على ماذا يحتوي الجدار الخلوي في البكتيريا

يحتوي الجدار الخلوي في البكتيريا على

ببتيدوجلايكان

هي المادة الأساسية المشكلة للجدار الخلوي في البكتريا وتسمى ايظاً

الببتيدوغليكان


. وهو عبارة عن بوليمير من السكر والأحماض الأمينية أو البروتينات، وحوالي 90% من البكتريا تملك جدار خلوي، ويمكن أن يكون جدار خلية الخلايا سلبية الغرام، أو جدار الخلايا إيجابية الغرام.

يتواجد جدار الخلايا خارج غشاء الخلية، وهي الطبقة الإضافية التي توفر حماية إضافية للأغشية الخلوية، تحوي البكتريا إيجابية الغرام وسلبية الغرام مكون يعرف باسم الببتيدوغليكان (يعرف أيضًا بالميريين)، وهذه المادة لا تتواجد في أي جدار خلية أخرى سوى البكتريا، وتحوي البكتريا بالطبع مكونات أخرى تساهم في تعقيد جدار الخلية، والجدار الخلوي للبكتريا أكثر تعقيدًا من الجدار الخلوي للكائنات البدائية التي يتألف جدارها من مكون واحد فقط، مثل السيللوز الذي يتواجد في الجدار الخلوي للطحالب أو الكيتين الذي يتواجد في جدار الخلايا الفطرية.

وظائف الجدار الخلوي للبكتريا

للجدار الخلوي للبكتريا وظائف أساسية، وهي :

• توفير دعم إضافي للخلايا
• الحفاظ على شكل الخلية
• ضرورية لنمو الخلايا، وتكاثرها، والحصول على المواد المغذية، والحركة
• حماية الخلية من التحال الاسموزي عندما تنتقل الخلايا من بيئة لأخرى أو تنقل المغذيات من الوسط المحيط، وللجدار الخلوي أهمية بارزة في حماية الخلية من ضعف التوازن الاسموزي في الخلية اثناء انتقال الماء بحرية من الغشاء الخلوي والجدار الخلوي
• الحفاظ على الخلية وحمايتها من السموم، وهذه العملية تكون واضحة للبكتريا سلبية الغرام
• مقاومة بعض السلالات المرضية [1]

تركيب الجدار الخلوي في البكتيريا

جدار الخلية البكترية يتألف من بروتين عديد السكاريد يسمى الببتيدوغليكان (والذي يعرف باسم ببتيد المورين)، يتواجد الببتيدوغليكان في جدار الخلية البكترية، ولا يوجد في أي مكان آخر

الببتيدوغليكان هو البنية الاساسية في جدار الخلية ويتألف من مشتقات الجلوكوز، وهي:

• N- أسيتيل جلوكوزامين (NAG)
• حمض أستيل الميوراميك

يتألف الببتيدوغليكان من سلاسل طويلة متغيرة من N- أسيتيل جلوكوزامين (NAG)، وحمض أستيل الميوراميك، وترتبط هذه السلاسل مع بعضها البعض من خلال أربع أحماض أمينية، كثرة الروابط والتشابك يزيد من قوة الببتيدوغليكان، ويسمح بحركة الجزيئات الصغيرة عبر المسام، ويسمح بدخولها للخلية أو خروجها، لكنه لا يسمح بدخول الجزيئات الكبيرة، ووجود الايزومير-د في بعض الأحماض الأمينية يجعل الببتيدوغليكان مقاوم للبروتياز (البروتياز يساعد على شق الببتيدوغليكان)

جدار البكتريا يتضمن مكونات أخرى غير الببتيدوغليكان، وهذه المكونات تساهم في خصائص الجدار الخلوي، ومن الجدير بالذكر أن تركيب البكتريا سلبية الغرام وإيجابية الغرام مختلفة عن بعضها البعض في بعض الأمور في تركيب الجدار الخلوي.

بكتيريا عديمة الجدار الخلوي

بالرغم من أن 90% من البكتريا تحوي جدار خلوي، إلا أن ذلك يعني أن 10% من البكتريا من البكتريا لا تملك جدارًا خلويًا، على سبيل المثال، لا تحوي المتفطرات أو المايكوبلازما على جدار خلوي، بل تحوي فقط على غشاء خلوي، وبسبب انعدام الجدار الخلوي، تصبح المايكوبلازما أكثر عرضة للتغيرات التناضحية، وهي تقوم بتغيير أشكالها، وتتواجد بأنماط عديدة، وذلك لعدم وجود جدار خلوي لها، كما يساعدها انعدام الجدار الخلوي على مقاومة الكثيرة من الصادات الحيوية التي تستهدف الجدار الخلوي في البكتريا.

