الجرثومة أو البكتيريا (Bacteria وباليونانية القديمة : bakterion عصيات) كائنات حية دقيقة وحيدة الخلية منها المكورات والعصيات وهي تتجمع مع بعضها وتأخذ أشكالا متعددة مثل عقد أو سبحة فتسمى مكورات عقدية أو على شكل عنقود فتسمى مكورات عنقودية. تتراوح أبعاد البكتريا بين 0.5-5 ميكرومتر مع أن التنوع الواسع للبكتريا يمكن أن يظهر تعدد أشكال كبير جدا. تدرس البكتريا في ما يدعى علم البكتيريا أو الباكتريولوجيا الذي يعتبر فرعا من فروع علم الأحياء الدقيقة.
بيئات البكتريا متنوعة جدا فهي قادرة على العيش في أي مسكن أو بيئة مناسبة على وجه الأرض حتى التربة والمياه العميقة وقشرة الأرض حتى ضمن بيئات ذات نسب عالية بالفضلات النووية والكبريتية الحمضية. عادة يوجد حوالي عشرة مليار خلية بكتيرية في الغرام الواحد من التربة ومئات الآلاف من الخلايا في الملمتر المكعب من ماء البحر. ضمن دورات البيئة تلعب البكتيريا دورا أساسيا وحيويا في تدوير المغذيات البيئية، فالعديد من الخطوات المهمة في دورة التغذية تتم بوساطة البكتيريا، أهم هذه الخطوات تثبيت النتروجين في الغلاف الجوي.
تعتبر البكتريا أيضا مكونا طبيعيا من مكونات الجسم البشري فهناك من الخلايا البكترية على الجسم البشري ما يفوق عدد خلاياه نفسها، فعليا مجمل الجلد عند الإنسان والفم والجهاز الهضمي مليء بالبكتيريا وهي بمقدار ما يشاع عن ضررها وتسببها بالأمراض، مفيدة أيضا للصحة حيث تساعد على الهضم، لكنها أيضا تسبب أمراضا خطيرة مثل الهيضة والسُّل.تاريخيا تسببت البكتيريا بأمراض خطيرة مثل الطاعون والجذام لكن اكتشاف المضادات الحيوية خفف كثيرا من هذ الأخطار وقلّص أعداد الوفيات الناتجة عنها.
للبكتريا أهمية صناعية حيث يستفاد من عملياتها البيولوجية لإجراء ما يصعب إجراءه صناعيا مثل معالجة المياه القذرة ومؤخرا إنتاج المضادات الحيوية وغيرها من الكيمياويات.
هناك خلاف في استخدام المصطلح العربي بين من يستخدم كلمة جراثيم بشكل واسع كمقابل ل Germ وتبقى البكتريا مقابل ل Bacteria لكن البعض الآخر يستخدم مصطلح جراثيم كمقابل لكلمة Bacteria أيضا. في المصطلحات الغربية: مصطلح "بكتريا" استخدم تاريخيا لكل بدائيات النوى أحادية الخلية المجهرية، ومع ان هذا ما زال شائعا في الحياة اليومية إلا أن تطور علم الأحياء الدقيقة كشف عن تفصيلات تفرق بشكل واضح بين الفيروسات والبكتريا والفطريات. وبشكل أكبر بين منحيين في التطور ضمن البكتريا نفسها أنتجا صنفين (انظر نظام ثلاثي النطاقات): جراثيم حقيقية أو بكتيريا حقيقية Eubacteria وعواتق اي جراثيم قديمة Archaebacteria. حاليا يطلق عليهم اسم بكتيريا التي نتحدث عنها هنا وعتائق.
