شكل الحياة البكتيريا

كبسولات وطبقات الوحل

تفرز العديد من الخلايا البكتيرية بعض المواد خارج الخلية في شكل كبسولة أو طبقة الوحل. ترتبط طبقة الوحل بالبكتيريا بشكل فضفاض ويمكن غسلها بسهولة ، في حين أن الكبسولة متصلة بإحكام بالبكتيريا ولها حدود محددة. يمكن رؤية الكبسولات تحت المجهر الضوئي عن طريق وضع الخلايا في تعليق الحبر الهندي. تستبعد الكبسولات الحبر وتظهر على شكل هالات واضحة تحيط بالخلايا البكتيرية. الكبسولات عادة ما تكون بوليمرات من السكريات البسيطة (السكريات) ، على الرغم من أن كبسولة العصوية الجمرة مصنوعة من حمض متعدد الجلوتاميك. معظم الكبسولات محبة للماء ("محبة للماء") وقد تساعد البكتيريا على تجنب الجفاف (الجفاف) عن طريق منع فقدان الماء. يمكن أن تحمي الكبسولات الخلية البكتيرية من الابتلاع والتدمير عن طريق خلايا الدم البيضاء (البلعمة). في حين أن الآلية الدقيقة للهروب من البلعمة غير واضحة ، فقد تحدث لأن الكبسولات تجعل مكونات السطح البكتيرية أكثر انزلاقًا ، مما يساعد البكتيريا على الهروب من ابتلاع الخلايا البلعمية. وجود كبسولة في المكورات الرئوية العقدية هو العامل الأكثر أهمية في قدرتها على التسبب في الالتهاب الرئوي. سلالات متحولة من S. الالتهاب الرئوي التي فقدت القدرة على تكوين كبسولة يتم امتصاصها بسهولة من قبل خلايا الدم البيضاء ولا تسبب المرض. تم العثور على ارتباط الفوعة وتكوين الكبسولات في العديد من الأنواع الأخرى من البكتيريا.

يمكن للطبقة المحفظة من مادة عديد السكاريد خارج الخلية أن تحوي العديد من البكتيريا في غلاف حيوي وتؤدي العديد من الوظائف. تقوم المكورات العقدية ، التي تسبب تسوس الأسنان ، بتقسيم السكروز في الطعام وتستخدم أحد السكريات لبناء كبسولتها ، والتي تلتصق بإحكام بالسن. تستخدم البكتيريا المحتجزة في الكبسولة السكر الآخر لتغذية عملية التمثيل الغذائي وإنتاج حمض قوي (حمض اللاكتيك) يهاجم مينا الأسنان. عندما يستعمر Pseudomonas aeruginosa رئتي الأشخاص المصابين بالتليف الكيسي ، فإنه ينتج بوليمر كبسولي سميك من حمض الألجنيك يساهم في صعوبة القضاء على البكتيريا. تفرز البكتيريا من جنس Zoogloea ألياف السليلوز التي تغرس البكتيريا في كتلة تطفو على سطح السائل وتبقي البكتيريا معرضة للهواء ، وهو شرط لاستقلاب هذا الجنس. تفرز بعض البكتيريا على شكل قضيب ، مثل Sphaerotilus ، الأغماد الأنبوبية المعقدة كيميائياً الطويلة التي تحتوي على أعداد كبيرة من البكتيريا. يمكن أن تصبح أغماد هذه البكتيريا والعديد من البكتيريا البيئية الأخرى مغطاة بأكاسيد الحديد أو المنغنيز.

فلاجيلا ، فيمبريا ، وبيلي

العديد من البكتيريا متحركة ، قادرة على السباحة من خلال وسط سائل أو انزلاق أو سرب عبر سطح صلب. تمتلك بكتيريا السباحة والتدفق السوط ، وهي الزوائد خارج الخلية اللازمة للحركة. فلاجيلا هي خيوط حلزونية طويلة مصنوعة من نوع واحد من البروتين وتقع إما في نهايات الخلايا على شكل قضيب ، كما هو الحال في Vibrio cholerae أو Pseudomonas aeruginosa ، أو في جميع أنحاء سطح الخلية ، كما هو الحال في Escherichia coli. يمكن العثور على Flagella على كل من قضبان إيجابية الجرام وسالبة الجرام ولكنها نادرة على المكورات المحبوسة ومحاصرة في خيوط محورية في اللوالب. يتم إرفاق السوط عند قاعدته بجسم قاعدي في غشاء الخلية. يتم استخدام القوة الحركية المتولدة في الغشاء لتحويل خيوط السوط ، على شكل توربين مدفوع بتدفق أيونات الهيدروجين عبر الجسم القاعدي إلى الخلية. عندما تدور السوط في اتجاه عكس عقارب الساعة ، تسبح الخلية البكتيرية في خط مستقيم ؛ يؤدي الدوران في اتجاه عقارب الساعة إلى السباحة في الاتجاه المعاكس أو ، إذا كان هناك أكثر من سوط واحد لكل خلية ، في تراجع عشوائي. يسمح الانجذاب الكيميائي للبكتيريا بتعديل سلوك السباحة بحيث يمكنها الشعور بالانتقال إلى مستويات متزايدة من مادة كيميائية جذابة أو الابتعاد عنها.

ليس فقط البكتيريا قادرة على السباحة أو الانزلاق نحو بيئات أكثر ملاءمة ، ولكن لديها أيضًا زوائد تسمح لها بالالتصاق بالأسطح والحفاظ عليها من الجفاف بسبب السوائل المتدفقة. تنتج بعض البكتيريا ، مثل E. coli و Neisseria gonorrhoeae ، إسقاطات مستقيمة وجامدة شبيهة بالسمك تسمى fimbriae (لاتينية لـ "الخيوط" أو "الألياف") أو pili (لاتينية لـ "الشعر") ، والتي تمتد من سطح البكتيريا وتعلق على السكريات المحددة في الخلايا الأخرى - لهذه السلالات ، الخلايا الظهارية المعوية أو المسالك البولية ، على التوالي. لا توجد Fimbriae إلا في البكتيريا سالبة الجرام. يتم استخدام بعض الشعيرات (تسمى pili الجنسية) للسماح لبكتيريا واحدة بالتعرف على أخرى والالتزام بها في عملية التزاوج الجنسي تسمى الاقتران (انظر أدناه التكاثر الجرثومي). تنتج العديد من البكتيريا المائية مادة صماء عديد السكاريد المخاطية الحمضية ، والتي تسمح لها بالالتصاق بإحكام بالصخور أو الأسطح الأخرى.