بحث عن البكتيريا و أنواع البكتيريا و اعدادها و مكونات البكتريا و فوائدها و اضرارها

بحث عن البكتيريا و أنواع البكتيريا و اعدادها و مكونات البكتريا و فوائدها و اضرارها

بحث عن البكتيريا، البكتيريا هي كائنات دقيقة وحيدة الخلية تعيش بأعداد كبيرة في جميع البيئات على سطح الأرض، من الفتحات في أعماق المحيط، إلى أعماق الأرض، وحتى في الجهاز الهضمي لجسم الإنسان. 

هم ليسوا حيوانات أو نباتات، وطولهم أيضًا لا يزيد عن بضعة ميكرونات، فهم يعيشون في مجموعات كبيرة من الملايين.

 تفتقر البكتيريا إلى نوى مرتبطة بالغشاء، لذلك يتم تصنيفها على أنها بدائيات النوى، وهي أكثر الكائنات الحية انتشارًا على هذا الكوكب. 

اعداد البكتريا

غرام واحد من التربة يحتوي على حوالي 40 مليون خلية بكتيرية، وميليلتر واحد من الماء العذب يحتوي على حوالي مليون خلية بكتيرية، ويقدر عدد البكتيريا على الأرض بحوالي 5 نيوتن، ويعتقد أنها تشكل معظم الكتلة الحيوية في العالمية.

انواع البكتريا

قد تسبب أنواع معينة من البكتيريا أمراضًا للإنسان والحيوان والنبات، ولكن معظمها غير ضار وقد يشكل علاقة تكافلية مع الكائنات الحية المضيفة؛ مثل: تثبيت النيتروجين وتدهور السليلوز.

يمكن تقسيم البكتيريا إلى ثلاث فئات وفقًا لشكلها: 

• كروية: وتسمى cocci، والتي تسبب المكورات العقدية في الحلق. 

• على شكل عصا: يطلق عليها Bacillus، بعضها منحني، وتسمى Vibrio ، مثل Bacillus anthracis.

• الحلزونية: وتسمى spirochetes، وهي سبب داء البريميات ومرض لايم والزهري.

التركيب الخلوي للبكتريا

تتكون خلايا البكتيريا من الأجزاء التالية: 

• جدار الخلية: وهو الغلاف الخارجي الذي يحميها ويعطيها شكلها. 

• السيتوبلازم: مادة شبه هلامية تتكون أساسًا من الماء، بالإضافة إلى الإنزيمات والأملاح والعضيات والعديد من الجزيئات العضوية. 

• غشاء البلازما أو غشاء الخلية (بالإنجليزية: Plasma Membrane): الغشاء الذي يحيط بالسيتوبلازم وينظم مرور المواد داخل وخارج الخلية. 

• الأسواط: نتوء يشبه السوط يساعد الخلايا على الحركة.

• الريبوسومات (بالإنجليزية: Ribosomes): وهي مسؤولة عن إنتاج البروتينات. البلازميدات: هي حلقات دنا دائرية تحمل الجينات. 

• المناطق النووية هي مناطق حشوية تحتوي على جزيئات فريدة من الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA).

 

طريقة تغذية البكتريا

تأكل البكتيريا بطريقتين:

• غيرية التغذية: تأكل عن طريق استهلاك الكربون العضوي وامتصاص المواد العضوية الميتة؛ مثل تكسير اللحوم. 

• البكتيريا ذاتية التغذية: يصنعون طعامهم من خلال إحدى طريقتين: استخدام ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي؛ مثل البكتيريا الزرقاء، فإنها تنتج الأكسجين، التخليق الكيميائي باستخدام الماء وثاني أكسيد الكربون والمواد الكيميائية؛ مثل الأمونيا والنيتروجين والكبريت وما إلى ذلك، وعادة ما توجد هذه الأنواع في فتحات المحيط وجذور الفول؛ مثل العدس والبازلاء والفول السوداني والفول.

التكاثر

طريقة التكاثر البكتيري هي كما يلي: 

1. الانشطار الثنائي: الانشطار الثنائي هو الطريقة الأكثر شيوعًا للتكاثر البكتيري، فهو ينسخ جميع مكونات البكتيريا، ثم ينقل هذه المكونات (بما في ذلك الحمض النووي) إلى اتجاهها الآخر، ثم الجدار يبدأ في التكوّن في المنتصف لفصل المكونات، ثم يبدأ النصفان في الابتعاد عن بعضهما البعض حتى يتم تقليصهما تمامًا وتكون البكتيريا المنتجة مماثلة تمامًا للبكتيريا الأم. 

