفس الشيء لكل أنواع البكتيرياهناك حد أقصى لدرجة الحرارة. في درجات حرارة أعلى من هذا الحد ، يتم تدمير البكتيريا. بين هذه الحدود هي درجة الحرارة المثلى التي تتكاثر فيها البكتيريا بأقصى معدل. درجة الحرارة المثلىبالنسبة لمعظم البكتيريا التي تتغذى على فضلات الحيوانات والأنسجة الميتة للحيوانات والنباتات (الرمية) ، تتراوح درجة الحرارة بين 24 و 30 درجة مئوية. درجة الحرارة المثلى لمعظم البكتيريا المسببة للعدوى والمرض في المضيف ( البكتيريا المسببة للأمراض) ، حوالي 38 درجة مئوية. في معظم الحالات ، من الممكن تقليلها بشكل كبير معدل نمو البكتيرياإذا تم تخفيض درجة الحرارة المحيطة. أخيرًا ، هناك العديد من أنواع البكتيريا التي تزدهر بشكل أفضل في درجة حرارة الماء ، بينما تعمل الأنواع الأخرى بشكل أفضل في درجات الحرارة المنخفضة.
إضافة إلى ما سبق
الأصل ، التطور ، المكان في تطور الحياة على الأرض
كانت البكتيريا ، إلى جانب العتائق ، من بين الكائنات الحية الأولى على الأرض ، حيث ظهرت منذ حوالي 3.9-3.5 مليار سنة. لم يتم بعد دراسة العلاقات التطورية بين هذه المجموعات بشكل كامل ، وهناك على الأقل ثلاث فرضيات رئيسية: يقترح N. Pace أن لديهم سلفًا مشتركًا للبكتيريا الأولية ؛ يعتبر Zavarzin أن العتائق هي فرع مسدود من تطور eubacteria الذي أتقن التطرف. بيئات؛ أخيرًا ، وفقًا للفرضية الثالثة ، فإن البدئيات هي الكائنات الحية الأولى التي نشأت منها البكتيريا.نشأت حقيقيات النوى نتيجة التكاثر التكافلي من الخلايا البكتيرية بعد ذلك بوقت طويل: منذ حوالي 1.9-1.3 مليار سنة. يتميز تطور البكتيريا بتحيز فسيولوجي وكيميائي حيوي واضح: مع الفقر النسبي لأشكال الحياة والبنية البدائية ، فقد أتقنوا كل ما هو معروف الآن تقريبًا العمليات البيوكيميائية. يحتوي المحيط الحيوي بدائية النواة بالفعل على جميع الطرق الحالية لتحويل المواد. حقيقيات النوى ، بعد اختراقها ، غيرت فقط الجوانب الكمية لوظائفها ، ولكن ليس الجوانب النوعية ؛ في مراحل عديدة من العناصر ، لا تزال البكتيريا تحتفظ بمكانة احتكارية.
تعد البكتيريا الزرقاء من أقدم البكتيريا. في الصخور التي تشكلت قبل 3.5 مليار سنة ، تم العثور على منتجات من نشاطها الحيوي ، ستروماتوليت ، دليل لا جدال فيه على وجود البكتيريا الزرقاء يعود إلى 2.2-2.0 مليار سنة مضت. بفضلهم ، بدأ الأكسجين يتراكم في الغلاف الجوي ، والذي وصل قبل ملياري عام إلى تركيزات كافية لبدء التنفس الهوائي. تنتمي التكوينات المميزة لـ Metallogenium الهوائية الإجبارية إلى هذا الوقت.
تسبب ظهور الأكسجين في الغلاف الجوي في ضربة خطيرة للبكتيريا اللاهوائية. هم إما يموتون أو يذهبون إلى مناطق نقص الأكسجين المحفوظة محليًا. يتم تقليل تنوع الأنواع الكلي للبكتيريا في هذا الوقت.
من المفترض أنه بسبب عدم وجود عملية جنسية ، فإن تطور البكتيريا يتبع آلية مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة في حقيقيات النوى. يؤدي نقل الجينات الأفقي الثابت إلى الالتباس في صورة العلاقات التطورية ، والتطور يتقدم ببطء شديد (وربما توقف تمامًا مع ظهور حقيقيات النوى) ، ولكن في ظل الظروف المتغيرة ، تحدث إعادة التوزيع السريع للجينات بين الخلايا دون تغيير. تجمع وراثي مشترك.
بناء
الغالبية العظمى من البكتيريا (باستثناء الفطريات الشعاعية والبكتيريا الزرقاء الخيطية) أحادية الخلية. وفقًا لشكل الخلايا ، يمكن أن تكون مستديرة (cocci) ، على شكل قضيب (عصيات ، كلوستريديا ، كاذبة) ، ملتوية (vibrios ، spirilla ، spirochetes) ، في كثير من الأحيان - نجمي ، رباعي السطوح ، مكعب ، C- أو O- شكل. يحدد الشكل قدرات البكتيريا مثل التعلق بالسطح والحركة والامتصاص العناصر الغذائية. لقد لوحظ ، على سبيل المثال ، أن قلة التغذية ، أي البكتيريا التي تعيش على محتوى غذائي منخفض في البيئة ، تميل إلى زيادة نسبة السطح إلى الحجم ، على سبيل المثال ، من خلال تكوين النواتج (ما يسمى البروستيك ).من إلزامي هياكل الخلايايميز ثلاثة:
- نووي
- الريبوسومات
- الغشاء السيتوبلازمي (CPM)
هيكل البروتوبلاست
يقيد CPM محتويات الخلية (السيتوبلازم) من بيئة خارجية. يُطلق على الجزء المتجانس من السيتوبلازم ، الذي يحتوي على مجموعة من الحمض النووي الريبي القابل للذوبان والبروتينات والمنتجات وركائز التفاعلات الأيضية ، العصارة الخلوية. يتم تمثيل جزء آخر من السيتوبلازم بالعناصر الهيكلية المختلفة.أحد الاختلافات الرئيسية بين الخلية البكتيرية والخلية حقيقية النواة هو عدم وجود غشاء نووي ، وبالمعنى الدقيق للكلمة ، عدم وجود أي أغشية داخل الهيولى ليست من مشتقات CPM. لكن، مجموعات مختلفةبدائيات النوى (خاصة في البكتيريا موجبة الجرام) لها نتوءات محلية من CPM - mesosomes ، والتي تؤدي وظائف مختلفة في الخلية وتقسمها إلى أجزاء مختلفة وظيفيًا. تمتلك العديد من بكتيريا التمثيل الضوئي شبكة متطورة من أغشية التمثيل الضوئي المشتقة من CPM. في البكتيريا الأرجواني ، احتفظوا بعلاقتهم مع CPM ، والتي يمكن اكتشافها بسهولة في الأقسام السفلية ميكروسكوب الكتروني، في البكتيريا الزرقاء ، يصعب اكتشاف هذه العلاقة أو فقدانها أثناء التطور. اعتمادًا على ظروف وعمر الثقافة ، تتشكل أغشية التمثيل الضوئي هياكل مختلفةالحويصلات ، الكروماتوفورات ، الثايلاكويدات.
جميع المعلومات الجينية الضرورية لحياة البكتيريا موجودة في DNA واحد (كروموسوم بكتيري) ، وغالبًا ما يكون في شكل حلقة مغلقة تساهميًا (توجد الكروموسومات الخطية في Streptomyces و Borrelia). يتم توصيله بـ CPM عند نقطة واحدة ويتم وضعه في هيكل معزول ، ولكن لا يفصله غشاء عن السيتوبلازم ، ويسمى nucleoid. يبلغ طول الحمض النووي غير المطوي أكثر من 1 مم. عادةً ما يتم تقديم الكروموسوم البكتيري في نسخة واحدة ، أي أن جميع بدائيات النوى تقريبًا أحادية العدد ، على الرغم من أنه في ظل ظروف معينة يمكن أن تحتوي خلية واحدة على عدة نسخ من كروموسومها ، ويحتوي Burkholderia cepacia على ثلاثة كروموسومات حلقية مختلفة (3.6 ؛ 3.2 و 1.1 مليون طويلة ). أزواج القاعدة). تختلف ريبوسومات بدائيات النوى أيضًا عن تلك الموجودة في حقيقيات النوى ولها ثابت ترسيب يبلغ 70 درجة مئوية (80 درجة مئوية في حقيقيات النوى).
