آلية عمل “السموم البكتيرية” عند دخولها إلى الخلية

2013 آلات الحياة

د.ديفيد س. جودسل

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

السموم البكتيرية الخلية آلية عمل السموم البكتيرية البيولوجيا وعلوم الحياة

تعتبر الجزيئات الصغيرة الحجم مثل السيانيد وأول أكسيد الكربون على درجة عالية من السُمِّية، إلا أن هناك حدوداً لهذه السمية.

فمثل هذه السموم الكيماوية تقوم بمهاجمة البروتينات بطريقة «واحد لكل واحد» أي أن جزيئاً واحداً من السم يقوم بمهاجمة جزيء واحد من البروتين وبمجرد ارتباطهما معاً، ينتهي الأمر.

ولكن البكتيريا الممرضة لديها أسلوب مميت بدرجة أكبر من ذلك، حيث أن لديها استراتيجيتين كيموحيويتين لإنتاج سموم مميتة جداً (شكل 7.9). 

فعلى سبيل المثال يستطيع جزيء واحد من سم الدفتريا أن يقوم بقتل خلية كاملة، وذلك بدلاً من أن يقوم ببساطة بإعاقة عمل جزيء واحد من البروتين.

 

شكل 7.9 السموم البكتيرية: يقوم العديد من الكائنات المختلفة باستخدام استراتيجية الدمج بين جزيئين لبناء السموم وذلك لحماية أنفسها.

وفي هذه الصورة، فإن الجزء المستهدف بالسم ملون باللون الأزرق، بينما الإنزيم السام ملون باللون الأحمر. ويقوم كل من السم المعوي الذي يفرزه ميكروب الايشـريشيا كولاي والذي يسبب التسمم الغذائي و إسهال المسافرين (Montezuma’s Revenge) وكذلك سم السعال الديكي، والذي يسبب السعال المصحوب بشهقة، بمهاجمة مسارات الإشارات التي تستخدمها الخلايا، بحيث يتنافس في النهاية مع الإشارات التي تستخدمها الخلايا للتحكم في تدفق الأيونات والماء إلى داخل الخلايا.

ويقوم السم الذي تصنعه البكتيريا المسببة للدفتريا بمهاجمة إحدى المواد المستخدمة في تكوين البروتين كما يقوم الريسين (Ricin)، وهو سم قاتل قوي يتم إنتاجه بواسطة نبات الخروع باستخدام نفس الاستراتيجية لمهاجمة الريبوسومات (قوة التكبير: 5 ملايين مرة).

 

تعتمد الاستراتيجية الأولى على استخدام إنزيم سام بدلاً من مركب كيماوي بسيط سام. فالإنزيمات تعمل كعوامل حفز تساعد على القيام بالتفاعلات بصورة متكررة، متنقلةً من هدف لآخر حتى تحدث تغييراتها الكيماوية.

ولذلك فإن إنزيماً ساماً واحداً يمكنه أن يعيق عمل خلية كاملة ممتلئة بالبروتينات، محطماً بروتيناً تلو الآخر إلى أن تموت الخلية.

وتعمل هذه الاستراتيجية إلى جانب استراتيجية ثانية لجعل السم أكثر فعالية. حيث يتزاوج الإنزيم السام مع ميكانيكية استهدافية تعمل على إيجاد أهداف من الخلايا مع حقنها بالسم مباشرة.

 

وغالباً ما تعمل هذه الميكانيكية على ارتباط السُّم بسلاسل السكريّات العديدة التي توجد على سطح الخلايا غير المحظوظة. ثم يتم سحب السم إلى داخل الخلايا مع جزيئات الغذاء المعتادة.

وتعمل الميكانيكية بداخل الخلية على تغيير شكل الإنزيم ودفعة إلى السيتوبلازم بحيث يبدأ في حملته التحطيمية.

 

إذا سبق لك أن أصبت بتسمم غذائي، فإنه من المحتمل أنه قد تم مهاجمتك بواسطة إحدى هذه الآلات الجزيئية بالغة السوء. بعض البكتيريا مثل الايشريشيا كولاي تقوم ببناء سم يقوم بمهاجمة الخلايا في الجهاز الهضمي.

وتحدث الأعراض غير السارة للتسمم الغذائي عند محاولة الجسم لطرد السم خارج هذا الجهاز. أما البكتيريا الأخرى مثل تلك المسببة للكوليرا، والدفتيريا، والسعال الديكي، فإنها تقوم ببناء سموم مشابهة، ولكنها مميتة بدرجة أكبر إذا لم يتم علاجها.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]