CALM/arwiki huggingface dataset:
ومن جدران الخلايا الشائعة الببتيدوجلايكان (وتسمى "ميورين" في المصادر القديمة)، وهو مصنوع من سلاسل عديدة السكريات عبر روابط ببتيدية تحتوي على الأحماض الأمينية -دي. يختلف جدار الخلية البكتيرية عن جدار خلايا النبات والفطريات، من حيث أنها مصنوعة من السليلوز والكيتين، على التوالي. ويتميز جدار الخلية البكتيرية أيضا بذلك عن البكتيريا العتيقة التي لا تحتوي على ببتيدوجلايكان. ويُعد جدار الخلية ضرورياً لنجاة العديد من البكتيريا، والمضاد الحيوي البنسلين قادر على قتل البكتيريا عن طريق تثبيط خطوة في تصنيع ببتيدوجلايكان.
وبشكل عام، هناك نوعان مختلفان من جدار الخلية في البكتيريا، موجبة الجرام وسالبة الجرام. وقد نشأت هذه الأسماء من تفاعل الخلايا لصبغة جرام، وهو اختبار مستخدم من فترة طويلة لتصنيف الأنواع البكتيرية.
تمتلك البكتيريا إيجابية الغرام جدارًا خلويًا سميكًا يحتوي على طبقات عديدة من الببتيدوجليكان والأحماض التكوئيكية. في المقابل تمتلك البكتيريا سلبية الغرام جدارًا خلويًا رقيقًا نسبيًا يتكون من طبقات قليلة من الببتيدوجليكان محاطة بغشاء دهني يتكون من عديدات السكاريد الدهنية و البروتينات الدهنية. تتكون عديدات السكاريد الدهنية (تُسمى أيضًا بالسموم داخلية المنشاْ) من عديدات السكاريد و الدهن أ (المسؤول عن أغلبية سمية البكتيريا سلبية الغرام). تمتلك معظم البكتيريا جدران خلوية سلبية الغرام، و مجرد متينات الجدار (المعروفة سابقًا بالبكتيريا إيجابية الغرام ذات محتوى ال جي+سي المنخفض) وتمتلك الشعاويات (المعروفة سابقًا بالبكتيريا إيجابية الغرام ذات محتوى ال جي+سي المرتفع) النظام إيجابي الغرام. يمكن لهذه الاختلافات في البنية أن تنتج اختلافات في قابلية التأثر بالمضادات الحيوية: على سبيل المثال، يستطيع الفانكوميسين قتل البكتيريا إيجابية الغرام فقط وهو غير فعال ضد أمراض الخلايا سلبية الغرام، مثل المستديمات النزلية والزائفة الزنجارية. يسمى الجدار الخلوي إذا تمت إزالته بالكامل بالجبلة المجردة، و إذا تمت إزالته جزئيًا بالكوراء. تمنع مضادات بيتا-لاكتام (مثل البنسلين) تشكل تشابكات الببتيدوجليكان في الجدار الخلوي البكتيري. يعمل إنزيم "لايسوزايم" (الموجود في دموع الإنسان) أيضًا على هضم الجدار الخلوي للبكتيريا و يعد دفاع الجسم الأساسي ضد أمراض العين.
تكون البكتيريا الصامدة للحمض، مثل "المتفطرة"، مضادة لإزالة الصبغة من قبل الأحماض خلال إجراء التلوين في علم الأحياء. يعد احتواء المتفطرة لمحتوى عالٍ من حمض المايكوليك السبب في نمط التلوين من الامتصاص الضعيف الذي يتلوه لاستبقاء العالي. أكثر طرق التلوين استعمالاً لتحديد البكتيريا الصامدة للحمض هي تلوين تسيل-نلسن (أو تلوين صامد للحمض)، و الذي تُلون فيه العُصيات الصامدة للحمض باللون الأحمر الفاقع مما يُبرزها بوضوح ضد خلفية زرقاء. بكتيريا أل هي سلالة من البكتيريا التي لا تحتوي على جدار خلوي. أبرز أنواع البكتيريا المعدية في هذه الطائفة هي "المفطورة" (ينبغي عدم الخلط بينها و بين "المتفطرة").
في العديد من البكتريا، طبقة سطحية تتكون من جزيئات البروتين الصلبة والمنتظمة لتغليف الخلية. توفر هذه الطبقة حماية فيزيائية وكيميائية لسطح الخلية وتمثل حاجزا لانتشار الجزيئات. تؤدي الطبقة السطحية وظائف متنوعة وغير مفهومة في معظمها، لكن المعروف عنها أنها تمثل عامل ضراوة في العطيفة وتحتوي على أنزيمات عصوية دهنية أليفة الحرارة.
الأسواط عبارة عن تراكيب بروتينية صلبة، عرضها حوالي 20 نانومترا وطولها حوالي 20 مايكرومترا، وهي تستخدم للحركة. تندفع هذه الأسواط بواسطة الطاقة المنبعثة من انتقال الأيونات بالتدرج الكهروكيميائي عبر غشاء الخلية.