بالإضافة إلى هذه الهياكل ، يمكن أيضًا العثور على شوائب من المواد الاحتياطية في السيتوبلازم.
جدار الخلية وهياكل السطح
جدار الخلية مهم العنصر الهيكلي خلية بكتيرية، مهما كانت اختيارية. تم الحصول على أشكال ذات جدار خلوي غائب جزئيًا أو كليًا (أشكال L) بشكل مصطنع ، والتي يمكن أن توجد في الظروف المواتيةولكن في بعض الأحيان فقد القدرة على الانقسام. كما توجد مجموعة طبيعية لا تحتوي على جدار الخليةالبكتيريا - الميكوبلازما.في البكتيريا ، هناك نوعان رئيسيان من بنية جدار الخلية ، سمة الأنواع موجبة الجرام والأنواع سالبة الجرام.
جدار الخلية للبكتيريا موجبة الجرام عبارة عن طبقة متجانسة بسماكة 20-80 نانومتر ، مبنية بشكل أساسي من الببتيدوغليكان بكمية أقل من أحماض تيكويك وكمية صغيرة من السكريات والبروتينات والدهون (ما يسمى عديد السكاريد الدهني). يبلغ قطر جدار الخلية من 1 إلى 6 نانومتر ، مما يجعلها قابلة للنفاذ إلى عدد من الجزيئات.
في البكتيريا سالبة الجرام ، لا تلتصق طبقة الببتيدوغليكان بشدة بـ CPM ويبلغ سمكها 2-3 نانومتر فقط. إنه محاط بغشاء خارجي ، له ، كقاعدة عامة ، شكل منحني غير متساوٍ. بين CPM وطبقة الببتيدوغليكان والغشاء الخارجي ، هناك مساحة تسمى periplasmic ، ومليئة بمحلول يتضمن نقل البروتينات والإنزيمات.
على الجانب الخارجي لجدار الخلية ، قد توجد كبسولة - طبقة غير متبلورة تحافظ على اتصالها بالجدار. لا ترتبط الطبقات المخاطية بالخلية ويمكن فصلها بسهولة ، في حين أن الأغلفة ليست غير متبلورة ، ولكن لها بنية دقيقة. ومع ذلك ، هناك العديد من الأشكال الانتقالية بين هذه الحالات الثلاث المثالية.
يمكن أن يكون السوط البكتيري من 0 إلى 1000. كلا الخيارين لموقع سوط واحد في قطب واحد (أحادي القطب) ، وحزمة من الأسواط عند واحد (جلود أحادي القطب أو جلد لوفوتريشيل) أو قطبين (بريتريش ثنائي القطب أو سوط برمائي) ، و العديد من الأسواط على طول السطح الكامل للخلية (peritrichous). يبلغ سمك السوط 10-20 نانومتر وطوله 3-15 ميكرومتر. يتم دورانها عكس اتجاه عقارب الساعة بتردد 40-60 دورة في الدقيقة.
بالإضافة إلى الأسواط ، يجب ذكر الزغابات بين التراكيب السطحية للبكتيريا. إنها أرق من الأسواط (قطرها 5-10 نانومتر ، بطول يصل إلى 2 ميكرومتر) وهي ضرورية لربط البكتيريا بالركيزة ؛ 3-10 ميكرومتر) من الأسواط ضرورية للخلية المانحة لنقل الحمض النووي إلى المتلقي أثناء اقتران.
أبعاد
يبلغ متوسط حجم البكتيريا 0.5-5 ميكرومتر. الإشريكية القولونية، على سبيل المثال ، بحجم 0.3-1 في 1-6 ميكرون ، المكورات العنقودية الذهبية - قطرها 0.5-1 ميكرون ، العصوية الرقيقة 0.75 في 2-3 ميكرون. أكبر البكتيريا المعروفةهو Thiomargarita namibiensis ، ويصل حجمه إلى 750 ميكرون (0.75 ملم). والثاني هو Epulopiscium fishelsoni ، الذي يبلغ قطره 80 ميكرون ويصل طوله إلى 700 ميكرون ويعيش في السبيل الهضميالأسماك الجراحية Acanthurus nigrofuscus. يصل حجم Achromatium oxaliferum إلى حجم 33 × 100 ميكرومتر ، Beggiatoa alba - 10 × 50 ميكرومتر. يمكن أن تنمو اللولبيات بطول يصل إلى 250 ميكرون بسمك 0.7 ميكرون. في نفس الوقت ، البكتيريا هي أصغر تلك التي لديها البنية الخلويةالكائنات الحية. يبلغ حجم ميكوبلازما الميكوبلازما 0.1-0.25 ميكرون ، وهو ما يتوافق مع حجم الفيروسات الكبيرة ، مثل فسيفساء التبغ ، جدري البقرأو الانفلونزا. وفقًا للحسابات النظرية ، تصبح الخلية الكروية التي يقل قطرها عن 0.15-0.20 ميكرون غير قادرة على التكاثر الذاتي ، لأنها لا تتلاءم فعليًا مع جميع البوليمرات الحيوية والهياكل الضرورية. كافٍ.ومع ذلك ، فقد تم وصف البكتيريا النانوية بأنها أصغر من "المسموح بها" ومختلفة تمامًا عن البكتيريا العادية. فهي ، على عكس الفيروسات ، قادرة على النمو والتكاثر بشكل مستقل (بطيء للغاية). لا يزالون مدروسين قليلاً ، ويتم التشكيك في طبيعتهم الحية.
مع زيادة خطية في نصف قطر الخلية ، يزداد سطحها بما يتناسب مع مربع نصف القطر ، والحجم - بما يتناسب مع المكعب ، وبالتالي ، في الكائنات الحية الصغيرة ، تكون نسبة السطح إلى الحجم أعلى منها في الأكبر منها ، مما يعني بالنسبة للسابق التمثيل الغذائي الأكثر نشاطًا مع البيئة. يقاس النشاط الأيضي بـ مؤشرات مختلفة، لكل وحدة من الكتلة الحيوية في الأشكال الصغيرة أعلى من الوحدات الكبيرة. لذلك ، فإن الأحجام الصغيرة حتى بالنسبة للكائنات الحية الدقيقة تمنح البكتيريا والعتائق ميزة في معدل النمو والتكاثر مقارنةً بحقيقيات النوى الأكثر تعقيدًا المنظمة وتحديد دورها البيئي المهم.
تعدد الخلايا في البكتيريا
أشكال وحيدة الخليةقادر على القيام بجميع الوظائف المتأصلة في الجسم بغض النظر عن الخلايا المجاورة. تميل العديد من بدائيات النوى أحادية الخلية إلى تكوين خلوية ، وغالبًا ما تتماسك معًا بواسطة المخاط الذي تفرزه. في معظم الأحيان يكون مجرد مزيج عشوائي. الكائنات الحية الفردية، ولكن في بعض الحالات ، يرتبط الارتباط المؤقت بتنفيذ وظيفة معينة ، على سبيل المثال ، تكوين أجسام مثمرة بواسطة البكتيريا المخاطية تجعل التطوير الممكنالخراجات ، على الرغم من حقيقة أن الخلايا المفردة غير قادرة على تكوينها. مثل هذه الظواهر ، جنبًا إلى جنب مع تكوين خلايا متمايزة شكليًا ووظيفيًا بواسطة بكتيريا eubacteria أحادية الخلية ، هي متطلبات أساسية ضرورية لظهور تعددية الخلايا الحقيقية فيها.يجب أن يستوفي الكائن متعدد الخلايا الشروط التالية:
- يجب تجميع خلاياه ،
- بين الخلايا يجب أن يكون هناك فصل بين الوظائف ،
- يجب إنشاء اتصالات محددة مستقرة بين الخلايا المجمعة.
