النووي والبلاميد البكتيري

تنظيم النوكليوتид والاختلافات عن نواة حقيقيات النوى

الخلية البكتيرية ليس لها نواة حقيقية. وتقوم بدورها المنطقة النووية (النوكليوتид) التي توجد في المنطقة المركزية للسيتوبلازم. في الحالة الطبيعية، يُمثّل الجهاز الوراثي بصبغي واحد فقط. فيزيائياً، هذا الجزيء عبارة عن دنا (DNA) ثنائي السلسلة، مغلق على شكل حلقة وملتف ككرة متراصة. والاستثناء هو مسبب مرض لايم - البكتيريا اللولبية Borrelia burgdorferi، حيث يكون جزيء الدنا خطياً.

توجد علامات تفريقية تشخيصية صارمة تُميّز النوكليوتид عن النواة الكاملة لخلايا حقيقيات النوى:

• غياب الغلاف النووي: المادة الوراثية غير مفصولة بغشاء عن السيتوبلازم.
• غياب النوية: لا توجد تكوينات كثيفة إضافية داخل البنية.
• غياب الهيستونات: الدنا غير مرتبط بهذه البروتينات الأساسية التي تميز حقيقيات النوى.

عند حدوث اضطرابات وأخطاء في عمليات انقسام الخلايا، قد تتغير الكمية الطبيعية للمادة الوراثية: فقد تحتوي خلية بكتيرية واحدة مؤقتاً على أربعة صبغيات أو أكثر.

طرق تصوير الجهاز الوراثي

تتطلب دراسة الجهاز الوراثي للبكتيريا استخدام تقنيات خاصة، نظراً لتعذر رؤية النوكليوتид بالمجهر الضوئي عند استخدام طرق الصبغ البسيطة. ولتحديده، تُستخدم صبغات نوعية للدنا (DNA): طريقة فويغن أو الصبغ بطريقة رومانوفسكي-جيمزا.

الصورة الأكثر تفصيلاً توفرها المجهرية الإلكترونية للمقاطع فائقة الرقة:

1. في الصور الإلكترونية، يظهر النوكليوتид كمنطقة مضيئة (شفافة للإلكترونات).
2. داخل هذه المنطقة، يمكن تمييز البنى الليفية (الخيطية) بوضوح، والتي تمثل جزيء الدنا نفسه.

تبدو البنية مختلفة باختلاف الكائنات الحية الدقيقة. فلدى البكتيريا إيجابية الجرام (على سبيل المثال Listeria monocytogenes)، يُرى جدار خلوي سميك، وحاجز انقسام، وجسيم متوسط (ميزوسوم) يتواصل مع النوكليوتид. أما لدى البكتيريا سلبية الجرام (على سبيل المثال Brucella melitensis)، يكون الجدار الخلوي أرق، ويمكن رؤية الغشاء السيتوبلازمي، بينما يشغل النوكليوتид نفسه حجماً كبيراً من السيتوبلازم على شكل شبكة ليفية واسعة.

ارتباط النوكليوتид بالبنى الغشائية

دنا النوكليوتид ليس حراً في السيتوبلازم، بل له نقاط تثبيت واضحة. ترتبط الصبغية بمناطق معينة مع الغشاء السيتوبلازمي أو مع الجسيم المتوسط (الميزوسوم) (وهو انثناء داخلي محدد للغشاء داخل الخلية).

تكتسب مناطق الارتباط هذه أهمية وظيفية بالغة. فهي تعمل بمثابة «مراسٍ» فريدة تشارك بنشاط في عملية تضاعف (تنسخ) الصبغية البكتيرية، وتضمن أيضاً التوزيع الصحيح لجزيئات الدنا الابنة إلى الخلايا الجديدة أثناء الانقسام.

العوامل خارج الصبغية: البلازميدات البكتيرية

بالإضافة إلى النوكليوتид الأساسي، قد توجد في الخلية البكتيرية بلازميدات وهي عناصر وراثية مستقلة. وهي في بنيتها عبارة عن جزيئات دنا دائرية مغلقة تساهمياً. وتكمن دورها البيولوجي الرئيسي في تشفير خصائص إضافية تمنح البكتيريا ميزة انتقائية (تطورية) في ظروف محددة.

تصنيف البلازميدات حسب وظائفها:

• بلازميدات المقاومة (R-plasmids): تؤمن مناعة (مقاومة) الكائنات الدقيقة ضد المضادات الحيوية.
• بلازميدات الخصوبة (F-plasmids): تتحكم في قدرة الخلية على الاقتران، أي نقل المادة الوراثية إلى بكتيريا أخرى.
• بلازميدات الكوليسين (Col-plasmids): مسؤولة عن إنتاج مواد نوعية - البكتيريوصينات (ولا سيما الكوليسينات)، والتي تُعد ضرورية لتثبيط نمو الجراثيم المنافسة.

باختصار: إجابات عن أسئلة حول الموضوع

أسئلة من المحاضرات والامتحانات

مواضيع أخرى للمراجعة في نفس السياق

• تشريح الخلايا البكتيرية إيجابية وسلبية الجرام
• بنية وظائف الغشاء السيتوبلازمي والجسيمات المتوسطة (الميزوسومات)
• آليات تضاعف الدنا البكتيري
• عملية اقتران البكتيريا ودور بلازميد الخصوبة (F-plasmid)
• آلية عمل البكتيريوصينات (الكوليسينات)

مواضيع أخرى في قسم "مورفولوجيا وتصنيف الميكروبات"

تم إعداد المادة بواسطة أعضاء هيئة التدريس في WhiteCoat Pro وفقاً للمنهج الدراسي لكليات الطب. وهي ذات طابع تعليمي.