الأهداب (وتسمى بعض الأحيان "شعيرات متعلقة") وهي عبارة عن خيوط رفيعة من البروتين، عرضها 2-10 نانومتر وطولها يصل لعدة مايكرومترات. وهي موزعة على سطح الخلية، وتشبه الشعر الخفيف تحت المجهر الإلكتروني. يعتقد أن الأهداب تشارك في الالتصاق بالأسطح الصلبة أو خلايا أخرى وهي ضرورية لضراوة بعض البكتيريا الممرضة. الشعيرات هي عبارة عن زوائد خلوية، أكبر بقليل من الأهداب، وتستطيع نقل المادة الجينية بين الخلايا البكتيرية بعملية تسمى الاقتران حيث تسمى شعرة الاقتران أو "الشعرة الجنسية" (انظر الوراثة البكتيرية، أدناه) أيضا تستطيع الشعيرات إنتاج حركة بحيث تسمى الشعرة الرابعة (انظر الحركة، أدناه).
يُنتج الكنان السكري بواسطة العديد من البكتيريا ليحيط بخلاياها، ويختلف في مدى تعقيده التركيبي: من طبقة لزجة غير منتظمة من البوليمر خارج الخلية، إلى كبسولة منظمة للغاية. هذه التراكيب تحمي الخلايا من الابتلاع بالخلايا حقيقية النواة، مثل الخلايا البالعة. وأيضا تعمل كمولد مضاد وتشارك في التعرف على الخلية، وكذلك تساعد على الالتصاق بالأسطح وتشكيل الأغشية الحيوية.
يعتمد ترتيب هذه التراكيب خارج الخلية على نظام الإفراز البكتيري. تنقل البروتين من السيتوبلازم إلى البلازم المحيط أو إلى البيئة المحيطة بالخلية. العديد من أنواع الأنظمة الإفرازية معروفة وتُشكل هذه التراكيب أهمية من حيث ضراوة مسببات المرض، بحيث تمت دراستها مكثفا.
الحويصلات.
تستطيع أجناس معينة من البكتيريا إيجابية الجرام مثل المطثية و العصوية و سبوروهالوباكتير وأنايروباكتير و هيليوباكتير أن تُشكل تراكيباً كامنة شديدة المقاومة تُدعى الحوصلة. وفي معظم الأحوال، يتم تشكيل حوصلة واحدة (و لا تكون عملية توالدية)، مع أن الأنايروباكتير تستطيع أن تُشكل إلى ما يصل لسبع حويصلات في الخلية الواحدة. تمتلك الحويصلات مركزاً أساسياً من الهيولي الذي يحتوي على الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين و الريبوسوم محاطٌ بطبقة من القشرة ومحمي بغطاء قوي و غير قابل للاختراق. يشكل حمض الديبيكولينيك (مركب كيميائي) من %5 إلى %15 من الوزن الجاف لحويصلات البكتيريا. و يُفهم بأن هذا الحمض هو المسؤول عن مقاومة الحرارة لدى الحويصلات.
لا تُظهر الأبواغ قابلية الكشف عن عمليات الأيض و يمكنها تحمل الضغوط الفيزيائية والكيميائية الصارمة، مثل المستويات العالية من الأشعة الفوق البنفسجية، وأشعة جاما و المنظفات والمطهرات و الحرارة والتجمد، والضغط والجفاف. في هذه الحالة من السبات، قد تظل هذه الكائنات على قيد الحياة لملايين السنين، وتسمح الأبواغ حتى للبكتيريا بالنجاة من التعرض إلى الفراغ والإشعاع في الفضاء. وفقا للعالم الدكتور ستاين سيغوردسون " فإنه تم العثور على جراثيم بكتيرية حية بعمر أربعين مليون سنة على كوكب الأرض -- ونعلم أنها متصلبة جدا للإشعاع" يمكن للأبواغ المكونة للبكتيريا أيضا التسبب بالأمراض: على سبيل المثال: الإصابة بالجمرة الخبيثة عن طريق إستنشاق أبواغ البكتيريا المسببة للجمرة الخبيثة، وتلوث الجروح العميقة بأبواغ المطثية الكزازية التي تسبب مرض الكزاز.
عملية الأيض-الإستقلاب.
للحصول على المزيد من المعلومات: عملية الأيض البكتيري
تُظهر البكتيريا تشكيلة واسعة جدًا من أنواع التمثيل الغذائي. وقد جرت العادة على استخدام توزيع الصفات الأيضية ضمن مجموعة من البكتيريا لتحديد تصنيفها، ولكن هذه الصفات لا تتوافق غالبًا مع التصنيفات الجينية الحديثة.[84] كما أنه يتم تصنيف عملية الأيض (التمثيل الغذائي) البكتيري ضمن المجموعات الغذائية على أساس ثلاثة معايير رئيسية: نوع الطاقة المستخدمة للنمو، و مصدر الكربون، و الجهات المانحة للإلكترون المستخدم للنمو. معيار إضافي للجهاز التنفسي للكائنات الحية الدقيقة يتمثل في مستقبلات الإلكترون المستخدم في التنفس الهوائي أو اللاهوائي.