تكاثر البكتيريا
بعض البكتيريا ليس لها عملية جنسية ولا تتكاثر إلا عن طريق الانشطار الثنائي أو التبرعم. بالنسبة لمجموعة واحدة من البكتيريا الزرقاء أحادية الخلية ، تم وصف الانقسام المتعدد (سلسلة من الانقسامات الثنائية المتتالية السريعة ، مما يؤدي إلى تكوين 4 إلى 1024 خلية جديدة). لضمان مرونة النمط الجيني الضروري للتطور والتكيف مع بيئة متغيرة ، لديهم آليات أخرى.عند الانقسام ، تصنع معظم البكتيريا موجبة الجرام والبكتيريا الزرقاء الخيطية حاجزًا عرضيًا من المحيط إلى المركز بمشاركة الميزوزومات. تنقسم البكتيريا سالبة الجرام عن طريق الانقباض: في موقع الانقسام ، يوجد انحناء متزايد تدريجياً في CPM وجدار الخلية إلى الداخل. عند التبرعم ، تتشكل الكلية وتنمو في أحد أقطاب الخلية الأم ، تظهر على الخلية الأم علامات الشيخوخة ولا يمكنها عادةً إنتاج أكثر من 4 خلايا وليدة. يحدث التبرعم في مجموعات مختلفة من البكتيريا ، ويفترض أنه نشأ عدة مرات في سياق التطور.
في البكتيريا ، لوحظ التكاثر الجنسي أيضًا ، ولكن في أكثر الأشكال بدائية. التكاثر الجنسيتختلف البكتيريا عن التكاثر الجنسي في حقيقيات النوى في أن البكتيريا لا تشكل الأمشاج ولا يحدث اندماج الخلية. لكن حدث هاميحدث التكاثر الجنسي ، أي تبادل المادة الوراثية ، في هذه الحالة أيضًا. هذه العملية تسمى إعادة التركيب الجيني. يتم نقل جزء من الحمض النووي (نادرًا جدًا كل الحمض النووي) للخلية المانحة إلى الخلية المتلقية ، التي يختلف الحمض النووي الخاص بها جينيًا عن DNA المتبرع. في هذه الحالة ، يحل الحمض النووي المنقول محل جزء من الحمض النووي للمتلقي. يتضمن استبدال الحمض النووي إنزيمات تتفكك وتعيد الانضمام إلى خيوط الحمض النووي. ينتج هذا الحمض النووي الذي يحتوي على جينات كل من الخلايا الأبوية. يسمى هذا الحمض النووي المؤتلف. في النسل أو المؤتلف ، هناك تنوع ملحوظ في السمات التي يسببها التحيز الجيني. هذا التنوع في الشخصيات مهم جدًا للتطور وهو الميزة الرئيسية للتكاثر الجنسي. هناك 3 طرق للحصول على المؤتلفات. هذه ، بترتيب اكتشافها ، وتحويلها ، واقترانها ، ونقلها.
تتميز البكتيريا بالميزات التالية:
- شكلية؛
- تلويني؛
- الفسيولوجية.
- ثقافي
- البيوكيميائية.
- مستضدي.
- الوراثة الجزيئية.
السمات المورفولوجية
البكتيريا - في الغالب. يختلف هيكل الخلية بدائية النواة اختلافًا كبيرًا عن بنية خلايا الفطريات والنباتات والحيوانات. هم لا يملكون المغلف النووي، الميتوكوندريا ، جهاز جولجي. في الخلية البكتيرية ، يتم تمييز العناصر التالية:
- الهياكل السطحية
- غشاء الخلية؛
- السيتوبلازم مع النيوكليوتيدات.
تسمى الهياكل السطحية التشكيلات الموجودة خارج تذكر الذكريات. وتشمل هذه الكبسولة ، والطبقة المخاطية ، والغمد ، وجدار الخلية ، والسوط ، والزغابات.
مطلوب كبسولة أو غمد أو طبقة مخاطية لحماية البكتيريا من التأثيرات البيئية. أنها تحمي من مختلف مواد كيميائية، حماية من التجفيف ، بمثابة عقبة أمام تغلغل العاثيات. البكتيريا التي تعيش في المعدة محمية بمواد مخاطية خاصة تحمي الخلية من تأثيرات حمض البيركلوريك ، إنزيمات عصير المعدة.
تحدد فلاجيلا القدرة على الحركة. عددهم وموقعهم ثابت ، لذلك يتم أخذهم في الاعتبار عند تنظيم بدائيات النوى.
يمكن أن توجد في القطبين أو في المنطقة القطبية للخلية البكتيرية. حسب التوفر ، ينقسم الموقع إلى:
- رتيب - يوجد سوط واحد في قطب الخلية (كوليرا فيبريو) ؛
- lophotrichous - حزمة من الأسواط تقع على جانب واحد (Pseudomonas aeruginosa) ؛
- أمفيتريتش - توجد حزم من السوط في أقطاب مختلفة من الخلية البكتيرية (spirilla) ؛
- peritrichous - سوط موزعة على كامل سطح الخلية (السالمونيلا).
يقع جدار الخلية مباشرة تحت الكبسولة أو الطبقة المخاطية أو الغمد.
داخل الخلية البكتيرية مليئة بالسيتوبلازم والعضيات والنيوكليوتيدات. من بدائيات النوى الأخرى ، والتي تشمل مملكة البكتيريا الزرقاء ، تختلف في غياب الكلوروفيل.
تصنف البكتيريا حسب شكلها. يمكن أن تكون كروية (المكورات ، المكورات المزدوجة ، العقدية ، المكورات العنقودية) ، أسطوانية (قضبان) ، حلزونية (اللولبيات ، spirilla ، الضمات).
العلامات الصغرية (فيما يتعلق بالأصباغ الخاصة)
تُستخدم طريقة Ziehl-Nelson للكشف عن المتفطرة السلية المقاومة للأحماض والكحول ، والعوامل المسببة للجذام ، والبكتيريا التي تساهم في الإصابة بقرحة المعدة.
تستخدم طريقة Morozov silvering لعزل اللولبيات والشوائب الفيروسية.
تُستخدم بقعة رومانوفسكي-جيمسا لتحديد البكتيريا والفطريات والأوليات. للتلوين ، يتم استخدام صبغة معقدة ، والتي تلطخ أنواع مختلفةالكائنات الحية الدقيقة بألوان مختلفة.
علامات فسيولوجية
تشمل العلامات الفسيولوجية:
- البيوكيميائية.
- ثقافي.
علامات البيوكيميائية
تتميز أنواع البكتيريا بالمعلمات البيوكيميائية (عن طريق الإنزيمات المفرزة ، والتغذية ، والتنفس). على سبيل المثال ، هيليكوباكتر بيلوري ، التي تعيش في المعدة ، قادرة على إفراز سر يحفز ظهور القرحة. لذلك ، عندما تظهر أعراض القرحة ، توصف دراسة بكتيرية. في الأمراض التي تسببها العدوى ، خاصة عند الأطفال ، يحدث التسمم بالسموم التي تفرزها الكائنات الحية الدقيقة. يتم إضافة الإنزيمات البكتيرية إلى البعض مساحيق الغسيل. تستخدم للحصول على مركبات من الأحماض اللبنية والخل.
أهمية خاصة في تحديد العدوى هو نوع التنفس. يميز:
- تلزم البكتيريا اللاهوائية. الأكسجين سام بالنسبة لهم. يحتاجون إلى النترات أو الكبريتات أو الفومارات للتنفس. إنهم يعيشون في مساحة خالية من الهواء. تؤثر على المعدة والأمعاء ، نظام الجهاز البولى التناسلى. تعتبر الالتهابات التي تسبب التسمم الغذائي والكزاز والغرغرينا الغازية خطيرة بشكل خاص.