2. الإنبات: يشكل هذا النوع برعمًا صغيرًا، في جزء من الخلية الأم، يستمر في النمو، بينما يظل حجم الخلية الأم دون تغيير، وعندما يكون حجمها مساويًا للخلية الأم، فإن الفرق بينها وبين الخلايا الثنائية الانشطار هو خصائص الخلايا الأم تختلف عن تلك الخاصة بالخلايا التي ينتجها التكاثر.

3. إعادة التركيب البكتيري: تستخدم البكتيريا إعادة التركيب لإجراء بعض التغييرات الجينية عن طريق نقل الجينات بين الخلايا ؛ الانشطار الثنائي طريقة فعالة للتكاثر البكتيري، لكن الخلايا المنتجة هي نفسها، لذلك من السهل تدميرها بنفس أنواع التهديدات؛ على سبيل المثال: التغيرات البيئية والمضادات الحيوية قد تدمر مستعمرتها بأكملها، تتم عملية إعادة التركيب البكتيري بإحدى الطرق التالية:

 الجمع: أنواع معينة من البكتيريا لديها القدرة على نقل بعض الجينات منها إلى خلية بكتيرية أخرى، من خلال الشعر البكتيري (بالإنجليزية: Pilus) ملامسة خلية بكتيرية أخرى، فإن الشعر البكتيري هو أنبوب بروتين تنتقل من خلاله الجينات.

 التحول (بالإنجليزية: Transformation): تمتلك أنواع معينة من البكتيريا القدرة على استخلاص الحمض النووي من بيئتها، وعادة ما تأتي بقايا الحمض النووي هذه من الخلايا البكتيرية الميتة، وتتم هذه العملية عن طريق ربط البكتيريا بالحمض النووي ونقله إلى الحمض النووي.

فوائد البكتريا للإنسان

تعمل البكتيريا في الجهاز الهضمي البشري على تحلل العناصر الغذائية؛ تمامًا مثل تحويل السكريات المركبة إلى شكل يمكن استخدامه من قبل جسم الإنسان، تساعد البكتيريا غير الخطرة في الوقاية من الأمراض؛ أي تحتل المكان الذي يمكن أن تلتصق فيه البكتيريا المسببة للأمراض. 

يمكن لبعض الأنواع الهجوم عليها تُستخدم مسببات الأمراض ويمكن أن تتفاعل أيضًا مع الفطريات معًا لصنع بعض الأطعمة؛ مثل الجبن وصلصة الصويا والخل والزبادي والمخللات.

البيئة الملائمة للبكتيريا

تعيش البكتيريا في معظم البيئات، وتوجد في المياه العذبة والمالحة والتربة وقاع قشرة الأرض. 

وتوجد على أجسام الكائنات الحية الأخرى (مثل البشر والحيوانات والنباتات) وكذلك في الداخل، موجودة بطرق ضارة أو مفيدة.

الحركة

تختلف حركة البكتيريا من نوع لآخر، فبعضها يتحرك عن طريق الانزلاق، والبعض الآخر يستخدم الأسواط الأسطوانية لتعمل مثل المجاذيف أو الأهداب، ولها أطراف تشبه الخطاف لتثبيت نفسها في مكان معين.

أضرار البكتيريا

يمكن أن تسبب البكتيريا العديد من الأضرار، من أهمها الأمراض التي تسببها للإنسان، مثل السل، وهو مرض خطير يودي بحياة الآلاف من الناس كل عام، مرض الزهري، الجمرة الخبيثة، الطاعون الدبلي، الدفتيريا؛ الكوليرا؛ عدوى المسالك البولية، إلتهاب الحل، تسوس الأسنان، قرحة المعدة التي تسببها بكتيريا المعدة.

 

فوائد البكتيريا

توفر البكتيريا مجموعة واسعة من الفوائد البيئية والصناعية والصحية. 

مثلما توجد بكتيريا ضارة، هناك أيضًا بكتيريا مفيدة، تشمل فوائد البكتيريا: 

• بكتيريا الأمعاء الغليظة تكسر العناصر الغذائية بمساعدة الجهاز الهضمي، كما أنها تصنع الفيتامينات، مثل فيتامين K المهم لتخثر الدم، وحمض الفوليك المهم لنضوج خلايا الدم الحمراء. 

• يتم استخدامه في العديد من الصناعات الغذائية مثل الكيمتشي والجبن والزبادي. 