تعد عملية أيض الكربون في البكتيريا إما غيرية التغذية، حيث تستخدم مركبات الكربون العضوي كمصادر للكربون، أو تعتبر ذاتية التغذية، وبمعنى آخر أنه يتم اكتساب الكربون الخلوي عن طريق تحديد ثاني أكسيد الكربون. تشمل البكتيريا غيرية التغذية بعض الانواع الطفيلية. تعد البكتيريا ذاتية التغذية ضوئية التغذية مثل البكتيريا الزرقاء أو الخضرييات أو بعض البكتيريا الأرجوانية، ولكن بعض الأنواع جمادية التغذية مثل البكتيريا الآزوتية أو بكتيريا الكبريت المؤكسد. تعتبر طاقة عملية الأيض في البكتيريا إما على أساس التغذية الضوئية باستخدام الضوء من خلال عملية البناء الضوئي، أو على اساس التغذية الكيميائية باستخدام المواد الكيميائية للحصول على الطاقة، والتي تتأكسد في الغالب على حساب الأكسجين أو مستقبلين الإلكترون البديل (التنفس الهوائي / التنفس اللاهوائي).
تنقسم البكتيريا من ناحية اخرى إلى التغذية الغير عضوية التي تستخدم مانحات الإلكترون غير العضوية و التغذية العضوية التي تستخدم المركبات العضوية كمانحات للإلكترون. تستخدم الكائنات الكيميائية مانحات الإلكترون الخاصة بها للحفاظ على الطاقة (عن طريق التنفس الهوائي/ اللاهوائي أو التخمر) وتفاعلات التركيب الحيوي (على سبيل المثال: تثبيت ثاني أكسيد الكربون) ، في حين تستخدمهم الكائنات ضوئية التغذية فقط لأغراض التركيب الحيوي. تستخدم الأجهزة التنفسية للكائنات الحية المركبات الكيميائية كمصدر للطاقة من خلال اتخاذ الإلكترونات من الركيزة المصغرة و نقلهم إلى الطرف الآخر من قابلي الإلكترون في تفاعل أكسدة النيتروجين. يصدر هذا التفاعل طاقة يمكن أن تستخدم لإنشاء ثلاثي فوسفات الأدينوسين و تحرك عملية الأيض. يستخدم الأكسجين في الكائنات ذات التنفس الهوائي كمستقبل الإلكترون. تستخدم مركبات غير عضوية في الكائنات ذات التنفس اللاهوائي مثل: النترات أو الكبريتات أو ثاني أكسيد الكربون يستخدم جميعهم كمستقبلات الإلكترون. وهذا يؤدي إلى العمليات الهامة بيئيًا من عملية نزع النتروجين، الحد من الكبريتات وعملية التخلل على التوالي.
يعتبر التخمر طريقة أخرى للحياة للكائنات كميائية التغذية في غياب مستقبلين الإلكترون، حيث يتم نقل الإلكترونات المأخوذة من الركائز المصغرة إلى وسيط متأكسد لتوليد منتجات التخمير المخفضة (على سبيل المثال: اللاكتات و الإيثانول والهيدروجين و الحمض الزبدي). يعتبر التخمر محتملا بسبب ارتفاع محتوى الطاقة من الركائز أعلى منه في المنتجات. والتي تسمح للكائنات الحية إنتاج ثلاثي فوسفات الأدينوسين و التحكم في عمليات الأيض.
تعتبر هذه العمليات مهمة أيضا في الاستجابات البيولوجية للتلوث: على سبيل المثال، تعتبر البكتيريا المقلصة للكبريت مسؤولة إلى حد كبير عن إنتاج أشكال شديدة السمية من الزئبق (ميثيل الزئبق و ثنائي ميثيل الزئبق) في البيئة. تستخدم اللاهوائيات التخمير لتوليد الطاقة والحد من القوة، إفرازات التمثيل الغذائي من المنتجات (مثل الإيثانول المتخمر) تعتبر مهملة. يمكن للاهوائيات الاختيارية التبديل بين التخمر و مستقبلين الإلكترون الطرفي تبعا للظروف البيئية التي يجدون أنفسهم بها. التخمير لتوليد الطاقة والحد من القوة، افرازات التمثيل الغذائي من المنتجات (مثل الإثانول المتخمر) تعتبر مهملة. يمكن للاهوائيات الاختيارية التبديل بين التخمر و مستقبلين الإلكترون الطرفي تبعا للظروف البيئية التي يجدون أنفسهم بها.