- نموذج تعهد. لا يمكن أن توجد إلا في وجود الأكسجين. وفقًا لذلك ، فهي عوامل مسببة للأمراض الجهاز التنفسيوالأمراض الجلدية عند البالغين والأطفال.
- اللاهوائية الاختيارية. وتشمل هذه بعض أنواع البكتيريا والفطريات التي لا تحتاج إلى الأكسجين لتنمو وتتكاثر.
حسب نوع التغذية ، تنقسم البكتيريا إلى:
- ذاتية التغذية.
- غيرية التغذية.
بعض البكتيريا البكتيريا العاديةجسم الانسان. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون سبب الأمراض انخفاض في العدد البكتيريا المفيدة. على سبيل المثال ، يؤدي تناول المضادات الحيوية إلى تقليل الكمية القولونيةمما يؤدي إلى اضطراب في المعدة أو الأمعاء. لا تسمح النباتات الرخامية بالتطور الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض، مع انخفاض عدد البكتيريا ، يمكن أن تبدأ الأمراض التي تسببها الأنواع الفطرية المسببة للأمراض.
علامات ثقافية
اعتمادًا على أنواع التغذية ، الموائل ، تتميز البكتيريا بالخصائص الثقافية.
لتحديد نوع الكائنات الحية الدقيقة التي تنتمي إليها ، يتم البذر. بالنسبة للأبحاث البكتيرية ، لا يمكن استخدام جزيئات الجلد واللعاب والبلغم فحسب ، بل يمكن أيضًا استخدام محتويات المعدة.
على سبيل المثال ، مع ظهور أعراض التهاب اللوزتين عند الأطفال والبالغين ، فإن الفحص الميكروبيولوجي إلزامي. أزل بقطعة قطن معقمة طلاء أبيضعلى الحلق. مزروعة في أطباق بتري خاصة. ثم ينظرون إلى أي وسيط غذائي تضاعفت فيه الكائنات الحية الدقيقة بشكل أفضل ، موقعها (نقاط مفردة متناثرة أو مركزة في مكان واحد). لون وحجم المستعمرة البكتيرية لهما أهمية كبيرة أيضًا.
بعد تحديد نوع العدوى التي تسببت في المرض لدى الأطفال والبالغين ، قاموا بتحليل مقاومة السلالة للمضادات الحيوية. ثم يوصف العلاج المناسب.
ميزات مستضدية
تحديد نوع المزرعة البكتيرية عن طريق إجراء فحص الدم. بعد كل شيء ، مع المرض الناجم عن العدوى ، يفرز جسمنا أجسامًا مضادة لمسببات الأمراض. بعد تحديد وجودهم ، يتم تحديد سلالة الكائنات الحية الدقيقة التي تسببت في المرض.
لتحديد نوع العدوى التي تسببت في المرض يتم إجراء اختبار مصل الدم لوجود الأجسام المضادة أو المستضد - التفاعلات المصلية. قد سبق استخدامها:
- للسموم ، مستضد باستخدام مصل التشخيص المناعي ؛
- لاكتشاف الجسم المضاد باستخدام مستضد معروف.
يستخدم التحليل المصلي في حالات الاشتباه شكل مخفيمرض. افحص الأشخاص الذين كانوا على اتصال بشخص مصاب للكشف عن المرض في مراحله المبكرة.
في بعض الأحيان قد لا يمرض الشخص نفسه ، لكنه يصبح حاملًا. أو أن المرض الناجم عن العدوى يستمر دون أن تظهر عليه أعراض ، فهو مرض مزمن.
لتشخيص مرض السل ، يتم إعطاء الأطفال اختبار الجلد- اختبار مانتو. لتنفيذه ، يتم استخدام السل الجاف (مستخلص من المخلفات البكتيرية). يلاحظ احمرار وتورم الجلد إذا كان جسم الطفل يحتوي على أجسام مضادة لعصا كوخ. يتم إنتاجها فقط في حالة وجود عدوى.
الصفات الوراثية الجزيئية
أساس تمايز الكائنات الحية الدقيقة وفقًا للخصائص الجينية هو الاختلاف الأساسي في بنية الجينات. لذلك ، في الفيروسات والعاقمات ، يتم وضع المادة الوراثية في جزيء واحد من DNA أو RNA. في البروتوزوا والفطريات ، توجد الكروموسومات فيها نواة الخلية. يختلف الجهاز الجيني للبكتيريا من حيث:
- يقع الكروموسوم في السيتوبلازم. يتكون من 3000 جين.
- يتغير محتوى الحمض النووي ، يمكن أن يزيد. هذه القدرة الفريدة تنظم معدل التكاثر ، مما له تأثير إيجابي على بقاء النوع.
- المعلومات الوراثية موجودة في جينات الكروموسوم والبلازميدات.
- يحدث نقل المعلومات عموديًا (من الخلية الأم إلى الخلية البنت) ، أفقيًا (يمكن للبكتيريا تبادل الجينات مع بعضها البعض). وهكذا ، تنتقل الجينات الطفرية من خلية بكتيرية إلى أخرى. على سبيل المثال ، كان لدى المرء إيجابية طفرة جينيةالتي وفرت مقاومة المضادات الحيوية للعدوى. عند تبادل المعلومات مع بكتيريا أخرى ، ستحصل مستعمرة أخرى على نفس القدرة.
عندما تظهر أعراض المرض ، إذا كان هناك شك في أن سببها بكتيريا ، فمن الضروري إجراء دراسة تهدف إلى التمييز بين العوامل المسببة للمرض ، وتحديد مقاومة المضادات الحيوية.
إذا تم تحديد الطبيعة المعدية للمرض ، يجب أن نتذكر أن البكتيريا يمكن أن تسبب الأوبئة. بسبب مناعة ضعيفة أمراض معديةغالبًا ما يتأثر الأطفال. لمنع انتشار المرض يتم اتخاذ عدد من الإجراءات:
- في حالة حدوث عدة حالات مرضية في المدارس أو رياض الأطفال ، من أجل عدم تعريض الأطفال الآخرين للخطر ، يتم إغلاق المؤسسات للحجر الصحي.
- للوقاية أمراض خطيرة، مما قد يؤدي إلى نتيجة قاتلةيوصى بتطعيم الأطفال.
- أثناء تفشي المرض ، لا ينصح بحضور المناسبات الاجتماعية.
- يحتاج الأطفال والبالغون ، خاصة أثناء الأمراض الموسمية ، إلى تناول الأدوية المنشطة للمناعة.
عند تشخيص الأمراض التي تسببها العدوى ، من الضروري مراعاة الأمراض الرئيسية. وهي تختلف في التركيب وشكل الخلية وأنواع التغذية والتنفس. إجراء البحوث الميكروبيولوجية، من الضروري إجراء صبغة جرام ، تلقيح على وسائط المغذيات (تحديد الخصائص الثقافية). في بعض الأحيان يتم وصف اختبار مصلي (يحدد اختبار مصل الدم وجود مستضد أو أجسام مضادة). يتم أيضًا إجراء دراسة وراثية جزيئية ، والتي تستند إلى الاختلافات في بنية وموقع النيوكليوتيدات.
LF ، FIU ، PF. الدرس 2
2
أ. الأساسيات
السمات المورفولوجيةبكتيريا.
السمات المورفولوجية للبكتيريا تشمل: صبغة جرام ، الشكل ، الحجم ، وجود الجراثيم ، وجود الكبسولات ، الحركة ، الموقع في اللطاخة.
شكل البكتيريا.
البكتيريا شكل دائري(cocci) ، أسطواني (قضبان) ، ملتف (spirochetes).
حجم البكتيريا.
