العصيات سالبة الجرام: الخصائص ، الهيكل ، الأنواع - مادة الاحياء - 2026

و البكتيريا سلبية الغرام (GNB) هي البكتيريا على شكل قضيب التي تعطي صبغة جرام السلبية. هذا يرجع إلى الكيمياء الحيوية لجدار الخلية. يشير مصطلح البكتيريا إلى جميع الخلايا ذات الخصائص بدائية النواة والتي تنتمي إلى مجال البكتيريا ، وتسمى أيضًا بكتيريا Eubacteria.

تتميز بدائيات النوى بغياب النوى والمقصورات الغشائية. هذه الخاصية يمتلكها أيضًا أعضاء مجال البكتيريا الأثرية ، حيث توجد أيضًا أنواع سالبة الجرام. يختلف جدار الخلية لأعضاء كلا المجالين والخصائص الأخرى.

المصدر: تصوير إريك إيرب ، التلوين الرقمي لكريستوفر بولي ، وكلاهما من وزارة الزراعة الأمريكية ، ARS ، EMU.

الخصائص العامة

الخصائص المشتركة بين الأنواع التي تكون عصيات سالبة الجرام هي: 1) على شكل قضيب ؛ 2) سلبية لصبغة جرام ، لذا فهي تظهر باللون الأحمر. يتم إنتاج الأخير من خلال بنية جدار الخلية ، والتي تختلف عن تلك الموجودة في البكتيريا موجبة الجرام.

تختلف العصيات سالبة الجرام اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض من حيث التنقل (سوط متحرك ، متحرك منزلق ، غير متحرك) ، التغذية ، وعلم وظائف الأعضاء (التغذية الضوئية ، التغذية العضوية الكيميائية ، القدرة على استخدام الأكسجين ، إلخ) ، من بين عوامل أخرى. لذلك ، من الأسهل تحديد الخصائص العامة للبكتيريا Eubacteria و Archaea.

يبلغ طولها في المتوسط ​​3 ميكرومتر وعرضها 1 ميكرومتر. يمكن أن تكون أكبر أو أصغر. إنهم يفتقرون إلى الغشاء الذي يحيط بالحمض النووي والعضيات مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.

لديهم جدار خلوي يحيط بغشاء البلازما. لديهم فقط كروموسوم دائري واحد وبلازميدات. يفتقر الحمض النووي إلى الإنترونات.

بعض أعضاء Eubacteria هي مسببات الأمراض للحيوانات والنباتات ، في حين أن أعضاء Archaeobacteria ليسوا من مسببات الأمراض.

يمكن أن تكون البكتيريا Eubacteria حساسة للمضادات الحيوية (البنسلين ، والكاناميسين ، والستربتومايسين ، وما إلى ذلك) ، وإصلاح النيتروجين ، وتشكيل الكبسولات ، والبناء الضوئي المعتمد على الكلوروفيل ، وليس لديها نظام ضوئي مع رودوبسين ، وتكون غير ميثانوجين. الأركيوباكتريا هي عكس ذلك.

هيكل جدار الخلية البكتيريا سالبة الجرام

تشترك جميع البكتيريا سالبة الجرام ، بغض النظر عن شكل الخلية ، في نفس الخصائص الهيكلية لجدار الخلية.

جدار الخلية للبكتيريا سالبة الجرام عبارة عن بنية متعددة الطبقات ، تتكون من الببتيدوغليكان. لديهم غشاء خارجي يحيط الببتيدوغليكان. بين الغشاء الخارجي وجدار الخلية ، هناك مساحة ضيقة تسمى الفضاء المحيطي.

يبلغ قياس جدار الخلية 30 Å. وهو يتألف من ببتيدوغليكان (مورين) ، والذي يتكون من جزيئات N-acetylglucosamine (gluNAC) التي تتناوب مع جزيئات N-acetylmuramic acid (murNAc) وسلاسل الشكل. يشكل الببتيدوغليكان 10٪ من الجدار ، والباقي عبارة عن غشاء خارجي.