مقدمة
وقد نشرت أول رسوم للجراثيم عام 1676، كائنات بدائية النواة(لاتحوي غشاء نووي ومكونات النواه مبعثره في الهيولى) جسمها يتكون فقط من خلية واحده تقوم بجميع الوظائف الحيوية. تنقسم إلى شعبتين: شعبة البكتيريا، شعبة البكتيريا السيانية(البكتيريا الخضراء المزرقه). تتبع مملكة البدائيات Monera، توجد في الهواء والتربة وأمعاء الإنسان والفم وعلى سطح الجلد، كما توجد في معدة الحيوانات المجترة. نستدل على وجود البكتريا من خلال نشاطها المتباين حيث أن لها أنواع مختلفة وهي كالتالي:
صناعة الغذاء(اللبن)
إفساد الغذاء (التعفن)
تخصيب التربة (الأسمدة)
إهلاك الزرع(الأمراض)
من العلماء الذين كان لهم دور في اكتشاف البكتريا
* ليفنهوك
* لويس باستور
* روبرت كوخ
بيئة البكتيريا
نجدها في كل مكان تحت الأرض إلى مسافة400م- ارتفاعات شاهقة في الهواء، في درجات حرارة عالية حول فوهات البراكين – في المناطق القطبيه، داخل أجسام الكائنات (الحيوانات في الجهاز الهضمي والتنفسي)غذائها هو ثاني اكسيد الكربون وتنتج أكسجين.
تصنيف البكتيريا
يمكن تصنيف البكتييريا اعتماداً على الخصائص التالية:
1.الشكل الخارجي للخلية وتجمعها
2.الاستجابة لتلوين غرام (سلبية الغرام أو إيجابية الغرام)
3.طريقة التغذية (تكافلية، رمامية، تطفلية)
4.السياط: مسوطة (Flagella) أو غير مسوطة(non-flagellated)
5.تكوين الأبواغ
تركيب خلية البكتيريا
1.الغلاف الخلوي:
و يتكون الغلاف الخلوي من
الجدار الخلوي (Cell wall)، ويقوم بالوظائف التالية:
- تحديد شكل الخلية. - يوفر الصلابة للخلية البكتيرية. - يوفر القوة للخلية البكتيرية. - يوفر الحماية للخلية البكتيرية.
التركيب الكيميائي لجدار الخلية:-
يتكون جدار الخلية كميائياً، من جزيئيات كبيرة معقدة التركيب يطلق عليها اسم peptidoglycan. و نختلف سماكة جدار الخلية باختلاف سلاسة البكتيريا، فبعض أنواع البكتيريا التي يطلق عليها (البكتيريا موجبة صبغة جرام) تملك جدار خلية سميكا، بينما البكتيريا التي يطلق سالبة صبغة جرام يكون الجدار الخلوي لديها رقيقا وذلك تبعاً لاختلاف كمية الـ peptidoglycan. ملاحظة: هناك بعض أنواع البكتيريا والتي يطلق عليها الـبكتيريا الفطرية (mycobactrium أو mycoplasm) لا تمتلك جدار خلية.
الغشاء الهيولي (cytoplasmic membrane أو plasma membrane)
و هو غشاء رقيق يحيط بمحتويات الخلية البكتيرية ويتحكم بمرور المواد من وإلى ستوبلازم الخلية، ويتصل بالغشاء الخلوي الكثير من الانزيمات والتي تقوم بالمساعدة في عديد من عمليات الايض التي تتم في تلك المنطقة. ومن خلال المجهر الإلكتروني لاحظ العلماء وجود ثنيات باتجاه الداخل، حيث يعتقد أن عملية التنفس تتم في تلك الأماكن. التركيب الكيميائي لغشاء الخلية: يتركب كميائياً من البروتين وفوسفاتيد (phospholipid).
1.الهيولى:
شبه سائل ويتكون من ماء، انزيمات، أكسجين مذاب، بروتين، كاربوهيدرات، ودهون.
1.الصبغيات:
و تعني الجسيمات الملونة، تتكون الصبغيات في الجراثيم من جزيئ دي.ان. ايه (DNA) واحد، طويل، كروي الشكل كثير الالتفاف حول نفسه، وحيث يعمل كمركز تحكم بالـ
الانقسام الخلوي.
