<-PollName->
خبرنامه وب سایت:
آمار
وب سایت:
???????: پویان | 
یک شنبه 28 فروردين 1390
باکتری
باکتریها گروهی از موجودات تک یاخته ای ذره بینی هستند که پوشش بیرونی نسبتاً ضخیمی آنها را احاطه کرده است. این موجودات ساختار ساده ای دارند و به گروه پروکاریوت ها تعلق دارند.
باکتریها گروهی از موجودات تک یاخته ای ذره بینی هستند که پوشش بیرونی نسبتاً ضخیمی آنها را احاطه کرده است. این موجودات ساختار ساده ای دارند و به گروه پروکاریوت ها تعلق دارند.
باکتری ها متنوع ترین و مهم ترین میکروارگانیسمها هستند. تعداد کمی از آنها در انسان و حیوانات و گیاهان بیماریزا است. بطور کلی بدون فعالیت آنها، حیات بر روی زمین مختل می گردد. بطور یقین یوکاریوتها از موجودات زنده باکتری مانند بوجود آمده اند. نظر به اینکه باکتریها ساختمان ساده ای داشته و می توان به آسانی بسیاری از آنها را در شرایط آزمایشگاه کشت داد و تحت کنترل درآورد، میکروب شناسان مطالعه وسیعی درباره فرایندهای حیاتی آنها انجام داده اند.
● تاریخچه
اینکه پروکاریوتها و یا یوکاریوتها کدام یک زودتر بر روی کره زمین ظاهر شده اند، کاملاً مشخص نیست. اما مطالعات تفاوتهای ژنتیکی بین یوباکتری ها، آرکی باکتری ها و یوکاریوت ها نشان می دهد که هر سه گروه از دنیای مشترکی مشتق شده اند. شکل باکتریها بر اساس شکل به ۶ گروه تقسیم می شود. پنج گروه اول را باکتریهای پست و گروه ششم را باکتریهای عالی گویند.
باکتریها دارای هسته بدون غشا و هستک هستند و اجزای آن در سیتوپلاسم پراکنده اند. کروموزمهای غیر مشابه و جداگانه در آنها وجود ندارد. در باکتریها، واکوئل دیده نمی شود. بیشتر آنها بدون کلروفیل هستند و دگرگشت (متابولیسم) خود را از راه شیمیوسنتز انجام می دهند. تولید مثل به دو صورت جنسی (آمیختگی) و غیر جسمی و جوانه زدن، قطعه قطعه شدن و تقسیم دوتایی صورت می گیرد.
● ساختار باکتریها
پوشینه در بعضی از باکتریها، غلاف ژلاتینی چسبناکی دیواره اسکلتی را احاطه کرده است که توسط باکتریها ساخته شده و به خارج ترشح می گردد و جنس پوشینه بیشتر از پلی ساکاریدها همراه با مواد دیگر است.
تاژک از واحدهای پروتئینی به نام فلاژین تشکیل شده و قابل ترمیم بوده و وسیله حرکت باکتری هستند. معمولاً طول آن چند برابر طول باکتری است. آرایش تاژک در باکتریهای تاژکدار بصورت تک تاژکی، دو تاژکی، چند تاژکی سطحی است.
تار به دو صورت جنسی و چسبنده وجود دارد و در عمل تحرک بی تأثیر است.
دیواره در بیرون غشای پلاسمایی بوده و سبب استحکام باکتری شده و به آن شکل می دهد. وجود دیواره برای رشد و تقسیم باکتریها لازم است.
غشای سیتوپلاسمی به صورت پرده نازکی در داخل دیواره باکتری قرار دارد و متشکل از مولکولهای چربی و پروتئینی است.
مزوزومها از فرورفتگی غشای سیتوپلاسمی به درون سیتوپلاسم حاصل می شود و اغلب در محل تقسیم دیواره وجود دارند و در عمل تقسیم DNA، تقسیم یاخته ای و تبدیل باکتری به هاگ دخالت می کنند.
اجزای سیتوپلاسم ریبوزمها مواد ذخیره ای ماده زمینه کروماتومور ماده ژنتیکی که DNA آنها غالبا به صورت یک کروموزوم تاخورده و بهم فشرده است
لویی پاستور (۲۷ دسامبر ۱۸۲۲ – ۲۸ سپتامبر ۱۸۹۵) میکروب شناس و شیمی دان فرانسوی در «دل» (Dole) منطقه ای در ناحیه «ژرا» (Jvra) در کشور فرانسه به دنیا آمد.
عمده ترین دلیل شهرت وی کشف شیوه جلوگیری از ترشیدگی شراب و شیر بود که به «پاستوریزاسیون» شهرت یافت. پدر لویی یعنی «ژان پاستور» به شغل دباغی اشتغال داشت. وی همچنین یکی از کهنه سربازان جنگ های دوران ناپلئون بود. از نظر مذهبی لویی تا پایان عمر یک کاتولیک مومن باقی ماند. (نکته جالب اینجاست که نام پاستور «Pastevr» به زبان فرانسه به معنی «کشیش پروتستان» و «چوپان» است. ) آزمایشات و تحقیقات لویی پاستور باعث تایید «تئوری نقش میکروب ها در بروز بیماری ها» شد. به علاوه وی اولین واکسن هاری را نیز کشف کرد. نام پاستور در کنار «فردیناند کوهن» و «رابرت کوخ» به عنوان بنیان گذاران باکتری شناسی ثبت شده است. همچنین پاستور اکتشافات متعددی در علم شیمی از خود به جای گذاشته، که مهمترین آنها کشف «عدم تقارن مولکولی کریستال ها» بوده است.