يتم عبور سلاسل gluNAC و murNAc بواسطة tetrapeptides ، سلاسل من أربعة بقايا الأحماض الأمينية. غالبًا ما تكون بقايا الأحماض الأمينية الثالثة ، في رباعي الببتيد ، هي حمض ديامينوبيمليك. يشكل اثنان من رباعي الببتيدات رابطة تساهمية مع بعضهما البعض ويرتبطان مباشرة بسلاسل gluNAC و murNAc.

الغشاء الخارجي عبارة عن طبقة ثنائية للدهون مرتبطة تساهميًا بطبقة الببتيدوغليكان بواسطة جزيئات البروتين الدهني. يحتوي هذا الغشاء على بورينات تشكل قنوات عبر الغشاء الخارجي.

هيكل جدار الخلية من العتائق السالبة الجرام

من وجهة نظر هيكلية وكيميائية حيوية ، يختلف غلاف خلية الأركيا اختلافًا كبيرًا عن غلاف Eubacteria. يحتوي جدار خلية الأركيا على 10٪ فقط ببتيدوغليكان. الغشاء الخارجي الموجود عادة في البكتيريا سالبة الجرام غائب في الأركيا.

في العتائق السالبة الجرام توجد طبقة S تحيط بغشاء البلازما. في حين أن العتائق موجبة الجرام يوجد غلاف يحيط بالطبقة S.

في الأنواع من كلا المجالين ، Eubacteria و Archaea ، تتكون الطبقة S من البروتينات السكرية ، وهي بروتينات مرتبطة ، بواسطة روابط تساهمية ، بالكربوهيدرات. هذه الأخيرة عبارة عن وحدات فرعية متكررة يمكن أن تكون خطية أو متفرعة ، وتشكل من 1٪ إلى 20٪ من الكتلة الكلية للبروتينات السكرية.

البروتينات السكرية غنية (بين 40٪ و 50٪) بمخلفات الأحماض الأمينية الكارهة للماء. محتواه السيستين والميثيونين منخفض. لديهم 10٪ ليسين وحمض الجلوتاميك وحمض الأسبارتيك. وبسبب هذا ، فإن السطح خارج الخلية كاره للماء للغاية.

أنواع البكتيريا التي هي قضبان سالبة الجرام

تم العثور على البكتيريا سالبة الجرام على شكل عصيات في مجموعات تصنيفية مختلفة. داخل نفس الجنس قد توجد بكتيريا سالبة الجرام والتي يمكن أن يكون لها أشكال مختلفة.

على سبيل المثال: 1) جنس Chorobium ، حيث توجد البكتيريا الكبريتية الخضراء ، على شكل عصيات وقضبان منحنية ؛ 2) جنس Pasteurella ، الذي له أنواع متعددة الأشكال (بأشكال متعددة).

هناك مجموعات غير متجانسة ، مثل "البكتيريا الانزلاقية" وبكتيريا الكبريت ، والتي يكون أعضاؤها عمومًا سالبة الجرام ، وقد يكون لها شكل عصية ، أو أشكال أخرى.

البكتيريا الزلقة متنوعة للغاية من الناحية التطورية ، مع آليات حركية مختلفة. هم عصيات وتفتقر إلى الأسواط. بكتيريا الكبريت هي مجموعة متنوعة جدًا من الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن تكون قضبانًا أو قضبانًا منحنية.

البكتيريا الضوئية سلبية الجرام ولها أشكال متنوعة ، مثل العصيات والكوتشي. وهي تتألف من فرع واحد للتطور داخل مجال Eubacteria.

هناك مجموعات تصنيفية يكون أعضاؤها سالبًا للجرام ويكون شكلهم الوحيد فيها هو العصية ، وهي:

Enterobacteria (ترتيب Enterobacteriales ، عائلة Enterobacteriaceae) ، Pseudomonas (ترتيب Pseudomonadales ، فئة Gammaproteobacteria) ، Azotobacter (فئة Gammaproteobacteria) ، و Bacteroides (phylum Bacteroidetes ، فئة Bacteroidia).