مضاعفة الخلية.
ومختلف وظائف الخلية الأخرى.
1.السياط (Flagella):
و تتكون السياط من بروتين، تكون بين (10 إلى 20 nm) في السمك، وظيفتها مساعدة خلية البكتيريا على الحركة.
بيئات البكتريا متنوعة جدا فهي قادرة على العيش في أي مسكن أو بيئة مناسبة على وجه الأرض حتى التربة والمياه العميقة وقشرة الأرض حتى ضمن بيئات ذات نسب عالية بالفضلات النووية والكبريتية الحمضية. عادة يوجد حوالي عشرة مليار خلية بكتيرية في الغرام الواحد من التربة ومئات الآلاف من الخلايا في الملمتر المكعب من ماء البحر. ضمن دورات البيئة تلعب البكتيريا دورا أساسيا وحيويا في تدوير المغذيات البيئية، فالعديد من الخطوات المهمة في دورة التغذية تتم بوساطة البكتيريا، أهم هذه الخطوات تثبيت النتروجين في الغلاف الجوي.
تعتبر البكتريا أيضا مكونا طبيعيا من مكونات الجسم البشري فهناك من الخلايا البكترية على الجسم البشري ما يفوق عدد خلاياه نفسها، فعليا مجمل الجلد عند الإنسان والفم والجهاز الهضمي مليء بالبكتيريا وهي بمقدار ما يشاع عن ضررها وتسببها بالأمراض، مفيدة أيضا للصحة حيث تساعد على الهضم، لكنها أيضا تسبب أمراضا خطيرة مثل الهيضة والسُّل.تاريخيا تسببت البكتيريا بأمراض خطيرة مثل الطاعون والجذام لكن اكتشاف المضادات الحيوية خفف كثيرا من هذ الأخطار وقلّص أعداد الوفيات الناتجة عنها.
للبكتريا أهمية صناعية حيث يستفاد من عملياتها البيولوجية لإجراء ما يصعب إجراءه صناعيا مثل معالجة المياه القذرة ومؤخرا إنتاج المضادات الحيوية وغيرها من الكيمياويات.
هناك خلاف في استخدام المصطلح العربي بين من يستخدم كلمة جراثيم بشكل واسع كمقابل ل Germ وتبقى البكتريا مقابل ل Bacteria لكن البعض الآخر يستخدم مصطلح جراثيم كمقابل لكلمة Bacteria أيضا. في المصطلحات الغربية: مصطلح "بكتريا" استخدم تاريخيا لكل بدائيات النوى أحادية الخلية المجهرية، ومع ان هذا ما زال شائعا في الحياة اليومية إلا أن تطور علم الأحياء الدقيقة كشف عن تفصيلات تفرق بشكل واضح بين الفيروسات والبكتريا والفطريات. وبشكل أكبر بين منحيين في التطور ضمن البكتريا نفسها أنتجا صنفين (انظر نظام ثلاثي النطاقات): جراثيم حقيقية أو بكتيريا حقيقية Eubacteria وعواتق اي جراثيم قديمة Archaebacteria. حاليا يطلق عليهم اسم بكتيريا التي نتحدث عنها هنا وعتائق.
