هل تساعد الطفرات البكتيريا على البقاء في بيئة دائمة التغير

تساعد الطفرات البكتيريا على البقاء في بيئة دائمة التغير

نعم الطفرات تساعد البكتريا على البقاء في بيئة دائمة التغير .

وتؤدي لمقاومة الصادات الحيوية، الطفرات العشوائية هي المسؤولة عن هذا الأمر .

في البداية، يجب أن نفهم معنى الطفرات، الطفرة هي تغير في بنية الجين، وهو الواحدة المسؤولة عن الوراثة، تتألف الجينات من الأحماض النووية الريية، وهو جزيء يتألف من النيكليوتيدات، وكل نكليوتيد يتألف من أربع واحدات جزئية هي الغوانين، السيتوزين، الأدنين، والثيمين، تحمل الجينات المعلومات في سلاسل النيكلوتيدات.

الطفرات في العالم الطبيعي والبكتريا مفيدة، لأنها يمكن أن تساعد في زيادة احتمالية بقاء البكتريا على قيد الحياة، ونقل جيناتها إلى بكتريا أخرى، وهذا يعني أن الطفرات بطريقة أو بأخرى تساعد في نجاة البكتريا أو تكاثرها، وعمليات الاصطفاء الطبيعي يمكن أن تسبب في جعل الطفرات الوراثية أكثر شيوعًا مع الوقت، لذلك يمكن اعتبار الطفرات في العالم الطبيعي والبكتريا مساهمة في عملية التطور.

الطفرات يمكن أن تكون مختلفة ومتنوعة: الطفرة النقطية – الطفرة الصبغية

الطفرات النقطية:

يمكن تشبيه الطفرة النقطية بأنها تغيير حرف واحد في الجملة، وفي حال تغير قاعدة واحدة في الجين، هذا يعني تغير كل الجين، ويمكن أن تظهر نتائج مختلفة تمامًا عن الحالة الطبيعية

مع تغير القواعد النيكليوتيدية، يمكن أن يتغير البروتين، أو لا ينتج بروتين من الأساس، ويمكن أن تكون الطفرات غير مؤذية، ويمكن أن تكون خطيرة، وفي حالة البكتريا يمكن أن تكون مفيدة في التخلص من المضادات الحيوية ومقاومة تأثيرها.

الطفرة الصبغية:

الطفرة الصبغية هي تغير في الكروموسومات التي تحمل الجينات، يمكن أن يحدث في هذه الطفرة إدخال الدنا في الصبغي، أو مضاعفة الصبغي، أو انتقال سلسلة الدنا من صبغي لآخر، ومثال عليها متلازمة داون التي تحدث في البشر

كيف تساعد الطفرات البكتيريا على البقاء في بيئة دائمة التغير

علمنا أن للطفرات دور إيجابي في مساعدة البكتريا على البقاء في بيئة متغيرة ومقاومة العوامل المؤذية، لكن كيف يتم ذلك؟!!

البكتريا يمكن أن تقاوم الصادات الحيوية من خلال طفرات عشوائية في الدنا كي تنجو، وإيجاد هذه الطفرات الجينية يمكن أن يساعد البكتريا على التخلص من الهجمات من الصادات الحيوية، لكن عند معرفة التغير بشكل محدد في السلسلة الجينية للبكتريا، يمكن ابتكار صاد حيوي يقضي على البكتريا، لكن هذا يعني أن الأمر بحاجة لبحث مستمر ودائم، للقضاء على البكتريا المقاومة للصادات الحيوية

مثال على مقاومة البكتريا بحث العلماء حول ما يخص الكليبسيلا الرئوية، وهي بكتريا شائعة تسبب إنتانات في الرئتين، الدم، وفي جروح المشافي، لدى المرضى الذين يعانون من ضعف في الجهاز المناعي، مثل الأشخاص في العناية المركزية.

الكليبسيلا هي واحدة من البكتريا التي طورت

مقاومة للمضادات الحيوية

، مثل عائلة من الصادات الحيوية تسمى الكاربابينيم، وهذه الصادات الحيوية تعتبر من الصادات المهمة التي كانت تستعمل في المشافي عند فشل أو مقاومة الصادات الأخرى، هذا يعني ببساطة أن الصاد الحيوي الذي كان قويًا ويستعمل كحل أخير يصبح الآن ضعيفًا أمام الكليبسيلا.

