جزيئات الاشارة Signal Molecules

جزيئات تستخدمها الاحياء في ظاهرة التواصل بين الخلايا المجهرية ومنها البكتريا ، فالبكتريا مثلا تستعمل ظاهرة تلامس الخلايا مع بعضها ضمن ظاهرة التواصل لغرض تنظيم فعالية الجينات المشاركة في العديد من الفعاليات الحيوية مثل :
الوميض الحيوي Bioluminescence
نقل البلازميدات بالاقتران . 
إنتاج محددات الضراوة . 

ان تحسس الزحام يعتمد على إنتاج واحد او أكثر من جزيئات الإشارة التي تسمى بالحاثات الذاتية Autoinducers او الفرمونات Pheromones التي تساعد الخلايا على تسجيل كثافة الخلايا لتبدأ بحث العديد من الجينات التي لم تكن مستحثة في حالة عدم الزحام .
والمظهر الآخر هو إنتاج السايتوكاينات Cytokines والمعروف ان هذه تعمل في السيطرة على تنشيط وتكاثر الخلايا حقيقية النواة خاصة التابعة للجهاز المناعي . وهي جزيئات بروتينية تعمل في مجال الإشارات الخلوية Cell– Signaling وتشمل عددا من عوامل النمو وهي منتشرة في الفقريات واللافقريات .
وقد وجدت هذه الجزيئات المنظمة في الأحياء وحيدات الخلايا مثل الهدبيات Ciliata وكذلك في البكتريا . فالخلايا بدائية النواة تتواصل فيما بينها باستعمال مواد ايض صغيرة الحجم او ببتيدات صغيرة الحجم N – acyl Homoserine Lactones. 
وتساعد السايتوكاينات في إنقاذ العديد من الخلايا ، ففي البيئة لا يمكن لكل الأحياء الموجودة في النموذج النمو أي انها غير قابلة للزرع ولا يعرف هل هي ميتة ام حية ، ام هي في حالة سبات ، وان كانت الأخيرة فيمكن إنقاذها باستعمال عوامل النمو . فمثلا بعض الأنواع البكتيرية مثل Micrococcus luteus وهي بكترية غير مكونة للابواغ تكون خلاياها حية 100 % عند استعمال طريقة العد العيوشي Viable Count مقارنة بالعدد الكلي Total Countوعندما تصل طور الاستقرار تدخل حالة سبات والتي يمكن ان تبقى حية فيها عدة أشهر وتصل أعدادها الى 10⁴ ولا يمكن ان تقاس الا باستعمال Most Probable Number. 
ولكن عند إضافة وسط غذائي لمزروع بكتريا نمت الى نهاية الطور أللوغاريتمي النهائي بطريقة المزارع المغلقة بعد تعقيمه بالترشيح فان هذا يؤدي الى إنقاذ البكتريا السابتة وزيادة أعدادها الحية لتقارب الأعداد الكلية . وقد وجد ان البكتريا وأحياء أخرى تنتج مواد فرمونية منقذة Pheromonal Resuscitation Promoting Factor وهو بروتين بوزن جزيئي 12–17 كيلو دالتون . وجين البروتين منتشر في البكتريا ذات GC العالية مثل Streptomyces , Mycobacteria , Corynebacteria.