أنواع Arcaheobacteria التي هي قضبان سالبة الجرام

أعضاء Haloarchaea (Halobacteria) هي قضبان سالبة الجرام. وهي تنتمي إلى رتبة Halobacteriales وعائلة Halobacteriacea. هذه العائلة لها 19 جنسًا وحوالي 57 نوعًا. Haloarchaea هي مجموعة أحادية النمط ، أي أن لديهم سلفًا حصريًا.

المجموعة القريبة نسبيًا من Haloarchaea هي البكتيريا البدائية الميثانية المنشأ ، والتي يمكن أن تكون سالبة الجرام أو موجبة الجرام. لديهم أشكال متنوعة. يعرف ما يقرب من 160 نوعًا مختلفًا ، ينتمون إلى 29 جنسًا و 14 عائلة وستة رتب.

أمثلة على قضبان سالبة الجرام في البكتيريا Eubacteria

مجموعة البكتيريا المعوية

الأجناس التمثيلية: الإشريكية (التهاب المعدة والأمعاء) ، الأمعائية (نادراً ما تكون ممرضة) ، السراتيا (نادراً ما تكون ممرضة) ، السالمونيلا (التهاب الأمعاء) ، المتقلبة (عدوى المسالك البولية) ، اليرسينيا (الطاعون) ، كليبسيلا (الالتهاب الرئوي). ينتمون إلى بكتيريا gammaproteobacteria.

مجموعة Pseudomonas

الأجناس التمثيلية: Pseudomonas و Burkholderia و Zymomonas و Xanthomonas. يمكن أن تكون عصيات مستقيمة أو منحنية. العديد من الأنواع ممرضة للحيوانات والنباتات. على سبيل المثال ، Pseudomonas auruginosa هو مستعمر للجروح والحرق.

مجموعة البكتيريا المؤكسدة للكبريت

الجنس التمثيلي: Thiobacillus. هذا الجنس هو الأكثر شهرة بين الخلايا الكيمياوية. تنتشر أنواع Thiobacillus بين التقسيمات الفرعية (alpha و beta و gamma) من البكتيريا البروتينية.

مجموعة بكتيريا حمض الخليك

الجنس الممثل: Acetobacter و Gluconobacter. يقومون بأكسدة الكحوليات والسكريات غير المكتملة. عندما تكون الركيزة عبارة عن إيثانول ، فإنها تشكل حمض الأسيتيك. وهي مفيدة بشكل خاص في صناعة المشروبات الكحولية.

مجموعة البكتيريا المثبتة للنيتروجين

الجنس التمثيلي: Azotobacter و Zomonas. يقومون بإصلاح النيتروجين بطريقة هوائية. ينتمي معظمهم إلى ألفا أو بكتيريا جاما. البكتيريا من جنس Azotobacter هي عصيات كبيرة بشكل خاص.

مجموعة البكتيريا شديدة الحرارة

الأجناس التمثيلية: Thermotoga و Thermodesulfobacterium. وهي عبارة عن فرط حرارة عصوي تنمو عند درجات حرارة أعلى من 70 درجة مئوية. لقد تم عزلهم عن الموائل الأرضية والينابيع الساخنة والمصادر تحت الماء.

أمثلة على قضبان سالبة الجرام في العتائق

هالوباكتيريوم ساليناروم

إنه متحرك ، ويعيش في بيئات ذات تركيز عالٍ من الملح (> 4 م). يمكنه استخدام الضوء كمصدر للطاقة لأنه يحتوي على بكتيريورودوبسين ، وهي مضخة بروتون تعتمد على الضوء. تسمح هذه المضخة بالتقاط الضوء وإنشاء تدرج كهروكيميائي عبر الغشاء.

تُستخدم طاقة التدرج الكهروكيميائي لتجميع ATP بواسطة سينسيز ATP.