استعداد پاستور ابتدا توسط مدیر دانشگاه محل تحصیل اش کشف شد. این فرد پس از آن به پاستور توصیه کرد تا شانس خود را برای پذیرش در دانشسرای عالی امتحان کند، اتفاقی که با موفقیت همراه بود. پاستور پس از فارغ التحصیلی از دانشسرای عالی، مدت کوتاهی به عنوان دبیر فیزیک در دبیرستان «دیون» (۱۸۴۸) مشغول به کار شد. وی پس از آن به عنوان استاد رشته شیمی در دانشگاه استراسبورگ پذیرفته شد. جایی که استاد جوان پس از آشنایی با «ماری لوران»، دختر رییس دانشگاه در سال ۱۸۴۹ با وی ازدواج کرد. لویی و ماری صاحب پنج فرزند شدند اما تنها دو تن از آنها به سنین بزرگسالی رسیدند. خدمات علمی پاستور اثبات تئوری نقش میکروب ها در بروز بیماری ها که پیش از آن به فکر افرادی چون «گیرولامو فرانکاستورو»، «آگوستینو باسی» و «فردریش هلن» خطور کرده بود، با آزمایش های پاستور تحقق یافت. پاستور موفق شد این تئوری را تبدیل به نظریه ای قابل پذیرش برای اکثر دانشمندان عصر خود کند.
این باکتری (H. pylori) شایع ترین موجود ذره بینی است که جوامع انسانی را در بعد جهانی مبتلا به عفونت ساخته و گفته میشود بیش از ۵۰ درصد از مردم دنیا میزبان این بیماریزایی میباشند.معده انسان تنها محل اقامت مناسب این میکروب است و حتی از دوران نوزادی بعد از شیر خوارگی تا سنین کهولت، انسان میتواند ناقل این باکتری باشد.
این میکروب در محل اقامت طویل مدت خود در معده میتواند باعث بیماریهایی به صورت التهاب حاد و مزمن معده ، زخم تغذیه ای معده و اثنی عشر با عواقب خطر ناکشان از جمله خونریزی حاد و مزمن جهاز هاضمه و سرطان معده شود.در اکثر مردم این عفونت به صورت بدون علائم باقی می ماند و لذا ناقلین آن سبب سرایت آن به افراد دیگر چه در هسته فامیلی و چه در اجتماعات متراکم انسانی مانند خوابگاه میشوند.
علت عدم بروز علائم بالینی در تمام اشخاص آلوده مشخص نیست ونوع سویه باکتری ، تغذیه و سایر عوامل اجتماعی مسئول آن شناخته شده اند.
رابطه علی آن با سرطان معده در اشخاص مبتلا به عفونت به اثبات رسیده است لذا در جوامع در حال توسعه این عفونت شایع ترین علت مرگ در نتیجه سرطان معده محسوب میگردد. نشان داده شده است که این عفونت در قالب حیوانی با تلقیح واکسن قابل درمان است ولی واکسن نوع انسانی هنوز در دسترس نیست.بر اساس مطالعات میتوان گفت شیوع این عفونت در ایران بسیار بالا است.
● محیط زیست :H .pylori
این باکتری در محیط طبیعی به شکل نیم دایره یا به شکل S و در محیط آزمایشگاهی به شکل میله ای مشاهده شده است و به همین دلیل این نام به آن اطلاق گردیده است .محیط زیست این باکتری در سطح مخاطی اپیتلیوم معده به خصوص در قسمت پیلور میباشد.
به اثبات رسیده است که این میکروب در نسوج پوششی معده در اثنی عشر و به ندرت در مری و مقعد ودر مخاط معده مشاهده شده به نظر میرسد که این میکروب در دوران طفولیت وارد بدن شده و برای زندگی طویل مدت در نقاطی که فاقد میکروب های طبیعی هستند خود را تطبیق میدهد.
هلیکو باکتر پیلوری گاهی از بزاق دهان و جرم دندانها جدا شده است. مدفوع یک منبع احتمالی برای آن محسوب میشود،البته محققین به این نتیجه رسیده اند که دفع باکتری در مدفوع زیاد نیست.
انسان میزبان طبیعی این باکتری است و بر اساس یک سری مطالعات پیشنهاد شده که حیوانات میتوانند به عنوان مخازنی برای باکتری عمل کنند . این باکتری قابل انتقال از حیوان به انسان است. در میمونها به خصوص در میمون هندی به نام ریسوس ،خوک،عنتر و گربه های خانگی و بعضی حیوانات اهلی گزارش شده است.
انتقال این باکتری از شخص به شخص در صورت رعایت نکردن بهداشت فردی امکان پذیر است.
● درمان:
این باکتری یک ارگانیزم بسیار مقاوم به درمان است و موفقیت در درمان نیاز به تجویز همزمان دو یا چند دارو دارد.آموکسی سیلین بطور گسترده در جهت در مان به خصوص در ترکیب با بیسموت استفاده شده است.
درمان سه دارویی هم فوائد داخل معده ای و هم فعالیت سیستمیک داشته است .داروهای داخل معده ای موثر شامل بیسموت، تتراسایکلین، آموکسی سیلین، کلاریترومایسین و فورازولیدون هستند.
در صورت ابتلا به این باکتری دوره درمانی ودارویی خود را با جدیت دنبال نمایید زیرا در صورت سهل انگاری عود مجدد بیماری گزارش شده است .
● رنگ آمیزی گرم
رنگ آمیزی گرم یکی از مهمترین ومتداولترین روش های رنگ آمیزی در باکتری شناسی است که اولین بار توسط کریستین گرم ابداع شد. دراین رنگ آمیزی باکتری ها بر مبنای رنگ باکتری پس ازرنگ آمیزی به دودسته گرم مثبت و گرم منفی تقسیم می شوند. رنگ باکتری پس ازرنگ آمیزی به توانایی حفظ رنگ اول وبه عبارتی به ساختمان دیواره سلولی باکتری بستگی دارد. دررنگ آمیزی گرم باکتری های گرم مثبت پس ازرنگ آمیزی به رنگ بنفش وباکتری های گرم منفی به رنگ قرمز مشاهده می شود.
گرچه هر دو گروه یعنی باکتری های گرم مثبت و منفی دارای دیواره می باشند ولی فرق بین این دو گروه مربوط به خواصی است که در ساختمان دیواره سلولی آنها وجود دارد. اساس ساختمان در دیواره سلولی باکتری های گرم مثبت یک لایه ضخیمی است از پپتیدوگلیکان*[۱]، ولی در باکتری های گرم منفی ضخامت آن به حداقل می رسد.