مقدمة
وقد نشرت أول رسوم للجراثيم عام 1676، كائنات بدائية النواة(لاتحوي غشاء نووي ومكونات النواه مبعثره في الهيولى) جسمها يتكون فقط من خلية واحده تقوم بجميع الوظائف الحيوية. تنقسم إلى شعبتين: شعبة البكتيريا، شعبة البكتيريا السيانية(البكتيريا الخضراء المزرقه). تتبع مملكة البدائيات Monera، توجد في الهواء والتربة وأمعاء الإنسان والفم وعلى سطح الجلد، كما توجد في معدة الحيوانات المجترة. نستدل على وجود البكتريا من خلال نشاطها المتباين حيث أن لها أنواع مختلفة وهي كالتالي:
صناعة الغذاء(اللبن)
إفساد الغذاء (التعفن)
تخصيب التربة (الأسمدة)
إهلاك الزرع(الأمراض)
من العلماء الذين كان لهم دور في اكتشاف البكتريا
* ليفنهوك
* لويس باستور
* روبرت كوخ
بيئة البكتيريا
نجدها في كل مكان تحت الأرض إلى مسافة400م- ارتفاعات شاهقة في الهواء، في درجات حرارة عالية حول فوهات البراكين – في المناطق القطبيه، داخل أجسام الكائنات (الحيوانات في الجهاز الهضمي والتنفسي)غذائها هو ثاني اكسيد الكربون وتنتج أكسجين.
تصنيف البكتيريا
يمكن تصنيف البكتييريا اعتماداً على الخصائص التالية:
1.الشكل الخارجي للخلية وتجمعها
2.الاستجابة لتلوين غرام (سلبية الغرام أو إيجابية الغرام)
3.طريقة التغذية (تكافلية، رمامية، تطفلية)
4.السياط: مسوطة (Flagella) أو غير مسوطة(non-flagellated)
5.تكوين الأبواغ
تركيب خلية البكتيريا
1.الغلاف الخلوي:
و يتكون الغلاف الخلوي من
الجدار الخلوي (Cell wall)، ويقوم بالوظائف التالية:
- تحديد شكل الخلية. - يوفر الصلابة للخلية البكتيرية. - يوفر القوة للخلية البكتيرية. - يوفر الحماية للخلية البكتيرية.
التركيب الكيميائي لجدار الخلية:-
يتكون جدار الخلية كميائياً، من جزيئيات كبيرة معقدة التركيب يطلق عليها اسم peptidoglycan. و نختلف سماكة جدار الخلية باختلاف سلاسة البكتيريا، فبعض أنواع البكتيريا التي يطلق عليها (البكتيريا موجبة صبغة جرام) تملك جدار خلية سميكا، بينما البكتيريا التي يطلق سالبة صبغة جرام يكون الجدار الخلوي لديها رقيقا وذلك تبعاً لاختلاف كمية الـ peptidoglycan. ملاحظة: هناك بعض أنواع البكتيريا والتي يطلق عليها الـبكتيريا الفطرية (mycobactrium أو mycoplasm) لا تمتلك جدار خلية.
الغشاء الهيولي (cytoplasmic membrane أو plasma membrane)
و هو غشاء رقيق يحيط بمحتويات الخلية البكتيرية ويتحكم بمرور المواد من وإلى ستوبلازم الخلية، ويتصل بالغشاء الخلوي الكثير من الانزيمات والتي تقوم بالمساعدة في عديد من عمليات الايض التي تتم في تلك المنطقة. ومن خلال المجهر الإلكتروني لاحظ العلماء وجود ثنيات باتجاه الداخل، حيث يعتقد أن عملية التنفس تتم في تلك الأماكن. التركيب الكيميائي لغشاء الخلية: يتركب كميائياً من البروتين وفوسفاتيد (phospholipid).
1.الهيولى:
شبه سائل ويتكون من ماء، انزيمات، أكسجين مذاب، بروتين، كاربوهيدرات، ودهون.
1.الصبغيات:
و تعني الجسيمات الملونة، تتكون الصبغيات في الجراثيم من جزيئ دي.ان. ايه (DNA) واحد، طويل، كروي الشكل كثير الالتفاف حول نفسه، وحيث يعمل كمركز تحكم بالـ
الانقسام الخلوي.
مضاعفة الخلية.
ومختلف وظائف الخلية الأخرى.
1.السياط (Flagella):
و تتكون السياط من بروتين، تكون بين (10 إلى 20 nm) في السمك، وظيفتها مساعدة خلية البكتيريا على الحركة.
منقول