يمكن للبكتيريا جمادية التغذية استخدام المركبات غير العضوية كمصدر للطاقة. ويعتبر الهيدروجين وأول أكسيد الكربون من المصادر غير العضوية الشائعة المانحة للإلكترونات، كذلك الأمونيا (مما يؤدي إلى النترجة) وأكسيد الحديد الثنائي وبعض أيونات المعادن المختزلة، وبعض مركبات الكبريت المختزلة. في الظروف الإستثنائية يمكن للبكتيريا المعتمدة على الميثان استخدام غاز الميثان كمصدر للإلكترونات وكركازة لعملية ابتناء الكربون. يتم استخدام الأكسجين كمستقبل إلكترون طرفي خلال عمليتي التغذية الضوئية والكيميائية الهوائيتين (في حالة وجود هواء)، بينما يتم استخدام المركبات غير العضوية خلال عمليات التغذية اللاهوائية (أي عدم وجود هواء). معظم الكائنات جمادية التغذية هي ذاتية التغذية، بينما الكائنات عضوية التغذية تعتبر غيرية التغذية.
بالإضافة إلى تثبيت ثاني أكسيد الكربون خلال عملية التمثيل الضوئي، تثبت بعض البكتيريا غاز النيتروجين (التثبيت الحيوي للنيتروجين) بإستخدام إنزيم النيتروجينيز. هذه السمة الهامة بيئيا توجد في معظم أنواع البكتيريا الأيضية المذكورة أعلاه، ولكنها ليست صفة شاملة.
بغض النظر عن نوع عملية الأيض المتسخدمة من قِبَل البكتيريا فإن غالبية أنواع البكتيريا قادرة على إستيعاب المواد الخام فقط على شكل جزيئات صغيرة نسبيا، والتي تدخل الخلية عن طريق الانتشار أو عبر القنوات الجزيئية في الغشاء الخلوي. تعد المستعلقات هي الاستثناء في هذا الأمر (أيضا في امتلاكها أغشية حول موادها النووية). وقد تبين مؤخرا أن بكتيريا الجيماتا أوبسكيوريجلوبس قادرة على إدخال جزيئات كبيرة من خلال عملية تشبه إلى حد كبير عملية الالتقام الخلوي (البلعمة)، وهي العملية المستخدمة من قبل حقيقيات النوى لابتلاع العناصر الخارجية.
النمو والتكاثر.
خلافًا لما يحدث في الكائنات متعددة الخلايا فإن الزيادة في حجم خلية الكائنات وحيدات الخلية (نمو الخلية والتكاثر عن طريق الإنقسام الخلوي) مرتبط بشدة. تنمو البكتيريا إلى حجم معين ثم تتكاثر عن طريق الانقسام الثنائي وهو نوع من التكاثر اللاجنسي. تحت الظروف المثالية يمكن للبكتيريا النمو والانقسام بسرعة كبيرة جدًا، ويمكن لتعدادها أن يبلغ الضعف في غضون 9,8 دقائق. في عملية الانقسام الخلوي يتم إنتاج خليتين ابنة متطابقتين بالإستنساخ. بعض أنواع البكتيريا وبينما لاتزال تتكاثر لاجنسيًا تُشكل بُنى تكاثرية أكثر تعقيدًا تساعد على انتشار الخلايا الوليدة حديثًا، من الأمثلة على ذلك: التشكيل الثمري الذي تتخذه بكتيريا الجرثومة المخاطية والخيوط الفطرية الهوائية التي تشكلها بكتيريا المتسلسلة أو التبرعم. وتتم عملية التبرعم عن طريق تشكل نتوء في الخلية والذي بدوره ينفصل ليشكل خلية ابنة جديدة.
في المختبرات عادة ما تُنمى البكتيريا باستعمال وسط صلب أو سائل. تستخدم البيئة الصلبة فيها مواد مثل الأجر التي تستخدم في مزارع سلاسل البكتيريا المعزولة، أما البيئة السائلة أو الوسط السائل فعادة يستخدم عندما يراد قياس النمو أو أعداد كبيرة من الخلايا. واستخدام الوسط السائل يحدث حتى في الخلايا طور التكوين ويسهل من عملية تقسيم المزرعة البكتيرية وحتى نقلها رغم صعوبة عزل البكتيريا عن الوسط السائل. الوسط المختار لاستخدامه (الوسط يكون محدداً بإضافات معينة مغذية له أو منزوعه منه أو بإضافة مضادات حيوية) من الممكن أن يساعد في تحديد نوع الكائنات.