در عمل باکتریهایی که دارای خواص یکسانی باشند بندرت یافت می شوند، حتی باکتریهایی که از یک سلول منشا می گیرند ممکن است از نظر یک یا چند صفت با یکدیگر متفاوت باشند. این تفاوتها نتیجه تغییراتی است که به علت جهش ژنی یا موتاسیون در سلولهای باکتریایی پدید می آید. این باکتریهای تغییر یافته ، موتانت Mutant نامیده می شوند که از نظر بعضی از خواص نظیر ساختمان آنتی ژن ، حساسیت در مقابل آنتی بیوتیکها و ... با سایر باکتریهای مشابه اختلاف دارند.
سهولت تغییرپذیری در باکتریها مربوط به سرعت تقسیم آنهاست. زمان تقسیم یا مدت زمانی که برای تولید یک سلول جدید در باکتریها لازم است، حدود ۲ دقیقه و در مورد انسان ۲۰ سال است. مثلا یک سلول باکتری در مدت ۱۸ ساعت ۵۴ نسل بوجود می آورد. درحالیکه برای ایجاد همین تعداد نسل انسان بیش از ۱۰۰۰ سال زمان لازم است. پس جهش ژنی در باکتریها نسبت به موجودات عالی خیلی سریع و قابل ملاحظه است.
تفاوت یوکاریوتها با باکتریها
در کره خاکی تنها دو نوع سلول توسط کلیه ارگانیسمهای زنده تولید می شود. سلولهای پروکاریوت (یا هسته ابتدایی). در این گروه هسته ، فاقد غشا است و شامل کلیه باکتریهاست. پروکاریوتها شامل یو باکتریها (باکتریهای حقیقی) و آرکئی باکترها (باکتریهای قدیمی) است. اما گروه دیگر یوکاریوتها هستند که دارای غشای هسته و هسته حقیقی می باشند. اینگونه هسته در تمام ارگانیسمهای دیگر مانند Algae (جلبکها) Fungi (قارچها) ، پروتوزوئرها (protozoa) و گیاهان (Plant) و جانوران (Animals) یافت می شود. پاتوژنهای انسانی تنها در میان یوباکتریها یافت می شوند.
● مشخصات سلول باکتری
اکثر باکتریها پوشش سلولی (cell envelope) تولید می کنند که شامل غشای پلاسمایی ، دیواره سلولی (cell wall) و پروتئینها و پلی ساکاریدهای تشکیل دهنده آن می باشد. بعضی از باکتریها کپسول یا لایه چسبنده تولید می کنند. فیلامانهای خارجی (فلاژل و پیلی) ممکن است در باکتریها بوجود آید. دیواره سلولی ، ساختمان سخت و مقاومی است که پروتوپلاست را احاطه کرده و آن را از آسیب فیزیکی و شرایط کاهش فشار اسمزی محیط خارج حفاظت می کند. معمولا به باکتری اجازه می دهد تا در برابر سطح وسیعی از شرایط محیطی ایستادگی کند پروتوپلاست از غشای سیتوپلاسمی و محتویات آن تشکیل شده است.
از نظر محتویات سلولی ، باکتریها سلولهای ساده ای هستند. ساختمان اصلی سیتوپلاسم آنها شامل شبکه فیبریلی کروماتین مرکزی یا نوکلئوتید (Nucleoid) می باشد که توسط سیتوپلاسم بی شکل حاوی ریبوزوم ها احاطه شده است. اجسام انکلوزیون سیتوپلاسمی یا گرانولهای ذخیره انرژی ، بسته به گونه های باکتری ماهیت شیمیایی متفاوتی دارند و مقدار آنها به مرحله رشد و محیط بستگی دارد. بعضی از ساختمانهای سلولی از قبیل آندوسپورها فقط به تعداد کمی از باکتریها محدود می شوند.
● طبقه بندی باکتریها
▪ باکتریهای پست
این باکتریها تک یاخته ای بوده و اگر کروی یا بیضوی باشند، کوکوس و اگر میله ای شکل یا دراز باشند، باسیل و اگر خمیده باشند ویبریون و چنانچه مارپیچی شکل و غیرقابل انعطاف باشند، اسپریل و اگر فنری و قابل انعطاف باشند، اسپیروکت نامیده می شوند.
● باکتریهای عالی یا رشته ای
این باکتریها رشته مانند و اغلب غلاف دار هستند و اغلب اوقات شاخه های حقیقی ایجاد کرده ، میسلیوم تشکیل می دهند و چون تشکیلات منشعب ایجاد می کنند، لذا اکتینومیست نامیده می شوند. بنابراین باکتریها از نظر شکل به ۶ گروه گرد ، دراز ، خمیده ، مارپیچی ، فنری و منشعب تقسیم می شوند.
● اجزای ساختمانی باکتریها
▪ فلاژلها (Flagella)
فلاژلها ، فیلامانهای پروتئینی به طول و قطر یکنواخت می باشند و موجب تحرک شبیه به شنای سریع و مستقل اغلب باکتریها پاتوژنیک می گردند فلاژل در سه قسمت فیلامان ، قلاب و جسم پایه تشکیل شده است. پایه فلاژل در غشای پلاسمایی قرار گرفته است. لنگرگاه و تعداد فلاژل در باکتریها فرق خواهد کرد.
● فیمبریاها
فیمبریاها که پیلی هم نامیده می شوند، فیبریلهای شبیه مو هستند به اندازه ۰.۰۰۴ تا ۰.۰۰۸ میکرون هستند. این ارگانل با میکروسکوپ الکترونی در سطح باکتریهای مختلف قابل رویت هستند. آنها مستقیم تر ، نازکتر و کوتاهتر از فلاژلها هستند. این رشته ها در غشای پلاسمایی سلول میکروبی لنگر می اندازد.