متحرك ميتانوميكروبيوم

إنه قضيب سالب الجرام. تُظهر الطبقة S منظمة سداسية. تحتوي بروتينات الطبقة S على نقاط متساوية كهربائية منخفضة ، مما يشير إلى أنها غنية ببقايا الأحماض الأمينية الحمضية. نسبة المخلفات الكارهة للماء منخفضة.

وهي تعيش في كرش الغنم. ينتج غاز الميثان عن طريق تقليل ثاني أكسيد الكربون باستخدام H ₂ أو فورمات. لا يمكنه استقلاب الأسيتات أو الميثيل أمين أو الميثانول. يعرض درجة الحموضة المثلى في النطاق بين 6.5 و 8. وله دور مهم في وظيفة الكرش وتغذية الحيوانات.

قضبان سالبة الجرام تسبب المرض

الكلبسيلة الرئوية

إنه أحد العوامل المسببة للالتهاب الرئوي. K. الرئوية هو عامل ممرض انتهازي يصيب الجهاز التنفسي للإنسان والحيوان. إنه ليس متحركًا. إنه قضيب سالب الجرام ينتج كبسولة راجحة تحميها من البلعمة.

Pseudomonas aeruginosa

إنه قضيب سالب الجرام. ينتج عنه أمراض مثل المسالك البولية والتهابات الأذن. يستعمر الجروح والحروق على الجلد. في ظل ظروف معينة ، ينتج غشاء حيوي متعدد السكاريد لتأسيس مجتمع بكتيري وحمايته من جهاز المناعة.

المستدمية

وهي عبارة عن قضبان سالبة الجرام صغيرة وأحيانًا متعددة الأشكال. هناك العديد من الأنواع المرتبطة بالأمراض التي تصيب البشر ، مثل المستدمية النزلية (الالتهاب الرئوي) ، الحلزونية الزاعجة (التهاب الملتحمة) ، الحلزونية الدوكري (القريح) ، والمستدمية النزلية (تجرثم الدم والتهاب الشغاف).

الليجيونيلا

إنها قضبان رفيعة ، متعددة الأشكال سالبة الجرام. هم طفيليات داخل الخلايا. تتكاثر في الضامة السنخية. وينتج الالتهاب الرئوي والالتهابات المتقطعة والوبائية والمستشفيات. الليجيونيلا المستروحة مسؤولة عن الأوبئة.

السالمونيلا

إنها قضبان اختيارية لاهوائية سالبة الجرام. يمكنهم استعمار الحيوانات المختلفة ، بما في ذلك الثدييات والطيور والزواحف. تحدث معظم حالات العدوى بعد تناول طعام ملوث ، أو عن طريق الانتقال المباشر عن طريق البراز الفموي. يسبب التهاب المعدة والأمعاء.

المراجع

1. الكامو ، إي. 1996. علم الأحياء الدقيقة. وايلي ، نيويورك.
2. بارتون ، ليرة لبنانية 2005. العلاقات الهيكلية والوظيفية في بدائيات النوى. سبرينغر ، نيويورك.
3. بومان ، BW 2012. علم الأحياء الدقيقة مع الأمراض حسب نظام الجسم. بيرسون ، بوسطن.
4. بلاك ، جي جي 2008. علم الأحياء الدقيقة: المبادئ والاستكشاف. وايلي ، نيويورك.
5. Garrett، RA، Klenk، HP 2007. Archaea. بلاكويل ، لندن.
6. Hogg، S. 2005. علم الأحياء الدقيقة الأساسي. وايلي ، تشيتشستر.
7. كيتس ، إم ، كوشنر ، دي جي ، ماثيسون ، AT 1993. الكيمياء الحيوية للعركيات (Archaeobacteria). إلسفير ، أمستردام.
8. Madigan، MT، Martinko، JM، Parker، J. 2004. بروك: بيولوجيا الكائنات الحية الدقيقة. بيرسون ، مدريد.
9. موراي ، العلاقات العامة ، روزنتال ، كانساس ، بفاوير ، ماجستير 2006. علم الأحياء الدقيقة الطبية. إلسفير ، مدريد.