معظم التقنيات المخبرية تستخدم لإنماء البكتيريا لمستويات عالية من المغذيات لإنتاج أعداد كبيرة من الخلايا بأرخص وبأسرع وقت. على أية حال في البيئة الطبيعية تكون المغذيات محدودة، ويعني هذا أن البكتيريا تكون غير قادرة على استمرارية التكاثر لوقت أطول. هذه المغذيات المحدودة قادت إلى التطور في استراتيجيات النمو. (انظر r/K selection theory) بعض الكائنات تستطيع أن تنمو بسرعة هائلة عندما تتواجد التغذية، مثل الغال و السينوبيكتيريا والتي تظهر عادة في البحيرات أثناء فصل الصيف. وكائنات أخرى تتكيف مع البيئات القاسية مثل البكتيريا المنتجة لسلسلة من المضادات الحيوية وهي المتسلسلة والتي تثبط نمو الميكروبات. في الطبيعة العديد من الكائنات التي تعيش في مجتمعات مثل البيوفيلم والتي تسمح بزيادة التزود بالغذاء والحماية من العوامل المناخية. هذه العلاقات من الممكن أن تساعد بشكل أساسي للنمو في كائنات محددة أو مجموعة منها.
تتبع نمو البكتيريا أربع مراحل، فعند بداية دخول مجموعة من البكتيريا إلى بيئة غنية بالمواد الغذائية تسمح لها بالنمو، تحتاج الخلايا أن تتكيف مع هذه البيئة الجديدة أولًا. المرحلة الأولى من مراحل النمو هي المرحلة الفاصلة وهي مرحلة يكون النمو فيها بطيئًا وعندها تكون خلايا البكتيريا في مرحلة تكيف مع البيئة الجديدة وتتهيأ للنمو السريع. وتتميز هذه المرحلة بمعدل تصنيع حيوي عالي، حيث يتم تصنيع البروتينات اللازمة للنمو السريع. المرحلة الثانية من النمو هي المرحلة اللوغاريتمية، وتعرف أيضا بالمرحلة الأسية، هذه المرحلة تمتاز بنمو أسي سريع. والمعدل الذي تنمو به الخلايا في هذه المرحلة يعرف ب معدل النمو (k) والوقت اللازم للخلايا لتضاعف عددها يعرف ب زمن التكاثر"الإنشاء" (g). خلال المرحلة الوغاريتمية يتم تمثيل المواد الغذائية بسرعة عالية حتى تستنفذ إحدى هذه المواد الغذائية وتحد من سرعة النمو. المرحلة الثالثة من مراحل النمو هي مرحلة الثبات وهي ناتجة عن استنفاذ المواد الغذائية، حيث تقوم الخلايا بالتقليل من نشاطاتها التمثيلية وتستهلك البروتينات الخلوية الغير أساسية. مرحلة الثبات هي مرحلة التحول من النمو السريع إلى حالة الاستجابة للضغوط وهناك زيادة في التعبير الجيني المسؤول عن إصلاح الحمض النووي DNA والنقل النشط للمواد الغذائية، والتمثيل الغذائي لمضادات التأكسد. والمرحلة النهائية هي مرحلة الموت، حيث تستنفذ البكتيريا جميع المواد الغذائية وتموت.
لمعلومات أكثر: البلازميد، المجين
أكثر البكتيريات لديها كروموسوم دائري واحد ومن الممكن أن يتراوح حجمه من 160,000 زوج قاعدي فقط في البكتيريا ذات التعايش الجواني كانديداتوس كارسونيلا رودي، حتى 12,200،000 زوج قاعدي في البكتيريا التي تعيش في التربة سورانيوم سيلولوسوم.[ وتعتبر الملتويات من جنس بوريليا استثنائية بوضوح في هذا التنظيم مع بكتيريا مثل بوريليا بورغدوفيريه المسببة لمرض لايم والتي تحتوي على كروموسوم خطي وحيد. فعادة ماتكون الجينات في الجينومات البكتيرية متمددة أحادية مستمرة للحمض النووي، وبالرغم من أن عدة أنواع مختلفة للانترون تظهر في البكتيريا، إلا أن هذه نادرة جدا من تلك التي في حقيقيات النواة.
البكتيريا أيضاً تحتوي على بلازميدات وهي عبارة عن كروموسومات إضافيه للحمض النووي التي تحمل جينات لمقاومه المضادات الحيوية أو عوامل الفوعة (حدة خبث البكتيريا). بما أن البكتيريا كائنات حية لا جنسية ، فإنها ترث نسخ مطابقة لجينات الوالدين (تناسلية) ، ولكن من ممكن أن تتعرض جميع البكتيريا لتغيرات الحامض النووي عن طريق التهجين أو الطفرات. تحدث الطفرات نتيجة عن أخطاء وقعت أثناء عمليه تنسّخ الحمض النووي أو من خلال التعرض لمطفرات جينيية. تختلف معدلات الطفرة على نطاق واسع بين الأنواع المختلفة من البكتيريا وحتى بين الأنساب المختلفة من نوع واحد من البكتيريا. تحدث التغيرات الجينية في الجينوم البكتيري إما عن طريق طفرات عشوائيه أثناء التكاثر أو من خلال ( طفره الإجهاد الموجهة) حيث الجينات تدخل في عمليات تكاثر محدده تزيد من معدل الطفرات.