● هسته باکتری
هسته سلول را میتوان بعد از رنگ آمیزی اختصاصی با میکروسکوپ نوری مشاهده کرد. در مقایسه با سلولهای عالی مواد ژنتیکی باکتریها و سایر سلولهای پست پراکنده ، ساده و بدون پوشش و کروموزوم حلقوی است غشای هسته وجود ندارد و کروموزوم به مزوزوم فرورفته در غشای سیتوپلاسمی چسبیده است. در سالهای اخیر پروتئینهای شبیه هیستون در باکتریها کشف شده است که احتمالا نقش مشابه هیستونها را در کروماتینهای سلولهای یوکاریوت ایفا می کنند.
● سیتوپلاسم
بیش از ۵۰ درصد پروتئین سلول در سیتوپلاسم قرار دارد و آنزیمهای متابولیسمی راههای گلیکولیز و بسیاری از آنزیمهای چرخه کربس ، انواع کاتالازها ، دهیدروژنازها ، و مواد حد واسط چرخه های متابولیکی در سیتوپلاسم وجود دارد. روابط اتمی ، یونی و الکترونی بین ترکیبهای مختلف سیتوپلاسمی با نظم خاص فعالیتهای حیاتی را ظاهر می سازد.
● پوشش سلول (Cellenvelope)
▪ کپسول و لعاب (Capsoles)
قدرت بیماری زایی پاتوژنها اغلب با تولید کپسول همراه است. باکتریهای کپسول دار در محیط جامد ، کلنیهای مخاطی (Mucoid) یا صاف (Smooth) می سازند. در مقابل باکتریهای فاقد کپسول کلنیهای خشن (Rough) دارند. اگر باکتری قدرت کپسول سازی خودش را از دست بدهد در مقابل قدرت ویرولانس (بیماریزایی) خود را از دست داده و در مقابل دستگاه ایمنی بدن میزبان تاب مقاومت نخواهد داشت.
● دیواره سلولی
دیواره سلولی باکتریها بی نهایت پیچیده است و لایه سفت و سختی را در اطراف باکتریها ایجاد می کند که سلول را از گسیختگی و متلاشی شدن در مقابل فشار اسمزی خارج سلول محافظت می کند. همچنین دیواره محل تجمع عوامل آنتی ژن می باشد که باکتریها را توسط این آنتی ژنها از هم تمیز می دهند. باکتریها با روش رنگ آمیزی گرم (Gram stain) به دو دسته تقسیم می شوند.
گرچه هر دو گروه یعنی باکتریهای گرم مثبت و منفی دارای دیواره می باشند ولی فرق بین این دو گروه مربوط به خواصی است که در ساختمان دیواره سلولی آنها وجود دارد. اساس ساختمان در دیواره سلولی باکتریهای گرم مثبت یک لایه ضخیمی است از پپتیدوگلیکان (Poptidoglycan) ، ولی در باکتریهای گرم منفی ضخامت آن به حداقل می رسد.
● غشای سیتوپلاسمی
غشای سیتوپلاسمی غشای داخلی نیز نامیده می شود. غشای سیتوپلاسمی باکتریها مشخص بوده و از فسفو لیپید و پروتئین ساخته شده است. این غشا در پروکاریوتها از غشای سیتوپلاسمی در یوکاریوتها به علت نداشتن استرول متمایز می شود. چین خوردگیهای غشای سیتوپلاسمی به درون سلول ساختارهای ویژه ای به نام مزوزوم ایجاد می کند که کروموزومهای باکتریها به مزوزومها متصل هستند. غشا همچنین به عنوان یک سد اسمزی برای سلول عمل می کند و دارای سیتوپلاسم انتقال دهنده برای مواد محلول است و انتقال تولیدات سلولی را در مقابل با محیط خارج سلولی تنظیم می کنند.
● تولیدمثل باکتری
باکتریها به روشهای تقسیم مستقیم ، آمیختگی ، قطعه قطعه شدن یا بوسیله کنیدی و همچنین جوانه زدن تکثیر می یابند. برخی باکتریها توانایی ایجاد هاگ درونی را دارند. هاگ سبب مقاومت باکتری در برابر عوامل نامساعد محیط می شود. هر باکتری فقط یک هاگ می سازد و از هر هاگ یک باکتری بوجود می آید.
به تازگی جمعی از مایکروبایولوژیست ها در یکی از دانشگاههای انگلیس یکی از باکتری های موجود در شکلات را که از شکر تغذیه می کند به وسیله اضافات شکلاتهای یک کارخانه پرورش دادند و سپس یک باطری هیدروژنی را با هیدروژن تولید شده از فعالیت باکتری ها شارژ کرده و ثابت کردند که می توان از شکلات انرژی الکتریکی دریافت کرد.
این تیم تحقیقاتی باکتری اسچریچیا کولی (Escherichia coli) موجود در شکلات را با کارامل رقیق شده تغذیه کردند، باکتری مورد نظر شکر را مصرف و هیدروژن تولید کرد.
سپس محققین هیدروژن حاصل شده از باکتری را برای شارژ یک باطری هیدروژنی استفاده کردند و باطری هیدروژنی نیز پس از شارژ الکتریسیته کافی برای راه انداختن یک دستگاه خنک کننده کوچک را تولید کرد.
این کشف تازه راه مصرف فوق العاده ای را برای استفاده از اضافات و زایده های کارخانه های شکلات سازی ایجاد خواهد کرد.
جالب اینجاست که کار این باکتری تنها با یک بار مصرف شکر و تولید هیدروژن تمام نمی شود و می تواند همچنان درعرصه تامین سوخت هیدروژنی فعال باشد. دانشمندان باکتری را در ظرف مخصوصی حاوی هیدروژن و مایع زاید حاصل شده از روند تبدیل شکر به هیدروژن قرار می دهند و دوباره آنزیم تولید کننده هیدروژن را در آنها فعال میکنند.
محققین برای استفاده مجدد از باکتری ها ، گاز هیدروژن را به الکترون های تشکیل دهنده آن تجزیه می کنند سپس الکترون های تولید شده را با الکترون های فلز پلادیوم در محلول هیدروژن و مایع زاید حاصله از فعالیت باکتری ها قرار می دهند تا الکترون ها با هم واکنش شیمیایی انجام دهند.
