الإشريكية القولونية (Escherichia coli)، التي يُختصر اسمها عادةً إلى E. coli، بكتيريا عصوية الشكل تعيش في أمعاء البشر والحيوانات. يبلغ طول خلية E. coli النموذجية نحو 2 ميكرومتر، وعرضها نحو 1 ميكرومتر. والميكرومتر جزء من مليون من المتر. ومعظم أنواع E. coli غير ضارة، لكن بعضها قد يسبب المرض للإنسان.
الحجم
تشبه E. coli أسطوانة صغيرة جدًا ذات طرفين مستديرين. ويعتمد علماء الأحياء قاعدة تقريبية هي 2 ميكرومتر طولًا و1 ميكرومتر عرضًا، استنادًا إلى قياسات أُجريت على مدى سنوات طويلة بالمجاهر الضوئية والإلكترونية. ويبلغ حجم الخلية بهذا المقدار نحو 1 ميكرومتر مكعب، وكتلتها نحو 1 بيكوغرام، أي جزء من تريليون من الغرام.
ويتوقف الحجم على سرعة نمو البكتيريا. فالخلايا التي تحصل على غذاء أغنى تنمو بسرعة أكبر وتكون أكبر حجمًا. وبحسب الوزن الجاف، يبلغ وزن الخلايا التي تنقسم كل 24 دقيقة ما يقارب ستة أضعاف وزن الخلايا التي تنقسم كل 100 دقيقة. وفي إحدى الدراسات التي استخدمت المجهر الإلكتروني، تراوح طول الخلايا التي كانت تنقسم نحو مرة كل ساعة بين 1.94 و2.72 ميكرومتر.
ويتغير طول كل خلية أيضًا خلال حياتها. فهي تزداد طولًا، ثم تنقبض عند منتصفها وتنقسم إلى خليتين. وتبدأ كل خلية جديدة في المتوسط بنصف الطول الذي بلغته الخلية الأم قبل انقسامها.
مقارنات الحجم
- لو وُضعت نحو 40 إلى 50 خلية E. coli واحدةً تلو الأخرى لامتدّت على عرض شعرة الإنسان التي يبلغ عرضها من 80 إلى 100 ميكرومتر.
- لو وُضعت نحو أربع خلايا E. coli واحدةً تلو الأخرى لامتدّت على عرض خلية دم حمراء يبلغ قطرها نحو 7.5 ميكرومتر.
- لو جرى تكبير خلية E. coli إلى ارتفاع شخص طوله 1.7 متر، لبلغ عرض شعرة الإنسان من 68 إلى 85 مترًا.
- يبلغ طول جسيمات الفيروس العملاق Pithovirus sibericum نحو 1.5 ميكرومتر، وهو ما يعادل نحو ثلاثة أرباع طول خلية E. coli.
أين تعيش E. coli
توجد E. coli في أماكن كثيرة، منها البيئة والطعام والماء وأمعاء البشر والحيوانات. ومعظم أنواعها جزء طبيعي من الأمعاء السليمة. وهناك تساعد على هضم الطعام وإنتاج الفيتامينات والحماية من الجراثيم الضارة.
لكن بعض الأنواع تسبب أمراضًا مثل الإسهال والتهابات المسالك البولية والالتهاب الرئوي. ويمكن أن تنتقل العدوى إلى الإنسان بابتلاع هذه البكتيريا في طعام ملوث أو ماء ملوث، أو بملامسة الحيوانات أو أشخاص آخرين.
كيف تنمو E. coli وتتحرك
تتكاثر E. coli بالانقسام إلى خليتين، وتُسمى هذه العملية الانشطار الثنائي. وفي أفضل الظروف المخبرية قد يتضاعف عدد الخلايا في خلال 20 دقيقة فقط. وبهذا المعدل يمكن نظريًا أن تصبح خلية واحدة أكثر من مليار خلية في 10 ساعات.
تسبح الخلية بواسطة السياط، وهي خيوط حلزونية صلبة تبرز من سطحها كله وتدور كالمراوح. وعندما تدور السياط في اتجاه واحد، تتجمع معًا وتدفع الخلية إلى الأمام. وعندما تدور في الاتجاه الآخر، تتباعد وتتقلب الخلية، فتدور لتواجه اتجاهًا جديدًا.
المصادر
- How big is an E. coli cell and what is its mass?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
- Cell length (BNID 100001). BioNumbers, Harvard Medical School, citing Grossman, Ron and Woldringh, Journal of Bacteriology, 1982.
- Cell-size control and homeostasis in bacteria. Taheri-Araghi et al., Current Biology, 2015.
- About E. coli Infection. Centers for Disease Control and Prevention, 2024.
- How Microbes Grow. In Microbiology. OpenStax, 2016.
- Unique Characteristics of Prokaryotic Cells. In Microbiology. OpenStax, 2016.
- How big is a human cell?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
- Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology. Legendre et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
- SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures (BIPM).