كل صاد حيوي له طريقة في التأثير على البكتريا، وطريقة تأثير الكاربابينيم على البكتريا هي من خلال قناة في الغشاء الخلوي للبكتريا، هذه القناة هي OmpK36، وقد اكتشف الفريق طفرة جينية تسبب إنتاج البكتريا لكمية أقل من البروتين، وإغلاق هذه القناة التي يدخل منها الصاد الحيوي ويؤثر على البكتريا، وبالتالي يبقى الصاد خارج البكتريا، وهذه الطريقة سببت نجاة الكليبسيلا الرئوية، على حساب فشل الصاد.

الطريقة الأخرى لمقاومة الصادات الحيوية تسمى الطفرة الصامتة، الطفرة الصامتة تعمل بشكل مختلف وتؤدي في النهاية لبقاء البكتريا ومقاومة الصاد الحيوي، الطفرة الصامتة هي تغير في الجينات، بحيث يتم إنتاج سلسلة مختلفة من الأحماض الأمينية مع وظائف مختلفة عندما يتم قرائتها من الريبوزومات، وتحويلها إلى بروتينات.

سميت بالطفرة الصامتة لأنها تنتج نفس سلسلة الأحماض الأمينية مع تغير في وسيط ال mRNA، مما يمنع الريبوزمات من قراءة الكود الجيني كما هو، ويؤدي ذلك لإنتاج سلسلة مختلفة من البروتينات.

بما أن الطفرة الصامتة لا تغير السلسلة الجينية، أي سلسلة الدنا، بل تغير الهيكل، ويؤدي ذلك لإنتاج سلسلة مختلفة من البروتينات.

بقاء البكتريا في بيئة دائمة التغير بسبب الطفرات

البكتريا تستطيع النجاة ومقاومة الصادات الحيوية بسبب آليات مختلفة، هذه الآليات هي:

• مقاومة الصادات الحيوية بسبب الطفرات في البكتريا
• نظرية البقاء للأقوى (الاصطفاء الطبيعي)
• الطفرات البيولوجية
• التبادل الجيني
• التكاثر السريع

نظرية البقاء للأقوى:

هذه النظرية تطبق في مجال الصادات الحيوية وتأثيرها على البكتريا، فعندما يتم تطبيق الصادات الحيوية على البكتريا، البكتريا التي تكون معرضة للصاد الحيوية تموت بسرعة، بينما البكتريا التي تقاوم الصاد هي التي تنجو وتقوم بتمرير جيناتها إلى الأجيال التالية، وبالتالي نشوء جيل آخر مقاوم للصادات الحيوية.

الطفرات البيولوجية:

يمكن أن تحدث طفرات عشوائية في الدنا تؤدي تؤدي لمقاومة الصادات الحيوية، ومن خلال الطفرات والاصطفاء، تطور البكتريا آلية دفاعية ضد الصادات الحيوية، ويمكن أن تطور الصادات الحيوية آلية توقف الصاد الحيوي قبل وصوله للهدف.

التبادل الجيني:

التبادل الجيني يحدث فيه إدخال نوع من البكتريا في بكتريا أخرى، وبالتالي استعمال الصادات الحيوية لمقاومة نوع من البكتريا، يمكن أن يؤدي لمقاومة البكتريا لأنواع أخرى من الصادات الحيوية.

مقاومة البكتريا للصادات الحيوي

ة: أول صاد حيوي تم ابتكاره في أربعينات القرن الماضي، ومع الوقت، جميع الصادات الحيوية التي تمت صناعتها فقدت فاعليتها مع الوقت، لكن في بداية اكتشاف الصادات الحيوية كانت بمثابة معجزة لقتل بكتريا كانت تسبب الموت، مثل ذات الرئة والسل، لكن مع الوقت، أصبحت هذه البكتريا مقاومة للصادات الحيوية، وهذا يعود بشكل كبير للاستعمال العشوائي للصادات بسبب جهل الناس، من البكتريا المقاومة للصادات نذكر

• المكورات العنقودية الذهبية
• عدوى العطيفة (الكامبيلوباكتر)

المكورات العنقودية الذهبية:

جميع سلاسل المكورات العنقودية الذهبية في الولايات المتحدة الأمريكية مقاومة للبنسلين، فلا يمكننا قتل هذا النوع من البكتريا بصاد حيوي بسيط مثل البنلسي، ومنذ عام 1997، أصبحت المكورات العنقودية المذهبة لها حساسية أقل للفانكومايسين.

عدوى الكامبيلوباكتر:

عدوى العطيفة أو

الكامبيلوباكتر

هي من أشيع أسباب الأمراض المنقولة بالأطعمة، والكامبيلوباكتر مقاومة للفلوروكينولون، وهذا الصاد كان الصاد القاتل للأمراض المنقولة بالغذاء، واليوم مقاومة الكامبيلوباكتر لهذا الصاد أدت إلى ابتكار أدوية أخرى للتخلص من البكتريا.