این واکنش موجب می شود تا پلادیوم از محلول جدا شده و به باکتری بچسبد و در پی این عمل باکتری برای استفاده مجدد حفظ می شود.
باکتریها گروهی از موجودات تک یاخته ای ذره بینی هستند که پوشش بیرونی نسبتاً ضخیمی آنها را احاطه کرده است. این موجودات ساختار ساده ای دارند و به گروه پروکاریوت ها تعلق دارند.
باکتری ها متنوع ترین و مهم ترین میکروارگانیسمها هستند. تعداد کمی از آنها در انسان و حیوانات و گیاهان بیماریزا است. بطور کلی بدون فعالیت آنها، حیات بر روی زمین مختل می گردد. بطور یقین یوکاریوتها از موجودات زنده باکتری مانند بوجود آمده اند. نظر به اینکه باکتریها ساختمان ساده ای داشته و می توان به آسانی بسیاری از آنها را در شرایط آزمایشگاه کشت داد و تحت کنترل درآورد، میکروب شناسان مطالعه وسیعی درباره فرایندهای حیاتی آنها انجام داده اند.
● تاریخچه
اینکه پروکاریوتها و یا یوکاریوتها کدام یک زودتر بر روی کره زمین ظاهر شده اند، کاملاً مشخص نیست. اما مطالعات تفاوتهای ژنتیکی بین یوباکتری ها، آرکی باکتری ها و یوکاریوت ها نشان می دهد که هر سه گروه از دنیای مشترکی مشتق شده اند. شکل باکتریها بر اساس شکل به ۶ گروه تقسیم می شود. پنج گروه اول را باکتریهای پست و گروه ششم را باکتریهای عالی گویند.
باکتریها دارای هسته بدون غشا و هستک هستند و اجزای آن در سیتوپلاسم پراکنده اند. کروموزمهای غیر مشابه و جداگانه در آنها وجود ندارد. در باکتریها، واکوئل دیده نمی شود. بیشتر آنها بدون کلروفیل هستند و دگرگشت (متابولیسم) خود را از راه شیمیوسنتز انجام می دهند. تولید مثل به دو صورت جنسی (آمیختگی) و غیر جسمی و جوانه زدن، قطعه قطعه شدن و تقسیم دوتایی صورت می گیرد.
● ساختار باکتریها
پوشینه در بعضی از باکتریها، غلاف ژلاتینی چسبناکی دیواره اسکلتی را احاطه کرده است که توسط باکتریها ساخته شده و به خارج ترشح می گردد و جنس پوشینه بیشتر از پلی ساکاریدها همراه با مواد دیگر است.
تاژک از واحدهای پروتئینی به نام فلاژین تشکیل شده و قابل ترمیم بوده و وسیله حرکت باکتری هستند. معمولاً طول آن چند برابر طول باکتری است. آرایش تاژک در باکتریهای تاژکدار بصورت تک تاژکی، دو تاژکی، چند تاژکی سطحی است.
تار به دو صورت جنسی و چسبنده وجود دارد و در عمل تحرک بی تأثیر است.
دیواره در بیرون غشای پلاسمایی بوده و سبب استحکام باکتری شده و به آن شکل می دهد. وجود دیواره برای رشد و تقسیم باکتریها لازم است.
غشای سیتوپلاسمی به صورت پرده نازکی در داخل دیواره باکتری قرار دارد و متشکل از مولکولهای چربی و پروتئینی است.
مزوزومها از فرورفتگی غشای سیتوپلاسمی به درون سیتوپلاسم حاصل می شود و اغلب در محل تقسیم دیواره وجود دارند و در عمل تقسیم DNA، تقسیم یاخته ای و تبدیل باکتری به هاگ دخالت می کنند.
اجزای سیتوپلاسم ریبوزمها مواد ذخیره ای ماده زمینه کروماتومور ماده ژنتیکی که DNA آنها غالبا به صورت یک کروموزوم تاخورده و بهم فشرده است
لویی پاستور (۲۷ دسامبر ۱۸۲۲ – ۲۸ سپتامبر ۱۸۹۵) میکروب شناس و شیمی دان فرانسوی در «دل» (Dole) منطقه ای در ناحیه «ژرا» (Jvra) در کشور فرانسه به دنیا آمد.
عمده ترین دلیل شهرت وی کشف شیوه جلوگیری از ترشیدگی شراب و شیر بود که به «پاستوریزاسیون» شهرت یافت. پدر لویی یعنی «ژان پاستور» به شغل دباغی اشتغال داشت. وی همچنین یکی از کهنه سربازان جنگ های دوران ناپلئون بود. از نظر مذهبی لویی تا پایان عمر یک کاتولیک مومن باقی ماند. (نکته جالب اینجاست که نام پاستور «Pastevr» به زبان فرانسه به معنی «کشیش پروتستان» و «چوپان» است. ) آزمایشات و تحقیقات لویی پاستور باعث تایید «تئوری نقش میکروب ها در بروز بیماری ها» شد. به علاوه وی اولین واکسن هاری را نیز کشف کرد. نام پاستور در کنار «فردیناند کوهن» و «رابرت کوخ» به عنوان بنیان گذاران باکتری شناسی ثبت شده است. همچنین پاستور اکتشافات متعددی در علم شیمی از خود به جای گذاشته، که مهمترین آنها کشف «عدم تقارن مولکولی کریستال ها» بوده است.
استعداد پاستور ابتدا توسط مدیر دانشگاه محل تحصیل اش کشف شد. این فرد پس از آن به پاستور توصیه کرد تا شانس خود را برای پذیرش در دانشسرای عالی امتحان کند، اتفاقی که با موفقیت همراه بود. پاستور پس از فارغ التحصیلی از دانشسرای عالی، مدت کوتاهی به عنوان دبیر فیزیک در دبیرستان «دیون» (۱۸۴۸) مشغول به کار شد. وی پس از آن به عنوان استاد رشته شیمی در دانشگاه استراسبورگ پذیرفته شد. جایی که استاد جوان پس از آشنایی با «ماری لوران»، دختر رییس دانشگاه در سال ۱۸۴۹ با وی ازدواج کرد. لویی و ماری صاحب پنج فرزند شدند اما تنها دو تن از آنها به سنین بزرگسالی رسیدند. خدمات علمی پاستور اثبات تئوری نقش میکروب ها در بروز بیماری ها که پیش از آن به فکر افرادی چون «گیرولامو فرانکاستورو»، «آگوستینو باسی» و «فردریش هلن» خطور کرده بود، با آزمایش های پاستور تحقق یافت. پاستور موفق شد این تئوری را تبدیل به نظریه ای قابل پذیرش برای اکثر دانشمندان عصر خود کند.