فمثلا Rpf من البكتريا M. luteus يمكن ان يحفز نمو العديد من بكتريا Mycobacteria مثل Mycobacterium tuberculosis و Rpf يسرع من نمو البكتريا M. smegmatis من 6 أيام الى 20-24 ساعة . والمركبات البروتينية او عوامل الإنقاذ تكون حساسة للحرارة والتربسين وتعمل بتراكيز قليلة جدا تصل الى بيكومول (Picomole) .
والجين المشفر rpf حجمه بحدود 1.4 كيلو قاعدة وفيه موقع انفلاق بالإنزيم SmaI. وتوجد هذه العوامل في Mycobacteria مثل M. leprae, M. tuberculosis وتحوي الجينات على تواليات مسئولة عن إفراز البروتين .
العديد من المركبات الكيماوية (الفرمونات) يكون تأثيرها في النوع نفسه Autocrine وهي مركبات تؤدي الى استثارة وتنسيق عمليات التخصص والتمايز في الخلايا بدائية النواة مثلا أثناء عمليات التبوغ والاقتران وكذلك التعبير عن جينات الضراوة . ولذلك يمكن تلخيص بعض صفاتها :
-تنتج من قبل الكائن نفسه التي يتأثر بها . 
-تكون فعالة بتراكيز قليلة جدا . 
-تختلف طبيعتها الكيماوية بشكل كبير باختلاف الأحياء . 
ففي البكتريا السالبة لصبغة كرام يكون وزنها الجزيئي قليل جدا وبشكل خاص مشتقات AHL ،والبكتريا الموجبة لصبغة كرام تستعمل بروتينات وببتيدات متعددة . ومن جهة ثانية فان بعض عوامل النمو مثل هورمونات اللبائن يمكن ان تحفز نمو الأحياء وحيدات الخلايا مثل الهدبيات وكذلك تحفز النمو البكتري . وتوجد أنواع منها تؤثر في أنواع بعيدة عنها Paracrine، والمركبات او البروتينات لها صفات السايتوكاين لانه يؤدي الى تحفيز نمو الخلايا الحية ويمكن ان يكون عاملا في السيطرة على نمو وتضاعف الخلايا الطبيعية . ولذلك فالخلايا في البيئة والتي تكون غير قابلة للزرع Unculturable يمكن ان تنمو عند إضافة هذه المواد والبكتريا المهمة في هذا المجال Mb. tuberculosis خاصة السلالات الجديدة التي ظهرت وهي مقاومة للعديد من المضادات الحيوية وكذلك M. leprae التي تظهر نوعا من السبات داخل الجسم الحي ، يمكن تحفيز نموها بمواد من عائلة Rpf والتي تعمل بشكل Autocrineاو Paracrine وجزيئات الإشارة هذه يمكن ان تفرزتحت ظروف مختلفة او تفرز لأغراض خاصة وترتبط على سطوح الخلايا وقد تستعمل هذه الجزيئات لإيجاد إستراتيجيات علاجية او تستعمل في تحضير لقاحات لمنع نمو الكائنات داخل الجسم .

لذا فمن الواضح ان البكتريا تتواصل مع بعضها بواسطة إفراز وارتباط بعض الجزيئات لغرض التنسيق والتعبيرالمظهري على مستوى المجتمعات وهذا النوع من التنظيم يهيأ إمكانية التنافس في البيئة التي تعيش فيها.فالمعروف ان فعاليات الأحياء المجهرية في البيئة ترتبط بشكل أساسي بسطوحها الخارجية وهي الوسيلة التي تواجه بها البيئة المحيطة . لذلك فان قابلية البكتريا لتنظيم فعالياتها بين التراكيب او الأشكال التي تنتظم فيها مثل الأغشية الحيوية او الحصائر وتوزيع الفعاليات الحيوية بين أفراد الجوقة المختلفة تعتمد على بروتين AHL Synthaseوهو من عائلة بروتينات Lux I وما ينتجه . فعند التراكيز الواطئة من عدد الخلايا تنتج الخلايا مستوى واطئ وأساسي من هذه الجزيئات وعند زيادة أعداد الخلايا تزداد عدد جزئيات AHLs وعند وصول تراكيزها الى حد حرج تبدأ بالارتباط الى مستلماتها الخاصة على سطوح الخلايا وهذا الارتباط يؤدي الى حث او كبح عدد من الجينات التي تنظم بAHLs ضمن دائرة تنظيم خاصة .
والدائرة في البكتريا السالبة لصبغة كرام تنظم عددا" من الفعاليات مثل الحركة والاقتران بالبلازميدات ونقلها ،والتعبير عن الامراضية والوميض الحيوي (في البكتريا البحرية بشكل خاص) ، كما انها تعمل في الإشارات بين الخلايا التي تسيطر على عدد من الاستجابات الفسلجية وتشارك في إنشاء العلاقات التعايشية مع الأحياء الأخرى مثل Rhizobium وهناك علاقات تعتمد على هذه الإشارات مثلا بعض الخلايا حقيقية النواة في البيئة البحرية ، تفرز مواد إشارة تنافس الإشارات البكترية وتشوش عليها عمليات تنظيم النمط المظهري التي تتم بهذه الجزيئات .
والحقيقة ان AHLs لا تمثل الآلية الوحيدة التي تستعملها البكتريا وانما هناك دوائر تواصل أخرى ، كما ان الخلايا  تستعمل أكثر من طريقة لتنظيم النمط المظهري على مستوى الخلية وعلى مستوى المجموع .