يبلغ حجم الكوتشي حوالي 1 ميكرومتر ، ويطلق على أصغر قضبان تتناسب مع الكوتشي اسم بكتريا coccobacteria ، وتتميز اللولبيات بأنها رفيعة جدًا وطويلة جدًا.
موقع البكتيريا في اللطاخة.
يتم ترتيب البكتيريا المزدوجة والمكورات الثنائية في أزواج ، والبكتيريا العقدية والمكورات العقدية - في سلسلة ، والمكورات العنقودية - في أكوام غير منظمة.
الاختلافات بين الخلايا eu- و بدائية النواة.
لا تحتوي الخلية بدائية النواة (البكتيرية) ، على عكس الخلية حقيقية النواة ، على هياكل غشاء داخل الخلايا ، كما أن الحمض النووي الخاص بها مغلق بشكل دائري ، ويحتوي جدار الخلية على ببتيدوغليكان.
عضيات الخلية البكتيرية.
تحتوي الخلية البكتيرية بالضرورة على نووي ، سيتوبلازم ، ريبوسومات ، غشاء سيتوبلازمي مع غزوات (ميزوسومات) وجدار خلوي ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحتوي البكتيريا على بلازميدات ، شوائب هيولي ، جراثيم ، كبسولات ، سوط ، أهداب.
هيكل جدار الخلية البكتيرية.
يحتوي جدار الخلية من النوع الموجب للجرام على طبقة سميكة من الببتيدوغليكان ، والنوع سالب الجرام له طبقة رقيقة من الببتيدوغليكان ، وخارجه طبقة من السكاريد.
أشكال معيبة من البكتيريا.
تفقد الأشكال المعيبة من البكتيريا جدارها الخلوي ، إذا احتفظت في نفس الوقت بالقدرة على الانقسام ، يطلق عليها أشكال L.
غرام وصمة عار.
عند تلطيخها وفقًا لجرام ، يتم معالجة اللطاخة الثابتة أولاً ببنفسج الجنطيانا ، ثم بمحلول Lugol ، ثم يتغير لونها بالكحول ، وبعد الغسل بالماء ، يتم تلطيخها بالفوشين ؛ البكتيريا موجبة الجرام (أي وجود جدار خلوي موجب الجرام) للبقع لون ازرق، سالب الجرام (أي وجود جدار خلية من النوع سالب الجرام) - باللون الأحمر.
البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام.
تشمل البكتيريا موجبة الجرام جميع أنواع الكوتشي ، باستثناء النيسرية ، وكذلك بعض العصي (التي لها بوغ ، قادرة على التفرع - ما يسمى بكتيريا سلسلة الأكتينوميسيت ، الليستيريا) ؛ تشمل البكتيريا سالبة الجرام النيسرية ومعظم القضبان واللولبيات.
2
ب- دورة محاضرة
2
ب. المادة النظرية
LF و PF. الدرس 2
| 3. مورفولوجيا البكتيريا |
| 3.1. السمات المورفولوجية للبكتيريا |
| 3.2 شكل البكتيريا |
| 3.3 حجم البكتيريا |
| 3.4. موقع البكتيريا في اللطاخة |
| 4. البنية التحتية للخلية البكتيرية |
| 4.1 الاختلافات بين الخلايا eu- و بدائية النواة |
| 4.2 عضيات الخلية البكتيرية |
| 4.3 هيكل جدار الخلية البكتيرية |
| 4.4. أشكال معيبة من البكتيريا |
| 6. طرق دراسة مورفولوجيا البكتيريا. |
| 6.3 غرام وصمة عار |
^
3. مورفولوجيا البكتيريا
3.1. السمات المورفولوجية للبكتيريا
عند وصف مورفولوجيا البكتيريا من نوع معين ، تتميز السمات التالية الكامنة فيها:
غرام وصمة عار،
شكل الخلية البكتيرية
حجم الخلية البكتيرية
وجود أجهزة واقية (كبسولات ، إندوسبورات) ،
التنقل (وجود الأسواط وعددها وموقعها) ،
موقع البكتيريا في اللطاخة.
3.2 شكل البكتيريا
يتم تقييم شكل الخلايا البكتيرية بشكل جيد عن طريق الفحص المجهري الضوئي.
| أرز. 3-1. المكورات العنقودية  |  أرز. 3-2. العقديات |
| أرز. 3-3. المكورات الرئوية  |  أرز. 3-4. النيسرية (المكورات السحائية) |
الغالبية العظمى من بدائيات النوى ، بسبب وجود هيكل صلب - جدار الخلية - لها شكل محدد، والتي ، على الرغم من أنها يمكن أن تختلف في حدود معينة ، إلا أنها ميزة مورفولوجية مستقرة إلى حد ما. تنتمي هذه البكتيريا إلى أقسام Firmicutes و Gracilicutes.
1. تسمى البكتيريا التي لها خلايا مستديرة المكورات.
أ. شكل رياضيا كرة مثالية، يملك المكورات العنقودية(الشكل 3-1).
ب. بيضاويتتشكل الخلايا العقديات(الشكل 3-2).
الخامس. رمحشكل أو ، كما هو موصوف أيضًا ، شكل شمعة مشتعلة المكورات الرئوية(الشكل 3-3).
ج. على شكل حبة الفوللها شكل النيسرية(المكورات البنية والمكورات السحائية) (الشكل 3-4).
2. تسمى البكتيريا الأسطوانية على شكل قضيب أو ببساطة عيدان.
أ. معظم العصي مستقيم(الشكل 3-5). 
ب. بعض العصي لها منحنشكل. في السابق ، كانت هذه البكتيريا تنتمي إلى spirochetes ، لكن الأخيرة لديها عدد من السمات الأساسية لبنيتها التحتية الدقيقة التي ليست متأصلة في القضبان المنحنية.
1 . ^ منعطف واحديملك الاهتزازات(الشكل 3-6). تتم مقارنتها أيضًا بالفاصلات ، وتسمى Vibrio cholerae ، التي سميت على اسم المكتشف ، "فاصلة كوخ".
| أرز. 3-6. الاهتزازات  |
2
. كامبيلوباكتر (الشكل 3-7) و هيليكوباكتر(الشكل 3-8) لديك اثنين أو ثلاثة منحنى. وبسبب هذا الشكل ، ومع مراعاة موقعها في اللطاخة ، توصف هذه البكتيريا بأنها "جناح نورس".
الخامس. مجموعة منفصلةتشكل المتفرعة وقادرة على التفرعبكتيريا. ممثلوهم النموذجيون هم الفطريات الشعاعية(الشكل 3-9). قادرة على التفرع المتفطراتو الوتدية. هذه المجموعة تسمى أيضا بكتيريا الفطر الشعاعي.
3. أشكال ملتوية من البكتيريالها ميزات البنية التحتية التي تمنحها مظهر الخيط الملتوي. سيتم مناقشة المزيد من التفاصيل عنها أدناه. تشمل هذه المجموعة اللولبيات- الوذمة اللولبية ، اللولبية ، البورلية (الشكل 3-10).
ب. مجموعة خاصةبكتيريا ليس له شكل محدد. هذا هو حول الميكوبلازما(الشكل 3-11). هذه البكتيريا خالية من جدار الخلية ، أي أنها تلعب دورًا تكوينيًا في بدائيات النوى. تنقسم الميكوبلازما إلى قسم خاص - Tenericutes.
^
3.3 حجم البكتيريا
يمكن قياس حجم الخلايا البكتيرية باستخدام مسطرة خاصة موضوعة في عدسة المجهر. ومع ذلك ، في المرحلة الأوليةبدراسة عالم الكائنات الحية الدقيقة ، يكفي أن يكون لدينا أفكار مبدئية حول حجم الميكروبات.
أ. ^ كوكيحوالي 1 ميكرومتر في الحجم.
ب. العصيحسب حجمها يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات رئيسية.
1. أصغر العصي تتشابه في الحجم مع cocci. تسمى هذه العصي بكتيريا.