عملية انتقال الحمض النووي.
تنقل بعض البكتريا المادة الوراثية بين الخلايا. قد تتم هذه العملية بثلاث طرق رئيسية. أولا:تأخذ البكتريا الحمض النووي خارج المنشأ من بيئته في عملية تسمى التحول. تستطيع الجينات أن تنتقل أيضا بواسطة عملية تسمى التنبيغ التي تحدث عند دخول فيروس إلى البكتريا العاثية فيندمج الحمض النووي الغريب مع المادة الوراثية للبكتيريا. الطريقة الثالثة لانتقال الجين بواسطة الاقتران بحيث ينتقل الحمض النووي من خلال الاتصال المباشر للخلية تحدث عملية نقل الحمض النووي إلى البكتريا ( التنبيغ) بواسطة الفيروس العاثي نتيجة أخطاء متكررة في عملية التجميع داخل الخلايا من جزئيات الفبروس بدلا من تكيف البكتيريا عملية الاقتران في نظام بكتيريا الإشريكية القولونية التي تمت دراستها يتم تحديده من قبل جينات بلازميدية و هو تكيف لنقل نسخ بلازميد عديدة من خلية بكتيرية لخلية أخرى ومن النادر انتقال البلازميد و اندماجه في كروموسوم البكتيريا المضيفة و في وقت لاحق تتم عملية نقل جزء من الحمض النووي للبكتيريا المضيفة الي بكتيريا أخرى و يبدو أيضا ان عملية نقل البلازميد بواسطة الحمض النووي للبكتريا المضيفة تكون عملية عرضية بدلا من تكيف بكتيري
التحوّل البكتيري هو عكس الاقتران أو التنبيغ، ويعتمد على العديد من الجينات البكتيرية الوراثية التي تتفاعل لأداء هذه العملية المعقدة بالتحديد. وبالتالي يتضح أن التحول عبارة عن تكيّف بكتيري لنقل الحمض النووي. من أجل أن تتم عملية التحول البكتيري، تتناول و تدمج مانح الحمض النووي داخل كروموسوم خاص بها، فهي أولاً لابد أن تدخل في حالة فسيولوجية تُسمى "الكفاءة" ( انظر الكفاءة الطبيعية). في العصوية الرقيقة، ويلزم ما يقارب 40 موروث جيني لتطوير الكفاءة. ويبلغ طول مدة تحول الحمض النووي أثناء (ب) تحولات رقيقة مابين ثلث كروموسوم أو حتى كروموسوم كامل. و يبدو أن التحول هو الأمر الشائع بين أنواع البكتيريا، ومن المعروف أن هناك ما يقارب 60 نوع على الأقل من البكتيريا ذات القدرة على التكافوء لعملية التحوّل. عادة ما يرتبط تطوير الكفاءة في الطبيعة مع الظروف البيئية الضاغطة، ويبدو أن التكيف من أجل تسهيل إعادة الحمض النووي من التلف في الخلايا المتلقيّة.
في الظروف العادية، يشمل التنبيغ، الاقتران، والتحول ، نقل الحمض النووي بين البكتيريا الفردية من نفس النوع، ولكن أحياناً تحدث هذه العمليات بين أنواع مختلفة من البكتيريا، مما يؤدي إلى عواقب كبيرة مثل: نقل المضادات الحيوية المُقاومة. في مثل هذه الحالات، يسمى اكتساب الجينات من بكتيريا أو بيئة اخرى بالنقل الأفقي للجينات ويمكن أن تكون شائعة تحت الظروف الطبيعية. عملية تحول الجينات مهمة بشكل خاص من أجل مقاومة المضادات الحيوية كما أنه أيضاً يسمح للتحول السريع للجينات المقاومة بين مسببات الأمراض المختلفة.
العاثيات (فيروسات تغزو البكتيريا).
العاثيات عبارة عن فيروسات تغزو البكتيريا وتوجد أنواع عديدة من العاثيات ويمكن أن يُصيب بعضها البكتيريا المُضيفة ويُذيبها، في حين ينزرع بعضها في كروموسوم البكتيريا فالجراثيم يمكن أن تحتوي على جينات تسهم في النمط الظاهري للخلايا المضيفة لها: على سبيل المثال، في تطور بكتيريا مطثية وشيقية فالجينات السامة المُندمجة في عاثية تُحول البكتيريا غير الضارة الموروثة إلى فيروس مميت وتقاوم البكتيريا التهاب العاثية عن طريق أنظمة تعديل القيد التي تحلل الحمض النووي الأجنبي، ونظام يستخدم متواليات كريسبر للاحتفاظ بأجزاء من جينوم العاثية والذي تكون البكتيريا قد اتصلت به في الماضي، مما يقوم بمنع تكاثر الفيروس من خلال تداخل الحمض النووي الريبي. يزود هذا النظام من متواليات كريسبر البكتيريا بمناعة مكتسبة ضد الالتهابات.
