الكروموسومات والبلازميدات في البدائيات: تحليل مقارن للتركيب الجزيئي، آليات التضاعف، ودورها في التنوع الوراثي والتكيف البكتيري

تركيب البدائيات:

تُعدّ البدائيات من أقدم الكائنات الحية وأكثرها انتشارًا على وجه الأرض، وتتميز بتركيب خلوي بسيط ولكنه فعال يسمح لها بالعيش في بيئات متنوعة، حتى القاسية منها. في هذا الموضوع، سنتناول بالتفصيل تركيب البدائيات، بدءًا من الكروموسومات ونظير النواة، مرورًا بالمحفظة والأهداب، وصولًا إلى الجدار الخلوي والأسواط. سنتعرف على وظائف كل جزء من هذه الأجزاء، وكيف تساهم في بقاء وتكيف هذه الكائنات الحية.

1. الكروموسومات ونظير النواة:

نظير النواة:

• لا تمتلك البدائيات نواة حقيقية محاطة بغشاء، بل تمتلك منطقة نووية غير محددة تسمى نظير النواة.
• يحتوي نظير النواة على كروموسوم حلقي واحد كبير من الحمض النووي (DNA) مزدوج الشريط.
• يكون الحمض النووي في نظير النواة ملتفًا بشكل كبير، ولكنه غير مرتبط ببروتينات الهيستون التي توجد في حقيقيات النوى.
• يحتوي الكروموسوم البدائي على جميع الجينات الأساسية اللازمة لحياة الخلية.

البلازميدات:

• هي جزيئات صغيرة من الحمض النووي (DNA) حلقية الشكل، توجد بشكل مستقل عن الكروموسوم الرئيسي.
• تحمل البلازميدات جينات إضافية، مثل جينات مقاومة المضادات الحيوية، أو جينات إنتاج السموم، أو جينات التمثيل الغذائي المتخصص.
• يمكن للبلازميدات أن تتضاعف بشكل مستقل عن الكروموسوم الرئيسي، ويمكن أن تنتقل بين الخلايا البكتيرية عن طريق عملية الاقتران.
• تلعب البلازميدات دورًا هامًا في التكيف البكتيري ونقل الصفات الوراثية.

2. المحفظة:

التركيب:

• تتكون المحفظة من طبقة لزجة من السكريات المتعددة، وقد تحتوي أيضًا على بروتينات أو ببتيدات.
• تختلف المحفظة في سمكها وتركيبها بين أنواع البدائيات المختلفة.
• قد تكون المحفظة رخوة أو صلبة، وتختلف في درجة التصاقها بالخلية.

الوظائف:

• الحماية من الجفاف: تعمل المحفظة كحاجز يمنع فقدان الماء من الخلية.
• الالتصاق بالأسطح: تساعد المحفظة البدائيات على الالتصاق بالأسطح، مثل الخلايا المضيفة أو الأسطح البيئية.
• الحماية من البلعمة: تحمي المحفظة البدائيات من البلعمة بواسطة خلايا الدم البيضاء في الجهاز المناعي.
• الحماية من المضادات الحيوية: يمكن أن تمنع المحفظة وصول المضادات الحيوية إلى الخلية.

3. الأهداب:

التركيب:

• هي تراكيب بروتينية دقيقة تشبه الشعيرات، توجد على السطح الخارجي لبعض البدائيات.
• تتكون الأهداب من بروتين يسمى البيلين.
• تختلف الأهداب في طولها وعددها بين أنواع البدائيات المختلفة.

الوظائف:

• الالتصاق بالأسطح: تساعد الأهداب البدائيات على الالتصاق بالأسطح، مثل الخلايا المضيفة أو الأسطح البيئية.
• الاقتران: تلعب بعض الأهداب، المعروفة باسم أهداب الجنس، دورًا في عملية الاقتران، حيث تعمل كجسر لتبادل المادة الوراثية بين الخلايا.
• الحركة: في بعض الحالات النادرة، قد تساهم الأهداب في حركة البدائيات.

4. الجدار الخلوي:

التركيب:

• يحيط بالخلية البدائية جدار خلوي صلب يحميها من الانفجار بسبب الضغط الاسموزي.
• يتكون الجدار الخلوي للبكتيريا من مادة فريدة تسمى الببتيدوجلايكان، وهي عبارة عن بوليمر يتكون من سلاسل سكرية متصلة بببتيدات قصيرة.
• تختلف بنية الجدار الخلوي بين البكتيريا موجبة الجرام وسالبة الجرام.

الوظائف:

• يوفر الدعم والحماية للخلية.
• يحدد شكل الخلية.
• يمنع انفجار الخلية بسبب الضغط الاسموزي.
• يساهم في تحديد خصائص سطح الخلية.

5. الأسواط:

التركيب:

• هي تراكيب بروتينية طويلة تشبه الخيوط، تستخدمها بعض البدائيات للحركة.
• تتكون الأسواط من بروتين يسمى الفلاجيلين.
• تختلف الأسواط في عددها وترتيبها بين أنواع البدائيات المختلفة.

آلية الحركة:

• تدور الأسواط حول محورها، مما يدفع الخلية إلى الأمام.
• يمكن للبدائيات تغيير اتجاه حركتها عن طريق تغيير اتجاه دوران الأسواط.