2. يمكن وصف حجم الغالبية العظمى من العصي على أنه صغيرة ومتوسطة. بسبب تعدد الأشكال المتأصل في بدائيات النوى ، من الصعب رسم حدود واضحة بين القضبان الصغيرة والمتوسطة الحجم.
3. وأخيرًا ، إلى كبيرتشمل القضبان المتفرعة (بكتيريا من سلسلة الفطريات الشعاعية) وقضبان تشكيل الجراثيم (العصيات والمطثيات).
في. اللولبياتيمكن وصفها ، حسب حجمها ، بأنها رفيعة جدًا وطويلة جدًا.
ج. الميكوبلازما، السبب المذكور أعلاه ، ليس له حجم محدد بدقة ، والذي يتراوح في بدائيات النوى هذه من مئات النانومتر (أي ، يمكن مقارنتها بحجم الفيروسات الكبيرة) إلى عشرات الميكرومترات (أي تصل إلى حجم البكتيريا الكبيرة).
^
3.4. موقع البكتيريا في اللطاخة
للحصول على تقييم صحيح لهذه الميزة ، دور مهميلعب الطبخ السليمتشويه و خبرة عمليةعالم الأحياء الدقيقة (ومع ذلك ، يعتمد الأول دائمًا تقريبًا على الثاني). يعتمد موقع البكتيريا في اللطاخة على خصائص انقسامها - في عدد المستويات التي تحدث هذه العملية في وقت واحد وما إذا كانت الخلايا المشكلة حديثًا تتباعد فورًا بعد الانقسام.
A. أكبر تنوع في هذه السمة يظهر من خلال cocci.
1. توجد المكورات الدقيقة (المكورات الأحادية) في اللطاخة غير منظم(واحدا تلو الآخر).
2. توجد المكورات الثنائية في باريس. تشمل المكورات المزدوجة المكورات الرئوية والنيسرية (المكورات البنية والمكورات السحائية). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الترتيب الزوجي هو أيضًا سمة مميزة للمكورات المعوية.
3. السرخس تقع في مسحة في الشكل الحزم، وهو عدد الكوتشي الذي فيه مضاعف لأربعة (الشكل 3-12).
4. توجد المكورات العقدية السلاسل(الشكل 3-13).
5. تشكل المكورات العنقودية مجموعات عشوائية في اللطاخة ، وعادة ما تتم مقارنتها مع عناقيد العنب.
بوو العصيهناك خيارات أقل بكثير لهذا.
1. توجد الغالبية العظمى منهم في اللطاخة غير منظم.
2. توجد بكتيريا كليبسيلا و الوتديات (أي العامل المسبب للخناق) في اللطاخة بشكل رئيسي في باريسولذلك دعيوا مضاعفة البكتيريا. في الوقت نفسه ، بالنسبة للكليبسيلا ، يعد الترتيب في أزواج واحدًا تلو الآخر أمرًا نموذجيًا ، وبالنسبة للعامل المسبب للدفتيريا - بزاوية.
3. توجد العصيات (الشكل 3-14) في اللطاخة سلسلة (العقدية).
| ص  يكون. 3-12. سارسينا | ص  يكون. 3-13. العقديات |
| ص  يكون. 3-14. عصيات |
|
^
4. البنية الفوقية لخلية بكتيرية
4.1 الاختلافات بين الخلايا eu- و بدائية النواة
خلية بدائية النواةلديها ، بالمقارنة مع خلية حقيقية النواة ، نوعًا مختلفًا تمامًا من التنظيم. فيما يلي السمات الرئيسية التي تختلف بها الخلية البكتيرية عن الخلية حقيقية النواة (يتم أخذ الخلية الحيوانية كمثال على الأخيرة).
أ. ^
الفرق الأساسي
البنية التحتية الخاصة بها هي عدم وجود هياكل غشاء داخل الخلايا. تحتوي الخلية البكتيرية على غشاء واحد فقط ، وهو السيتوبلازم. لا يتم تقسيم المساحة الداخلية للخلية بدائية النواة ، على عكس الخلية حقيقية النواة ، بواسطة هياكل غشاء داخل الخلايا إلى حجرات منفصلة معزولة عن بعضها البعض (الشكل 4-1).
ب. جميع الأشكال حياة الخلية(على عكس الفيروسات) يتم تخزين المعلومات الوراثية في الحمض النوويومع ذلك ، في خلية بدائية النواة ، يتم تنظيم جزيء الحمض النووي بشكل مختلف نوعًا ما عن الخلية حقيقية النواة.
1. الحمض النووي للخلية البكتيرية ليس خطيًا ، بل دائريًا استمارة.
2. موضعيةالحمض النووي لخلية بدائية النواة في النواة والبلازميدات (في حقيقيات النوى ، يتم تحديد الحمض النووي في النواة والميتوكوندريا).
3. الحمض النووي النووي ، نسبيًا ، هو الوحيد كروموسومخلية بكتيرية ، بينما تحتوي الخلية حقيقية النواة على مجموعة كاملة من الكروموسومات.
4. نقص البكتيريا بروتينات هيستون.
5. تفتقر بدائيات النوى أيضًا إلى هذه العملية الانقسام المتساوي.
في. الريبوسوماتالخلايا بدائية النواة لها وزن جزيئي أقل (70S ، وليس 80S ، كما هو الحال في خلية حيوانية).
ج. السيتوبلازملا تختلف بدائيات النوى عن التركيب المماثل في حقيقيات النوى ، باستثناء أن الخلية البكتيرية تفتقر إلى حركتها.
تحتوي الغالبية العظمى من الخلايا البكتيرية مادة فريدة – ببتيدوغليكان، الذي يشكل أساس جدار الخلية بدائية النواة. الببتيدوغليكان عبارة عن بنية صلبة تتكون من سلاسل بوليمر من السكريات الأمينية مرتبطة بجسور الببتيد (الشكل 4-2-4-4).
| ص  يكون. 4-2. هيكل ببتيدوجليكان أحادي الطبقة (تشير الخطوط إلى سلاسل البوليمر المتغاير المتكونة من المخلفات المتناوبة ^ ن- أسيتيل جلوكوزامين (G) و ن- حمض أسيتيل الموراميك (M) ، مترابط بواسطة روابط ب -1،4-جليكوسيد ، تشير الدوائر إلى الأحماض الأمينية لذيل الببتيد) |
 أرز. 4-3. هيكل وحدة تكرار الببتيدوجليكان لجدار خلية البكتيريا. تشير الأرقام في الدوائر إلى: ^
1, 2-
مواقع البلمرة في العمود الفقري للجليكان للجزيء: 3 -
موقع الارتباط باستخدام رابطة فوسفوديستر لجزيء حمض تيكويك في جدار خلية البكتيريا eubacteria إيجابية الجرام ؛ 4, 5 -
المواقع التي يحدث فيها الارتباط بين سلاسل الجليكان باستخدام روابط الببتيد ؛ 6 -
موقع الارتباط التساهمي (الرابطة الببتيدية) بالبروتين الدهني الغشائي الخارجي في البكتيريا سالبة الجرام ؛ 7- موقع عمل الليزوزيم. |
 أرز. 4-4. الجسور الببتيدية بين سلاسل البوليمرات غير المتجانسة للببتيدوغليكان D - N-acetylglucosamine ؛ M - حمض N-acetylmuramic ؛ علاء - ألانين glu - حمض الجلوتاميك؛ ليسين - ليسين. DAP - حمض ديامينوبيمليك ؛ gly - جليكاين. تشير الأسهم إلى موقع عمل البنسلين. |
E. البكتيريا لها هيكل مختلف عن حقيقيات النوى السوط. وهي وحدة فرعية ملتوية حلزونيا من بروتين مقلص. جلد.
^
4.2 عضيات الخلية البكتيرية
تحتوي الخلية البكتيرية على مجموعة من العضيات ، والتي يمكن تقسيمها بشروط إلى مجموعتين - إلزامية واختيارية.