این باکتری (H. pylori) شایع ترین موجود ذره بینی است که جوامع انسانی را در بعد جهانی مبتلا به عفونت ساخته و گفته میشود بیش از ۵۰ درصد از مردم دنیا میزبان این بیماریزایی میباشند.معده انسان تنها محل اقامت مناسب این میکروب است و حتی از دوران نوزادی بعد از شیر خوارگی تا سنین کهولت، انسان میتواند ناقل این باکتری باشد.
این میکروب در محل اقامت طویل مدت خود در معده میتواند باعث بیماریهایی به صورت التهاب حاد و مزمن معده ، زخم تغذیه ای معده و اثنی عشر با عواقب خطر ناکشان از جمله خونریزی حاد و مزمن جهاز هاضمه و سرطان معده شود.در اکثر مردم این عفونت به صورت بدون علائم باقی می ماند و لذا ناقلین آن سبب سرایت آن به افراد دیگر چه در هسته فامیلی و چه در اجتماعات متراکم انسانی مانند خوابگاه میشوند.
علت عدم بروز علائم بالینی در تمام اشخاص آلوده مشخص نیست ونوع سویه باکتری ، تغذیه و سایر عوامل اجتماعی مسئول آن شناخته شده اند.
رابطه علی آن با سرطان معده در اشخاص مبتلا به عفونت به اثبات رسیده است لذا در جوامع در حال توسعه این عفونت شایع ترین علت مرگ در نتیجه سرطان معده محسوب میگردد. نشان داده شده است که این عفونت در قالب حیوانی با تلقیح واکسن قابل درمان است ولی واکسن نوع انسانی هنوز در دسترس نیست.بر اساس مطالعات میتوان گفت شیوع این عفونت در ایران بسیار بالا است.
● محیط زیست :H .pylori
این باکتری در محیط طبیعی به شکل نیم دایره یا به شکل S و در محیط آزمایشگاهی به شکل میله ای مشاهده شده است و به همین دلیل این نام به آن اطلاق گردیده است .محیط زیست این باکتری در سطح مخاطی اپیتلیوم معده به خصوص در قسمت پیلور میباشد.
به اثبات رسیده است که این میکروب در نسوج پوششی معده در اثنی عشر و به ندرت در مری و مقعد ودر مخاط معده مشاهده شده به نظر میرسد که این میکروب در دوران طفولیت وارد بدن شده و برای زندگی طویل مدت در نقاطی که فاقد میکروب های طبیعی هستند خود را تطبیق میدهد.
هلیکو باکتر پیلوری گاهی از بزاق دهان و جرم دندانها جدا شده است. مدفوع یک منبع احتمالی برای آن محسوب میشود،البته محققین به این نتیجه رسیده اند که دفع باکتری در مدفوع زیاد نیست.
انسان میزبان طبیعی این باکتری است و بر اساس یک سری مطالعات پیشنهاد شده که حیوانات میتوانند به عنوان مخازنی برای باکتری عمل کنند . این باکتری قابل انتقال از حیوان به انسان است. در میمونها به خصوص در میمون هندی به نام ریسوس ،خوک،عنتر و گربه های خانگی و بعضی حیوانات اهلی گزارش شده است.
انتقال این باکتری از شخص به شخص در صورت رعایت نکردن بهداشت فردی امکان پذیر است.
● درمان:
این باکتری یک ارگانیزم بسیار مقاوم به درمان است و موفقیت در درمان نیاز به تجویز همزمان دو یا چند دارو دارد.آموکسی سیلین بطور گسترده در جهت در مان به خصوص در ترکیب با بیسموت استفاده شده است.
درمان سه دارویی هم فوائد داخل معده ای و هم فعالیت سیستمیک داشته است .داروهای داخل معده ای موثر شامل بیسموت، تتراسایکلین، آموکسی سیلین، کلاریترومایسین و فورازولیدون هستند.
در صورت ابتلا به این باکتری دوره درمانی ودارویی خود را با جدیت دنبال نمایید زیرا در صورت سهل انگاری عود مجدد بیماری گزارش شده است .
● رنگ آمیزی گرم
رنگ آمیزی گرم یکی از مهمترین ومتداولترین روش های رنگ آمیزی در باکتری شناسی است که اولین بار توسط کریستین گرم ابداع شد. دراین رنگ آمیزی باکتری ها بر مبنای رنگ باکتری پس ازرنگ آمیزی به دودسته گرم مثبت و گرم منفی تقسیم می شوند. رنگ باکتری پس ازرنگ آمیزی به توانایی حفظ رنگ اول وبه عبارتی به ساختمان دیواره سلولی باکتری بستگی دارد. دررنگ آمیزی گرم باکتری های گرم مثبت پس ازرنگ آمیزی به رنگ بنفش وباکتری های گرم منفی به رنگ قرمز مشاهده می شود.
گرچه هر دو گروه یعنی باکتری های گرم مثبت و منفی دارای دیواره می باشند ولی فرق بین این دو گروه مربوط به خواصی است که در ساختمان دیواره سلولی آنها وجود دارد. اساس ساختمان در دیواره سلولی باکتری های گرم مثبت یک لایه ضخیمی است از پپتیدوگلیکان*[۱]، ولی در باکتری های گرم منفی ضخامت آن به حداقل می رسد.