• استقرار النيتروجين في التربة، وبالتالي تعزيز امتصاص جذور النباتات لإنتاج الغذاء.

• يستخدم في العلاج البيولوجي لأن البعض منه يستطيع هضم الهيدروكربونات، لذلك فهو يستخدم لتنظيف انسكابات النفط في المحيط، كما يستخدم كمبيد زراعي. وتشارك في الأبحاث الجينية والهندسة الوراثية، مثل إنتاج الأنسولين.

• يتم استخدامه في التعدين، وخاصة لطلاء الذهب والنحاس والمعادن الأخرى.

فوائد البكتيريا للإنسان

يعتقد الكثير من الناس أن البكتيريا لها جانب ضار فقط؛ على سبيل المثال، تسبب الأمراض، لكنها في الواقع لها فوائد عديدة للإنسان والبيئة؛ حيث تعيش مئات الأنواع المختلفة من البكتيريا في الأمعاء، وهي مفيدة للأمعاء؛ على سبيل المثال، تساعد في عملية الهضم، ويمكن أن تمنع مشاكل الجهاز الهضمي، كما أنها مفيدة لجهاز المناعة، وتساعد البكتيريا الموجودة في الأمعاء الغليظة على إنتاج فيتامين ك، أحد فوائدها البيئية هي المساعدة في جعل التربة أكثر خصوبة. 

الاختلاف بين البكتيريا والفيروسات

الحجم والشكل

تأتي البكتيريا بأشكال وأحجام مختلفة، والأكثر شيوعًا هي: cocci و bacillus و Helicobacter و Vibrio.

 يتراوح قطرها من 200-1000 نانومتر.

أكبر بكتيريا هي بكتيريا لؤلؤة الكبريت في ناميبيا (بالإنجليزية: Thiomargarita namibiensis) بقطر من حوالي 0.75 ملم. 

 الفيروسات أصغر بكثير من البكتيريا، يتراوح قطرها بين 20 و 400 نانومتر، ويبلغ قطر أكبر فيروس معروف حوالي 1000 نانومتر. 

وهو أحد فيروسات باندورا (بالإنجليزية: pandoraviruses). يعتمد حجم وشكل الفيروس على ما يحتويه. 

تكون كمية البروتين والحمض النووي عادةً كروية أو على شكل قضيب أو حلزوني، وقد يكون لبعض الأنواع أشكال أكثر تعقيدًا مثل العاثيات.

طريقة التكاثر

تتكاثر البكتيريا عادة لاجنسيًا من خلال طريقة تسمى الانشطار الثنائي، حيث تتكاثر الخلية الأم ثم تنقسم لإنتاج خليتين متطابقتين.

 في المقابل، لا يمكن للفيروس التكاثر إلا من خلال مساعدة الخلية المضيفة؛ لأنه يفتقر إلى العضيات اللازمة لتكاثر مكونات الفيروس، فإنه يستخدم عضيات الخلية المضيفة للتكاثر. 

في عملية تكاثر الفيروس، يقوم الفيروس بحقن مادته الجينية (والتي قد تكون DNA أو RNA) في خلية، ويقوم بتكرار الجينات الفيروسية، ويقدم تعليمات لبناء المكونات الفيروسية. 

بعد تجميع المكونات ونضوج الفيروس الجديد، يخترق الخلية ويتحرك من خلالها لإصابة الخلايا الأخرى. 

التركيب

الفيروسات مغطاة بالبروتين وليس لها جدران خلوية أو ريبوسومات.

 على سبيل المثال، تحتوي البكتيريا على الريبوسومات، ويتكون جدار الخلية من الببتيدوغليكان، ويتكون من الإنزيمات والعناصر الغذائية والنفايات والغازات، وتحيط بها جدران الخلايا وأغشية الخلايا.

الأمراض التي تتسبّب بها البكتريا

يمكن أن تسبب البكتيريا تسممًا غذائيًا وأمراضًا أخرى؛ مثل التهاب السحايا، والالتهاب الرئوي، والسل، والالتهابات البكتيرية يمكن علاجها بالمضادات الحيوية.

يمكن أن تسبب الفيروسات مجموعة كبيرة من الأمراض مثل جدري الماء والأنفلونزا وداء الكلب.

 ولا يمكن علاج الفيروسات بالمضادات الحيوية. 

ويشمل علاج العدوى الفيروسية استخدام الأدوية لعلاج أعراض العدوى، بدلاً من الفيروس نفسه، ويستخدم لعلاج أنواع مختلفة من الأدوية المضادة للفيروسات للعدوى الفيروسية.