رأينا أن بعض البكتريا كالمفطورات (المايكوبلازما) لا تحوي جدارًا خلويًا، ويختلف أيضًا تركيب

الجدار الخلوي

بين أنواع البكتريا، فالبكتريا سلبية الغرام وإيجابية الغرام تحوي جميعها جدارًا خلويًا، لكن تركيب الجدار يختلف بين النوعين.

العالم الذي قسم البكتريا إلى سلبية الغرام وإيجابية الغرام هو العالم هانس غرام عام 1884، واكتشف هذه العملية من خلال سلوك البكتريا تجاه صبغة غرام، هذه العملية تتضمن تطبيق صبغة بنفسجية اللون من أجل التفريق بين نوعي البكتريا، فالبكتريا إيجابية الغرام تحافظ على الصبغة البنفسجية، أما البكتيريا سلبية الغرام، فلا تحافظ عليها، وتتلون باللون الوردي، وهذا الاختلاف في التلوين يعود بشكل رئيسي إلى الاختلاف في تركيب الجدار الخلوي في كل من البكتريا سلبية وإيجابية الغرام. [2]

يحتوي الجدار الخلوي في البكتيريا سلبية وإيجابية الغرام

جدار الخلية إيجابية الغرام


الخلية إيجابية الغرام تملك جدار خلوي سميك سماكته حوالي 15-80 مم، ويكون أكثر تجانسًا من البكتريا سالبة الغرام، يحوي جدار الخلية إيجابية الغرام من كمية كبيرة من الببتيدوغليكان مرتبة في طبقات عدة، والببتيدوغليكان في جدار الخلية إيجابية الغرام يشكل ما يقارب 40-80% من الوزن الجاف.

المكون الإضافي في جدار الخلية إيجابية الغرام والذي يميزها هو أحماض التيكويك، وبالإضافة إلى هذه الأحماض تحوي الخلية سكاكر حيادية وسكاكر حمضية كوحدات فرعية من السكاكر

لأحماض التيكويك أدوار كثيرة ومهمة في الخلية، مثل تشكيل الشحنة السالبة للخلية، وهذه الشحنة السالبة تعتبر ضرورية من أجل توفير قوة دافعة للبروتون، كما يساهم حمض التيكويك في قوة جدار الخلية وصلابتها، والحفاظ على شكل الخلية، وهذا ضروري للغاية للبكتريا العصوية، وتظهر الأبحاث العلمية أن لأحماض التيكويك دورًا في مقاومة درجات الحرارة المرتفعة وارتفاع تراكيز الملح، بالإضافة لمقاومة الصادات الحيوية بيتا- لاكتام، كما تساعم أحماض التيكويك في انقسام الخلية البكتيرية، من خلال تعزيز الاصطناع الحيوي للبتيدوغليكان.

جدار الخلية سلبية الغرام


جدار الخلية سلبية الغرام أكثر تعقيدًا من البكتريا إيجابية الغرام، ويحوي على تشكيلة أكبر من المكونات، لكن يحوي بالتأكيد على المكون الأساسي في تشكيل جدار الخلية وهو الببتيدوغليكان، لكن نسبته أقل من الخلية إيجابية الغرام، ولا يشكل سوى 5-10% من جدار الخلية، الشيء الذي يميز الخلية سلبية الغرام هو وجود غشاء بلازمي يقع خارج طبقات الببتيدوغليكان، ويعرف هذا الغشاء باسم الغشاء الخارجي، ويتكون الغشاء الخارجي من طبقة من عديدات السكاكر الدهنية تكون مثبته في الغشاء الخارجي.

طبقة عديدات السكاكر الدهنية لها وظائف عديدة ضمن الخلية مثل تشكيل الشحنة السالبة للخلية، والمساعدة على استقرار الغشاء الخارجي، والحماية من العوامل الكيميائية الضارة من خلال منع وصولها لداخل الخلية

الطبقة عديدة السكاكر الدهنية تحوي مولد الضد O الذي يحفز رد الفعل المناعي في الكائن المضيف، وهذا الأمر يسبب توليد الصادات الحيوي، ويحوي أيضًا الليبيد A، الذي يشكل مادة سامة، أو اندوتوكسين ويسبب الكثير من الأمراض والأعراض كالإسهال والحمى.