در عمل باکتریهایی که دارای خواص یکسانی باشند بندرت یافت می شوند، حتی باکتریهایی که از یک سلول منشا می گیرند ممکن است از نظر یک یا چند صفت با یکدیگر متفاوت باشند. این تفاوتها نتیجه تغییراتی است که به علت جهش ژنی یا موتاسیون در سلولهای باکتریایی پدید می آید. این باکتریهای تغییر یافته ، موتانت Mutant نامیده می شوند که از نظر بعضی از خواص نظیر ساختمان آنتی ژن ، حساسیت در مقابل آنتی بیوتیکها و ... با سایر باکتریهای مشابه اختلاف دارند.
سهولت تغییرپذیری در باکتریها مربوط به سرعت تقسیم آنهاست. زمان تقسیم یا مدت زمانی که برای تولید یک سلول جدید در باکتریها لازم است، حدود ۲ دقیقه و در مورد انسان ۲۰ سال است. مثلا یک سلول باکتری در مدت ۱۸ ساعت ۵۴ نسل بوجود می آورد. درحالیکه برای ایجاد همین تعداد نسل انسان بیش از ۱۰۰۰ سال زمان لازم است. پس جهش ژنی در باکتریها نسبت به موجودات عالی خیلی سریع و قابل ملاحظه است.
تفاوت یوکاریوتها با باکتریها
در کره خاکی تنها دو نوع سلول توسط کلیه ارگانیسمهای زنده تولید می شود. سلولهای پروکاریوت (یا هسته ابتدایی). در این گروه هسته ، فاقد غشا است و شامل کلیه باکتریهاست. پروکاریوتها شامل یو باکتریها (باکتریهای حقیقی) و آرکئی باکترها (باکتریهای قدیمی) است. اما گروه دیگر یوکاریوتها هستند که دارای غشای هسته و هسته حقیقی می باشند. اینگونه هسته در تمام ارگانیسمهای دیگر مانند Algae (جلبکها) Fungi (قارچها) ، پروتوزوئرها (protozoa) و گیاهان (Plant) و جانوران (Animals) یافت می شود. پاتوژنهای انسانی تنها در میان یوباکتریها یافت می شوند.
● مشخصات سلول باکتری
اکثر باکتریها پوشش سلولی (cell envelope) تولید می کنند که شامل غشای پلاسمایی ، دیواره سلولی (cell wall) و پروتئینها و پلی ساکاریدهای تشکیل دهنده آن می باشد. بعضی از باکتریها کپسول یا لایه چسبنده تولید می کنند. فیلامانهای خارجی (فلاژل و پیلی) ممکن است در باکتریها بوجود آید. دیواره سلولی ، ساختمان سخت و مقاومی است که پروتوپلاست را احاطه کرده و آن را از آسیب فیزیکی و شرایط کاهش فشار اسمزی محیط خارج حفاظت می کند. معمولا به باکتری اجازه می دهد تا در برابر سطح وسیعی از شرایط محیطی ایستادگی کند پروتوپلاست از غشای سیتوپلاسمی و محتویات آن تشکیل شده است.
از نظر محتویات سلولی ، باکتریها سلولهای ساده ای هستند. ساختمان اصلی سیتوپلاسم آنها شامل شبکه فیبریلی کروماتین مرکزی یا نوکلئوتید (Nucleoid) می باشد که توسط سیتوپلاسم بی شکل حاوی ریبوزوم ها احاطه شده است. اجسام انکلوزیون سیتوپلاسمی یا گرانولهای ذخیره انرژی ، بسته به گونه های باکتری ماهیت شیمیایی متفاوتی دارند و مقدار آنها به مرحله رشد و محیط بستگی دارد. بعضی از ساختمانهای سلولی از قبیل آندوسپورها فقط به تعداد کمی از باکتریها محدود می شوند.
● طبقه بندی باکتریها
▪ باکتریهای پست
این باکتریها تک یاخته ای بوده و اگر کروی یا بیضوی باشند، کوکوس و اگر میله ای شکل یا دراز باشند، باسیل و اگر خمیده باشند ویبریون و چنانچه مارپیچی شکل و غیرقابل انعطاف باشند، اسپریل و اگر فنری و قابل انعطاف باشند، اسپیروکت نامیده می شوند.
● باکتریهای عالی یا رشته ای
این باکتریها رشته مانند و اغلب غلاف دار هستند و اغلب اوقات شاخه های حقیقی ایجاد کرده ، میسلیوم تشکیل می دهند و چون تشکیلات منشعب ایجاد می کنند، لذا اکتینومیست نامیده می شوند. بنابراین باکتریها از نظر شکل به ۶ گروه گرد ، دراز ، خمیده ، مارپیچی ، فنری و منشعب تقسیم می شوند.
● اجزای ساختمانی باکتریها
▪ فلاژلها (Flagella)
فلاژلها ، فیلامانهای پروتئینی به طول و قطر یکنواخت می باشند و موجب تحرک شبیه به شنای سریع و مستقل اغلب باکتریها پاتوژنیک می گردند فلاژل در سه قسمت فیلامان ، قلاب و جسم پایه تشکیل شده است. پایه فلاژل در غشای پلاسمایی قرار گرفته است. لنگرگاه و تعداد فلاژل در باکتریها فرق خواهد کرد.
● فیمبریاها
فیمبریاها که پیلی هم نامیده می شوند، فیبریلهای شبیه مو هستند به اندازه ۰.۰۰۴ تا ۰.۰۰۸ میکرون هستند. این ارگانل با میکروسکوپ الکترونی در سطح باکتریهای مختلف قابل رویت هستند. آنها مستقیم تر ، نازکتر و کوتاهتر از فلاژلها هستند. این رشته ها در غشای پلاسمایی سلول میکروبی لنگر می اندازد.
● هسته باکتری
هسته سلول را میتوان بعد از رنگ آمیزی اختصاصی با میکروسکوپ نوری مشاهده کرد. در مقایسه با سلولهای عالی مواد ژنتیکی باکتریها و سایر سلولهای پست پراکنده ، ساده و بدون پوشش و کروموزوم حلقوی است غشای هسته وجود ندارد و کروموزوم به مزوزوم فرورفته در غشای سیتوپلاسمی چسبیده است. در سالهای اخیر پروتئینهای شبیه هیستون در باکتریها کشف شده است که احتمالا نقش مشابه هیستونها را در کروماتینهای سلولهای یوکاریوت ایفا می کنند.
