נבגים חיידקיים: מאפיינים ויצירה - ביולוגיה

נבגים של חיידקים מיוצרים על ידי קפסולות חיידקים. בכמוסות אלה מרוכזים הציטופלזמה והתוכן הגנטי של התא, הנעטפים בסדרה של שכבות הגנה.

אלה עמידים מאוד לתנאים חיצוניים לא טובים, כמו טמפרטורות גבוהות ונמוכות, בצורת, קרינה, בין היתר. הם גם עמידים בפני כימיקלים הנוצרים על ידי בני אדם, כמו אנטיביוטיקה וחומרי חיטוי.

נבגי Bacillus anthracis הגורמים למחלה אנתרקס.

בנוסף לכל זה, הנבגים יכולים להישאר במצב לא פעיל במשך שנים רבות, עשרות שנים ואף יותר. ברגע שהנבגים יגלו שיפור בתנאי הסביבה, הם יתפרקו וישחררו את תוכנם.

מסיבה זו, הם ממלאים תפקיד חשוב בהישרדותם של החיידקים, מאחר והעובדה שהנבגים יכולים לשרוד בתנאים כאלה כמעט בלתי אפשרית לחסל אותם.

החיידקים המייצרים נבגים שייכים בדרך כלל לז'אנר sporolactobacillus, קלוסטרידיום ובצילוס. חיידקים אלה נמצאים בדרך כלל בקרקע.

מאפיינים

נבגים יכולים להישאר פעילים לפרקי זמן ארוכים.

- מבנים אלה עמידים בפני חום, לחץ, קרינה וחומצות ובסיסים חזקים. באופן כללי, הם מסוגלים לעמוד בתנאים קיצוניים שמעט מאוד אורגניזמים מסוגלים להתמודד איתם.

- הנבגים נמצאים במצב של התייבשות למחצה. רק 10% מהמים מתאי הגזע מועברים לנבג במהלך היווצרותם.

- עקב התייבשות זו, הנבגים יכולים לפתח עמידות לטמפרטורות קיצוניות ולחומרים כימיים מסוימים.

נבגים מכילים חלבונים שיש להם שני פונקציות עיקריות. הראשון הוא להגן על חומצת הדוקסיריבונוקלאית (DNA) מפני קרינה, חום וממצבים דומים אחרים. השנייה היא לספק אנרגיה שיכולה להועיל לנבג.

- כאשר הנבג מגלה שינויים חיוביים בתנאי הסביבה, הוא עוזב את מצבו הגלוי. הוא לוקח את האנרגיה המסופקת על ידי חלבונים ומגדל תא. תהליך זה ידוע בשם נביטה.

היווצרות נבגי חיידקים

לא תמיד התנאים הסביבתיים יציבים. מסיבה זו, על תאים חיידקיים לפנות למנגנונים מסוימים.

כאשר חיידק מרגיש שינויים בתנאי הסביבה, יש לו שתי אפשרויות: הסתגלות או בידול. אם תחליט להסתגל, החיידקים עדיין יחיו בסביבה. במילים אחרות, היא תמשיך לצמוח ולהתמודד עם התנאים (להסתכן למות בתהליך).

אם תבחרו להבדיל, ייווצרו מבנים אשר ישאפו להבטיח את רבייתם, הישרדותם או אפילו פיזורם של אורגניזמים. דוגמא לכך היא יצירת כמוסות הנקראות נבגים.

הנבגים יכולים להישאר רדומים עד לשיפור בתנאים חיצוניים. במקרה שהחיידקים יחליטו לסחור, עליו לעבור סדרה של שלבים המוצגים להלן:

שלב 0

התא נמצא בשלב הצמיחה.

שלב 1

יש תא חילופי חלבונים בתוך התא, כך שה- DNA מתחיל להיות שופע יותר.

שלב 2

ה- DNA מחולק לשני חלקים. האחד יישאר בתא הגזע ואילו השני ייועד לנבג. כל אחד מהמנות הללו ימוקם בקטבים שונים של התא.

בשלב זה הקרום הציטופלסמתי מתחיל לייצר מחסום, המפריד בין תא הגזע מהנבג.

שלב 3

הממברנה הציטופלסמית נסגרת לחלוטין סביב הנבג.

שלב 4

נוצרת שכבת מגן, הנקראת קליפת המוח. שכבה זו מורכבת מחלבונים. בשלב זה נוצר גם האקסוספור, המהווה את השכבה החיצונית ביותר של הנבג.

זהו אחד השלבים החשובים ביותר, שכן בזכות שכבות אלה הנבגים רוכשים התנגדות לתנאים החיצוניים השונים שעלולים להשפיע עליהם.

שלב 5

הציטופלזמה דחוסה והיסודות מסודרים בתוך הנבג, איתו הוא מתבגר.

שלב 6

הנבג משתחרר בחוץ.

חוסך זמן חיים

מחקרים על אורך החיים של נבגים מצביעים על כך שנבגים יכולים להישאר פעילים במשך עשור, או אפילו שנים רבות נוספות.

אורך החיים ישתנה בהתאם למין החיידקים ולתנאים הספציפיים שעל הנבג לסבול.

לדוגמא, מחקר שנערך עם החיידק קלוסטרידיום aceticum הראה כי גם לאחר שלושה עשורים, נבגי המיקרואורגניזם הזה עדיין היו בחיים.

כמו כן, נמצאו נבגים המתוארכים לתקופות ישנות בהרבה. בשנת 1995 ערכו קאנו ובירוצקי מחקר עם נבגים חיידקיים שנשמרו בגבישים ענבריים.

תאריך המוצא של אורגניזמים אלה היה בין 25 ל 40 מיליון שנה. למרות זאת הצליחו המדענים "להחיות" אותם.

מחקר אחר מצא נבגים של חיידקים הלופיליים שנשמרו בגבישים מלח. חיידקים אלה מתוארכים 250 מיליון שנה לאחור. לסיכום, נבגי החיידקים יכולים לשרוד שנים רבות אם הם מוחזקים במדיום הנכון.

חיידקים ונבגים חיידקים

החיידקים היוצרים בדרך כלל נבגים הם אלו השייכים לז'אנר bacillus, קלוסטרידיום וספורולקטובצילוס.

הסוג bacillus יוצר נבגים בצורת אליפסה והוא אחד העמידים ביותר. דוגמה לכך היא אנתרקס bacillus, האחראי למחלת האנתרקס המחלה הקטלנית.

נבגי חלקם של סוגר קלוסטרידיום שונים מצידם של חיידקים מכיוון שצורתם מוארכת (כאילו הייתה בקבוק) ולא סגלגלה. דוגמה לחיידקים בסוג זה היא קלוסטרידיום טטאני, הגורם לטטנוס.

לבסוף, הסוג sporalactobacillus מייצר נבגים בעלי צורה מעוגלת.