الإفراز.
تُفرز البكتيريا بشكل مستمر مواد كيميائية في بيئتها من أجل تعديلها لصالحها. وغالباً ما تكون الإفرازات عبارة عن بروتينات وقد تعمل كأنزيمات تهضم بعض أنواع الأغذية في البيئة.
التلألؤ الحيوي.
مزيد من المعلومات: بحر محترق
لدى عدد قليل من البكتيريا أنظمة كيميائية تنتج الضوء. ويحدث هذا التلألؤ البيولوجي غالبا في البكتيريا التي تعيش في اتصال مع الأسماك، ويقوم هذا الضوء على الأرجح بجذب الأسماك أو أي حيوانات كبيرة أخرى.
متعددة الخلايا.
انظر أيضا: بدائية النواة #السلوك الاجتماعي
غالبا ما تعمل البكتيريا كمجموعة من الخلايا المتعددة التي تعرف بإسم الأغشية الحيوية بيوفيلم ، ويحدث تبادل لمجموعة متنوعة من الاشارات الجزيئية للاتصال الداخلي بين الخلايا، والانشغال في تنظيم سلوك متعددة الخلايا.
تشمل الفوائد العامة لتعاون متعددات الخلايا الانقسام الخلوي للعمل، الوصول إلى موارد لايمكن لوحيدات الخلايا الاستفادة منها بكفاءة عالية ، الدفاع الجماعي ضد الخصوم وأخيرا تحسين التواجد السكاني بالتخالف وخلق انواع خلايا مميزة ومختلفة. على سبيل المثال البكتيريا في الاغشية الحيوية التي يمكن ان تقاوم الجراثيم أكثر بـ 500 مرة من بكتيريا بلانكتونيك الفردية لنفس النوع.
أحد أنواع الاتصال البين خلويه بواسطة الإشارة الجزيئية تسمى إ دراك النصاب أو كشف النصاب، والذي يقدم سبب التحديد سواء توفرت الكثافة السكانية المحلية أو لم تتوفر (والتي تكون عالية بما فيه الكفاية للإنتاج والاستثمار في الاجراءات أو العمليات التي لا تنجح إلا إذا كان رقم كبير من نفس الكائنات الحية تتصرف بنفس النهج فقط، كما في إفراز الانزيمات الهضمية) أو ينبعث منها ضوء.
كشف النصاب تسمح للبكتيريا بتنسيق التعبير الجيني والإنتاج والتحرير والاكتشاف (يستنتج بذاته) أو الفيرمونات التي تتراكم مع النمو في تكاثر الخلية.
للمزيد من المعلومات: الجذب الكيميائي، السوط، الزوائد الشعرية (الأهداب)
يمكن لأنواع عديدة من البكتيريا التحرك باستخدام آليات مختلفة: تستخدم الأسواط للسباحة عبر السوائل؛ حركة البكتيريا الانزلاقية والارتعاشية تساعدها في الانتقال عبر الأسطح؛ كما أن الاختلاف في قابلية الطفو على الماء يسمح لها بالتحرك بشكل عمودي.
تستطيع البكتيريا التي تسبح عادة أن تتحرك مسافة توازي 10 مرات طول جسمها في الثانية الواحدة، كما أن بعضها تتحرك مسافة تبلغ طول الجسم 100 مرة. مما يجعل سرعتها تساوي سرعة الأسماك على الأقل بالمقياس النسبي.
خلال حركة البكتيريا الانزلاقية والارتعاشية تستخدم البكتيريا النوع الرابع من الزوائد الشعرية كخطاف للاشتباك والتثبيت، تقوم البكتيريا بمد تلك الشعيرات بشكل متكرر وتثبيتها ثم سحبها بقوة شديدة(أكثر من 80 بيكونيوتن). "ملاحظاتنا إعادة تعريف الحركة الارتعاشية بأنها آلية انتقال للبكتيريا تمتاز بكونها سريعة ومنظمة بشكل كبير، والتي من خلالها تستطيع بكتيريا الزائفة الزنجارية توزيع نفسها على مساحة واسعة لاستعمار مناطق جديدة. ومن الواضح الان، شكليا ووراثيا، أن الحركة الارتعاشية والحركة الانزلاقية الاجتماعية، كما يحدث في البكتيريا المكورة المخاطية هي في الأصل نفس العملية." مقال عن إعادة فحص الحركة الارتعاشية في بكتيريا الزائفة الزنجارية" – بواسطة سملر، وايتشرتش، و ماتيك (1999)
الأسواط هي عبارة عن هياكل أسطوانية شبه صلبة يتم تدويرها وتعمل مثل المروحة الموجودة على متن السفينة. كائنات صغيرة كالبكتيريا تعمل على انخفاض أعداد الرينولدز والأشكال الأسطوانية أكثر فعالية من الأشكال المسطحة، كالمجداف مثلا، وهي أشكال مناسبة في مقياس حجم الإنسان.