● سیتوپلاسم
بیش از ۵۰ درصد پروتئین سلول در سیتوپلاسم قرار دارد و آنزیمهای متابولیسمی راههای گلیکولیز و بسیاری از آنزیمهای چرخه کربس ، انواع کاتالازها ، دهیدروژنازها ، و مواد حد واسط چرخه های متابولیکی در سیتوپلاسم وجود دارد. روابط اتمی ، یونی و الکترونی بین ترکیبهای مختلف سیتوپلاسمی با نظم خاص فعالیتهای حیاتی را ظاهر می سازد.
● پوشش سلول (Cellenvelope)
▪ کپسول و لعاب (Capsoles)
قدرت بیماری زایی پاتوژنها اغلب با تولید کپسول همراه است. باکتریهای کپسول دار در محیط جامد ، کلنیهای مخاطی (Mucoid) یا صاف (Smooth) می سازند. در مقابل باکتریهای فاقد کپسول کلنیهای خشن (Rough) دارند. اگر باکتری قدرت کپسول سازی خودش را از دست بدهد در مقابل قدرت ویرولانس (بیماریزایی) خود را از دست داده و در مقابل دستگاه ایمنی بدن میزبان تاب مقاومت نخواهد داشت.
● دیواره سلولی
دیواره سلولی باکتریها بی نهایت پیچیده است و لایه سفت و سختی را در اطراف باکتریها ایجاد می کند که سلول را از گسیختگی و متلاشی شدن در مقابل فشار اسمزی خارج سلول محافظت می کند. همچنین دیواره محل تجمع عوامل آنتی ژن می باشد که باکتریها را توسط این آنتی ژنها از هم تمیز می دهند. باکتریها با روش رنگ آمیزی گرم (Gram stain) به دو دسته تقسیم می شوند.
گرچه هر دو گروه یعنی باکتریهای گرم مثبت و منفی دارای دیواره می باشند ولی فرق بین این دو گروه مربوط به خواصی است که در ساختمان دیواره سلولی آنها وجود دارد. اساس ساختمان در دیواره سلولی باکتریهای گرم مثبت یک لایه ضخیمی است از پپتیدوگلیکان (Poptidoglycan) ، ولی در باکتریهای گرم منفی ضخامت آن به حداقل می رسد.
● غشای سیتوپلاسمی
غشای سیتوپلاسمی غشای داخلی نیز نامیده می شود. غشای سیتوپلاسمی باکتریها مشخص بوده و از فسفو لیپید و پروتئین ساخته شده است. این غشا در پروکاریوتها از غشای سیتوپلاسمی در یوکاریوتها به علت نداشتن استرول متمایز می شود. چین خوردگیهای غشای سیتوپلاسمی به درون سلول ساختارهای ویژه ای به نام مزوزوم ایجاد می کند که کروموزومهای باکتریها به مزوزومها متصل هستند. غشا همچنین به عنوان یک سد اسمزی برای سلول عمل می کند و دارای سیتوپلاسم انتقال دهنده برای مواد محلول است و انتقال تولیدات سلولی را در مقابل با محیط خارج سلولی تنظیم می کنند.
● تولیدمثل باکتری
باکتریها به روشهای تقسیم مستقیم ، آمیختگی ، قطعه قطعه شدن یا بوسیله کنیدی و همچنین جوانه زدن تکثیر می یابند. برخی باکتریها توانایی ایجاد هاگ درونی را دارند. هاگ سبب مقاومت باکتری در برابر عوامل نامساعد محیط می شود. هر باکتری فقط یک هاگ می سازد و از هر هاگ یک باکتری بوجود می آید.
به تازگی جمعی از مایکروبایولوژیست ها در یکی از دانشگاههای انگلیس یکی از باکتری های موجود در شکلات را که از شکر تغذیه می کند به وسیله اضافات شکلاتهای یک کارخانه پرورش دادند و سپس یک باطری هیدروژنی را با هیدروژن تولید شده از فعالیت باکتری ها شارژ کرده و ثابت کردند که می توان از شکلات انرژی الکتریکی دریافت کرد.
این تیم تحقیقاتی باکتری اسچریچیا کولی (Escherichia coli) موجود در شکلات را با کارامل رقیق شده تغذیه کردند، باکتری مورد نظر شکر را مصرف و هیدروژن تولید کرد.
سپس محققین هیدروژن حاصل شده از باکتری را برای شارژ یک باطری هیدروژنی استفاده کردند و باطری هیدروژنی نیز پس از شارژ الکتریسیته کافی برای راه انداختن یک دستگاه خنک کننده کوچک را تولید کرد.
این کشف تازه راه مصرف فوق العاده ای را برای استفاده از اضافات و زایده های کارخانه های شکلات سازی ایجاد خواهد کرد.
جالب اینجاست که کار این باکتری تنها با یک بار مصرف شکر و تولید هیدروژن تمام نمی شود و می تواند همچنان درعرصه تامین سوخت هیدروژنی فعال باشد. دانشمندان باکتری را در ظرف مخصوصی حاوی هیدروژن و مایع زاید حاصل شده از روند تبدیل شکر به هیدروژن قرار می دهند و دوباره آنزیم تولید کننده هیدروژن را در آنها فعال میکنند.
محققین برای استفاده مجدد از باکتری ها ، گاز هیدروژن را به الکترون های تشکیل دهنده آن تجزیه می کنند سپس الکترون های تولید شده را با الکترون های فلز پلادیوم در محلول هیدروژن و مایع زاید حاصله از فعالیت باکتری ها قرار می دهند تا الکترون ها با هم واکنش شیمیایی انجام دهند.
این واکنش موجب می شود تا پلادیوم از محلول جدا شده و به باکتری بچسبد و در پی این عمل باکتری برای استفاده مجدد حفظ می شود.
نظرات شما عزیزان:
????????: باکتری, ,