أ. التوافر العضيات الإجباريةهو شرط لا غنى عنه لنجاح عمل الخلية البكتيرية.
1. نوكليويدهو جزيء DNA فائق الالتفاف مغلق دائريًا مزدوجًا. يستخدم مصطلح "الكروموسوم البكتيري" أيضًا لتعيينه.
2. السيتوبلازميشبه هيكل الخلية البكتيرية سيتوبلازم الخلية حقيقية النواة.
3. الريبوسوماتفي البكتيريا ، تتشابه أيضًا مع الريبوسومات حقيقية النواة ، ولكن لها وزن جزيئي أقل.
4. ^ تذكر الذكريات (CPM) من البكتيريا هو نفسه الغشاء البيولوجي، الذي يحيط بسيتوبلازم خلية حقيقية النواة ، لكنه لا يحتوي على ستيرولات. الستيرولات هي جزء من CPM فقط في الميكوبلازما.
5. CPM لخلية بكتيرية تشكل انغالات - الميزوزومات، - وهي مركز استقلاب الطاقة في الخلية ، وتشارك أيضًا في عملية انقسام الخلية.
6. ^ جدار الخلية غائب فقط في الميكوبلازما وما يسمى بالأشكال المعيبة للبكتيريا ، والتي سيتم مناقشتها أدناه. يلعب دورًا تكوينيًا ويحمي الخلية البكتيرية من التحلل التناضحي. يحتوي جدار الخلية في البكتيريا على نوعين من الهياكل. لذا فإن هذه العضية هي واحدة من أهم العناصر في بدائيات النوى ، وستتم مناقشة هيكلها بمزيد من التفصيل في قسم منفصل.
ب- الغياب عضيات اختياريةلا يؤثر بشكل خطير على القدرات الوظيفية للخلية ، وقد لا يكون موجودًا في جميع أفراد هذا النوع. تختلف الأشكال المختلفة عن بعضها البعض بشكل رئيسي في مجموعة هذه العضيات.
1. البلازميداتهي جزيء DNA له نفس بنية النواة ، ولكن على عكس الأخير ، فإن وزنها الجزيئي أقل بكثير ويمكن تمثيلها في خلية الراحة بعدة نسخ. هناك عدة عشرات من أنواع البلازميدات البكتيرية. يمكن أن يتعايش الكثير منهم في نفس الخلية البكتيرية.
2. قد تحتوي الخلية البكتيرية شوائب السيتوبلازم، والتي تحتوي في أغلب الأحيان على احتياطيات من العناصر الغذائية. بعضها مميز جدًا للبكتيريا نوع معينالتي تُستخدم لتحديد (على سبيل المثال ، عدد وطبيعة ترتيب حبيبات الفولوتين في العامل المسبب للخناق).
3. يمكن أن يكون لخلية بدائية النواة وسائل وقائية(endospore ، كبسولة) ، بمساعدة التي تعيش فيها ظروف مغايرة. ستتم مناقشة هذه العضيات بمزيد من التفصيل أدناه.
4. البكتيريا المتحركة لها الأسواط(واللولبيات هي ألياف محورية) ، والتي تعمل كأعضاء حركتها.
5. العديد من الخلايا البكتيرية لها بكتيريا أهداب(pili ، fimbria) - أنابيب بروتين مجوفة على سطح الخلية (الشكل 4-5). يسمى البروتين الذي يتكون منه الشعير بيلين.
أ. الشرب النوع العام تستخدم من قبل الخلية البكتيرية للالتصاق بالركيزة المغذية.
ب. جنسي(اقتران ، بيلي الجنس) يعمل على نقل المادة الوراثية من خلية بدائية النواة إلى خلية أخرى.
^
4.3 هيكل جدار الخلية البكتيرية
جدار الخلية هو واحد من أكثرها الهياكل الهامةخلية بكتيرية. لا يُحرم منها إلا الميكوبلازما والأشكال المعيبة من البكتيريا. تحتوي البكتيريا Eubacteria على نوعين من بنية جدار الخلية (الشكل 4-6) ، اعتمادًا على أيهما ينتميان إلى قسم Firmicutes (جدار الخلية موجب الجرام ، هذه البكتيريا تلطخ باللون الأزرق وفقًا للجرام) أو Gracilicutes (جدار الخلية سالب الجرام ، هذه البكتيريا وفقا للجرام مصبوغة باللون الأحمر).
أ. غرام إيجابيجدار الخلية ، بالمقارنة مع سالب الجرام ، هو أكثر سمكا ، ولكن أبسط في الهيكل.
1. أساسها هو طبقة متعددة الطبقات من الببتيدوغليكانبالقرب من الغشاء السيتوبلازمي.
2. طبقة الببتيدوغليكان تتخللها أحماض تيكويك - هياكل بوليمرية تحتل موقعًا حدوديًا بين جلايكوكونجاتيس وفسفوليبيدات (الشكل 4-7).
ب. غرام سالبجدار الخلية أرق من سالب الجرام ، ولكنه أكثر تعقيدًا في بنيته.
1. ببتيدوغليكانالمقدمة فيه طبقة رقيقة.
2. في هذه الحالة ، لا تكون طبقة الببتيدوغليكان قريبة من الغشاء السيتوبلازمي ، ولكنها منفصلة عنه مساحة محيط بالجبلة.
3. جدار الخلية سالب الجرام ، بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي على ما يسمى الغشاء الخارجي
. هذا الهيكل له هيكل مختلف عن الغشاء السيتوبلازمي ويتكون أساسًا من عديدات السكاريد الدهنية.
4.4. أشكال معيبة من البكتيريا
يمكن أن تؤثر البكتيريا أسباب معينةتفقد جدار الخلية. على سبيل المثال ، نتيجة عمل المضادات الحيوية بيتا لاكتام (البنسلين ، السيفالوسبورين) أو الليزوزيم. تسمى هذه الأشكال من البكتيريا معيبة.
A. الأشكال المعيبة من البكتيريا ، خالية تماما من جدار الخلية ، تسمى البروتوبلاست. تتشكل البروتوبلاست بشكل شائع عندما تفقد البكتيريا موجبة الجرام جدارها الخلوي.
B. الأشكال المعيبة من البكتيريا ، خالية جزئيا من جدار الخلية ، تسمى كروية. غالبًا ما تتشكل البلاستيدات الكروية عندما تفقد البكتيريا سالبة الجرام جدار الخلية.
B. الأشكال المعيبة من البكتيريا تحتفظ بنشاط التمثيل الغذائي ، ولكن - كقاعدة عامة - تفقد القدرة على الانقسام. لكن كل قاعدة لها استثناءات: تسمى تلك الأشكال المعيبة (بغض النظر عما إذا كانت بروتوبلاست أو كرويات كروية) التي احتفظت بالقدرة على الانقسام على شكل حرف L.بكتيريا. حصلوا على اسمهم تكريما لمعهد ليستر ، حيث تم افتتاحهم.
^
6. طرق دراسة مورفولوجيا الكائنات الدقيقة
6.3 غرام وصمة عار
صبغة غرام هي طريقة التلوين الرئيسية في علم الجراثيم. يبدأ تلوين غرام في وصف الخصائص المورفولوجية. ترجع أهمية هذه الطريقة إلى حقيقة أن صبغة جرام للخلية البكتيرية تعتمد على نوع بنية جدارها الخلوي ، وبالتالي ، ما إذا كانت تنتمي إلى قسم Firmicutes أو Gracilicutes - المرحلة الأولى في تحديد أي الأنواع في علم الجراثيم. يتم إجراء صبغة جرام في أربع خطوات (الشكل 6-5 - 6-8).
ج: في المرحلة الأولى ، تكون اللطاخة الثابتة ملطخة البنفسجي الجنطيانا.
1. التلوين يدوم من دقيقة إلى دقيقتين.
