كيفية تكاثر البكتيريا

كيفية تكاثر البكتيريا تشمل 5 آليات رئيسية: الانشطار الثنائي، التبرعم، الاقتران، التنبيغ، والتحول، وتخضع لدورة حياة من 4 مراحل تتأثر بعوامل بيئية دقيقة مثل الحرارة والغازات والمغذيات.

التركيب الحيوي للبكتيريا

البكتيريا كائنات وحيدة الخلية تنتمي إلى بدائيات النوى، وتتميز بتركيب بسيط:

• لا تحتوي على نواة أو عضيات مرتبطة بالغشاء
• تمتلك كروموسومًا حلقيًا في منطقة تُسمى النَوَوانِيّ (Nucleoid)
• بعض الأنواع تحتوي على بلازميد إضافي يحمل جينات مستقلة

طرق تكاثر البكتيريا

1. الانشطار الثنائي (Binary Fission)

• أكثر طرق التكاثر شيوعًا
• لاجنسي وسريع
• يشبه الانقسام المتساوي في الخلايا حقيقية النوى

الخطوات:

1. تضاعف الحمض النووي
2. تباعد الكروموسومات نحو طرفي الخلية
3. تخصر الغشاء البلازمي
4. تكوّن جدار خلوي يفصل الخليتين

2. التبرعم (Budding)

• يحدث في أنواع محددة مثل Pasteuria
• يبدأ بظهور برعم على طرف الخلية أو زوائد (prosthecae)
• ينمو البرعم حتى ينفصل
• الخلية الجديدة قد تختلف في الصفات (مثل امتلاك سوط)

3. الاقتران (Conjugation)

• اكتُشف عام 1946 بواسطة “ليدربيرغ” و”تاتوم”
• يحدث بين خلية مانحة (ذكرية) ومتلقية (أنثوية)

الآلية:

• الخلية المانحة تمتلك شعيرات جنسية (1–4)
• البلازميد يحتوي على عوامل الخصوبة
• يتم إنشاء جسر بين الخليتين
• يستغرق الاقتران 6–8 دقائق
• يتم نقل المادة الوراثية حسب نوع الذكور (خصبة أو معقمة)

4. التنبيغ (Transduction)

• يتم عبر فيروس بكتيري (Bacteriophage)
• يحقن الفيروس جينومه داخل البكتيريا
• يندمج جزء من جينوم البكتيريا مع الفيروس
• عند مهاجمة خلية جديدة، ينقل الفيروس الجينات السابقة إليها

5. التحول (Transformation)

• تمتص البكتيريا DNA من البيئة المحيطة
• غالبًا من خلايا ميتة
• يتم نقل الحمض النووي عبر الغشاء ودمجه مع الجينوم الأصلي

دورة حياة البكتيريا

تمر البكتيريا بأربع مراحل رئيسية:

1. المرحلة المتأخرة (Lag Phase)

• لا يحدث فيها نمو
• يتم إنتاج الفيتامينات والأحماض الأمينية
• تُنسخ المادة الوراثية استعدادًا للانقسام

2. المرحلة الأسية (Log Phase)

• نمو سريع وتضاعف أُسي
• يُسمى وقت التضاعف بـ “وقت التوليد”
• قد يحدث كل 15 دقيقة في ظروف مثالية

3. المرحلة الثابتة (Stationary Phase)

• يتباطأ النمو بسبب تراكم النفايات
• نقص المساحة والمغذيات يحد من الانقسام
• يمكن استئناف النمو إذا نُقلت البكتيريا إلى بيئة جديدة

4. مرحلة الموت (Death Phase)

• تفقد البكتيريا قدرتها على الانقسام
• يحدث موت جماعي سريع يشبه سرعة النمو السابقة

العوامل المؤثرة في تكاثر البكتيريا

• درجة الحرارة
• نسبة الحموضة (pH)
• توفر المغذيات والطاقة
• وجود الماء والمعادن
• تركيز الغازات مثل الأكسجين والنيتروجين