تختلف الأنواع البكتيرية من حيث عدد وترتيب الأسواط على سطحها، فبعضها قد يكون منفرداً، ويكون قطبي الخلية في نهاية كل مجموعة، في حين يستخدم بعضها سياط موزعة على كامل سطح الخلية. الأسياط البكتيرية هي أفضل بنية أو هيكل حركي مفهوم في أي كائن حي وتتكون من حوالي 20 بروتين، مع تقريبا 30 بروتين آخر المطلوب للتنظيم. السوط هو هيكل دائري مدفوع بمحرك عكسه في القاعدة والذي يستخدم التدرج الكهروكيميائي عبر الغشاء للسلطة. هذا المحرك يقود حركة الخيوط، والذي يعمل بمثابة المروحة.
أنواع عديدة من البكتيريا (مثل الإشريكية القولونية) التي تتحرك بطريقتين مختلفتين: حركة تقدمية (السباحة) و حركة تراجعية. تتيح لها الحركة التراجعية إعادة التوجه والحركة بشكل عشوائي على مسافة ثلاثية الأبعاد.( انظر أدناه للحصول على روابط خارجية توصلك بروابط الفيديو). توجد الأسواط لمجموعة فريدة من البكتيريا، الحلزونيات، بين غشائين في المحيط الهيولي (السيتوبلازم)، هذه الأسواط تمتاز بالهيئة الحلزونية المميزة التي تلتف بشكل حلزوني عند الحركة.
تنجذب البكتريا المتحركة أو تبتعد بتأثير محفزات معينه في السلوك تشمل المحفزات الكيميائية، الضوئية، الطاقة والمغناطيسية. تتحرك أفراد البكتيريا معا في مجموعة خاصة، البكتيريا المخاطية، لتشكيل موجات من الخلايا ومن ثم تفترق لتشكيل اجسام التكاثر المحتوية على الجراثيم تتحرك البكتريا المخاطية على الأسطح الصلبة فقط على عكس الإشريكية القولونية التي تتحرك في الوسط السائل أو الصلب.
تتحرك العديد من أنواع الليستيريه والشيغيلة داخل الخلايا المضيفة بواسطة الاستيلاء على الهيكل الخلوي والذي يستخدم عادة لنقل العضيات داخل الخلية. من خلال تعزيز بلمرة بروتين الاكتين في قطب واحد من خلاياها، حيث يمكنها أن تشكل نوعا من الذيل الذي يدفعها خلال سيتوبلازم الخلية المضيفة تبحث التصنيفات لوصف أنواع البكتيريا بالاسم والمجموعات الحية على أساس التشابه. ومن الممكن تصنيفها على أساس تركيب الخلية ، ومن خلال عملية الأيض الخلوي أو الاختلاف في مكونات ومحتوى الخلية مثل الحمض النووي والمواد الدهنية و الصبغيات والمضادات والكينونات.
التصنيفات والتقليم.
هدف التصنيف هو وصف الاختلافات بين البكتيريا عن طريق تجميعهم بمجموعات تملك خصائص مشتركة. يمكن تصنيف البكتيريا بناء على هيكليتها وتكوينها، طريقة أيض الخلوي أو بحسب تكوين النواة. وفي هذه المخططات التي تسمح بالتعريف والتصنيف للبكتيريا وتسلسلها كان من غير الواضح ماذا كان الاختلاف بينها آتٍ من الفارق في تميز هذه الأنواع أو الفارق بين السلالات. هذا الشك والغموض كان نتيجة نقص في تميز التركيب في معظم البكتريا كما هو الحال الجينات الناقلة لانواع لاعلاقة بينه. أدى النقل الجيني الافقي بين البكتريا ذات العلاقة إلى نشوء بكتيريا مختلفة في التراكيب وحتى عمليات الايض.ولتجاوز هذا الغموض تم حديثاً تصنيف البكتريا باتباع نظام الجزيئات وباستخدام التكنولوجيا الجينية مثل قياس النسبة السيتوزين وتحديدها والتهجين الجيني وكذلك تسلسل الجينات التي لم تخضع للنقل الجيني الافقي مثل جين الحمض النووي الرايبوزي الرايبوسومي (rRNA). التصنيفات البكتيرية محدد نشرها في المجلة الدولية للعلم البكتيري و بيرجيز مانويل للعلم البكتيريا. اللجنة الدولية لعلم الجراثيم المنهجي تحافظ دولياً على قواعد من أ جل تسمية البكتيريا وفئات السمية وترتيبها في الترميز العالمي لتسميات البكتيريا.