2. كل من البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام ملطخة بهذه الصبغة أزرقلون.
ب. في المرحلة الثانية ، تتم معالجة اللطاخة حل لوجول، الذي يشكل مركب تلوين مع البنفسج الجنطيانا المترجمة على الغشاء السيتوبلازمي.
1. العلاج بمحلول Lugol يستمر 1-2 دقيقة.
2. تبقى كل من البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام في هذه المرحلة أزرق.
ب. في المرحلة الثالثة ، يتغير لون اللطاخة كحول.
1. يستمر التبييض بالكحول حوالي 20 ثانية متبوعًا بشطف غزير بالماء.
2. البكتيريا موجبة الجرام ليس لديها الوقت لتغيير اللون خلال هذا الوقت والبقاء أزرق، وسالبة الجرام ، بسبب طبقة الببتيدوغليكان الرقيقة التي تمنع مركب التلوين من الغسل بالكحول ، سيكون لديها وقت لتغير اللون ، وبالتالي تصبح عديم اللون.
د- في المرحلة الرابعة ، تكون اللطاخة ملطخة بماء ماجنتا أو صبغة حمراء أخرى - سافرانين.
1. يستغرق التشطيب بالطلاء الأحمر من دقيقة إلى دقيقتين. علاوة على ذلك ، من الأفضل تمديد هذه المرحلة لفترة أطول ، لأنه بعد التبييض ، يرى جدار الخلية البكتيرية الطلاء أسوأ من المعتاد.
2. تبقى البكتيريا موجبة الجرام أزرق، لأنها ملطخة بالفعل بصبغة أغمق ، والأخرى سالبة الجرام ، والتي تغير لونها في المرحلة السابقة ، ملطخة في هذه المرحلة أحمراللون (الشكل 6-9).
 أرز. 6-5. صبغة جرام - الخطوة الأولى: صبغة البنفسج الجنطيانا |  أرز. 6-6. صبغة جرام - المرحلة الثانية: العلاج بمحلول لوجول |  أرز. 6-7. صبغة جرام - الخطوة الثالثة: التبييض بالكحول |
|
 أرز. 6-8. صبغة جرام - الخطوة الرابعة: تلطيخ بماء ماجنتا أو سافرانين |  أرز. 6-9. البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام في مسحة ملطخة بالجرام |
||
د. غرام إيجابيتشكل البكتيريا أقلية من تلك البكتيريا التي تتم دراستها بواسطة علم الأحياء الدقيقة الطبية. فيما يلي أهمها (ستتم إضافة هذه القائمة لاحقًا بواسطة اللاهوائيات غير البوغية).
1. إيجابية الجرام هي الغالبية المكورات(باستثناء النيسرية): المكورات العنقودية والعقديات والمكورات الرئوية والمكورات المعوية.
2. بين العصيموجبة الجرام هي الليستريات ، البكتيريا من سلسلة الفطريات الشعاعية (الفطريات الشعاعية ، المتفطرات ، الوتدية) ، العصيات المكونة للأبواغ (العصيات والمطثيات).
E. معظم البكتيريا ذات الأهمية الطبية غرام سلبي. فقط فيما يتعلق بالميكوبلازما ، ليس من الصحيح التحدث عن سلبيتها الجرام (على الرغم من أنها وفقًا لجرام ستكون ملطخة في اللون الوردي- إذا كانت ملطخة بهذه الطريقة ، حيث لا يتم استخدام هذه الطريقة عمليًا في دراسة الميكوبلازما). الحقيقة هي أن البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام تختلف عن بعضها البعض في نوع جدار الخلية (بشكل أساسي في كمية الببتيدوغليكان الموجودة فيه) ، في حين أن الميكوبلازما لا تحتوي على جدار خلوي يحتوي على الببتيدوغليكان.
1. من المكوراتسلبية الجرام - النيسرية.
2. معظمها سلبية الغرام العصي. في الواقع كل شيء ، باستثناء موجبة الجرام المذكورة أعلاه).
3. جدار الخلية من النوع سالب الجرام له أيضًا اللولبيات.
2G. أسئلة الاختبارحول موضوع الدرس
البكتيريا المستديرة:
اللولبيات
البكتيريا الأسطوانية:
اللولبيات
البكتيريا الملتفة:
اللولبيات
حجم العصعص:
حوالي 0.01 ميكرومتر
حوالي 0.1 ميكرومتر
حوالي 1 ميكرومتر
حوالي 10 ميكرومتر
حوالي 100 ميكرومتر
بكتيريا رقيقة جدًا وطويلة جدًا:
اللولبيات
توجد في المسحة في أزواج:
مضاعفات البكتيريا
مضاعفات
العقدية
العقديات
المكورات العنقودية
تقع في اللطاخة في سلسلة:
مضاعفة البكتيريا
مضاعفات
العقدية
العقديات
المكورات العنقودية
توجد المكورات العنقودية في اللطاخة:
سلسلة
في أكوام مضطربة
الخلية البكتيرية:
بدائية النواة
حقيقيات النوى
خلية بدائية النواة ، على عكس الخلية حقيقية النواة:
لا يحتوي على هياكل غشاء داخل الخلايا
له هياكل غشاء داخل الخلايا
لديه DNA مغلق بشكل دائري
لديه DNA خطي
يحتوي على ببتيدوغليكان في جدار الخلية
نوكليويد
السيتوبلازم
الريبوسومات
البلازميدات
شوائب السيتوبلازم
بوغ
أي من العضيات التالية جزء من خلية بكتيرية؟
تذكر الذكريات
الميزوزومات
أهداب
نووي
السيتوبلازم
أهداب
أي من العضيات التالية ليس ضروريًا ، ولكن يمكن أن يكون جزءًا من خلية بكتيرية:
الريبوسومات
تذكر الذكريات
الميزوزومات
البلازميدات
شوائب السيتوبلازم
بوغ
غزو الغشاء السيتوبلازمي للخلية البكتيرية:
الميزوزومات
البلازميدات
شوائب السيتوبلازم
fimbriae
جدار الخلية موجب الجرام:
يحتوي على ببتيدوغليكان
لديه طبقة سميكة من الببتيدوغليكان
لديه طبقة رقيقة من الببتيدوغليكان
لديه طبقة عديد السكاريد
جدار الخلية سالب الجرام:
يحتوي على ببتيدوغليكان
لديه طبقة سميكة من الببتيدوغليكان
لديه طبقة رقيقة من الببتيدوغليكان
لديه طبقة عديد السكاريد
الأشكال المعيبة للبكتيريا:
تفقد جدار الخلية
تفقد الغشاء السيتوبلازمي
تفقد النواة
تفقد البلازميدات
تفقد الريبوسومات
صبغة البكتيريا موجبة الجرام بالجرام:
في اللون الأزرق
بالأحمر
باللون الأصفر
بالأخضر
باللون الأسود
صبغة البكتيريا سالبة الجرام بالجرام:
باللون الأزرق
بالأحمر
باللون الأصفر
بالأخضر
باللون الأسود
البكتيريا موجبة الجرام:
معظم الكوتشي
النيسرية
العصي مع الجراثيم
بكتيريا سلسلة الشعيات
الليستيريا
معظم العصي
اللولبيات
البكتيريا سالبة الجرام:
معظم الكوتشي
النيسرية
قضبان مع جراثيم
بكتيريا الفطر الشعاعي
الليستيريا
معظم العصي
اللولبيات
بكتيريا أكتينوميسيت:
عصي قادرة على التفرع
قضبان مع جراثيم
تلتصق بكبسولة
كل الكوتشي ما عدا النيسرية
العصي مع الأسواط
2
هـ- المهارات العملية التي يتم اكتسابها داخل الفصل
تلطيخ مسحة غرام.
التعرف عن طريق مسحة من المكورات العنقودية الذهبية.
تحديد اللطاخة العقدية.
تحديد اللطاخة للبكتيريا على شكل قضيب.