باكتري‌ها (Bacteria)

باكتري‌ها تك سلولي‌هاي پروكاريوتي هستند كه ماده‌ي وراثتي آن‌ها در غشايي محصور نشده است. گاهي مواقع از چسبيدن سلول‌هاي باكتري‌ به‌هم ساختارهاي رشته مانندي تشكيل مي‌شود. كروموزوم باكتري حاوي DNA حلقوي است. بعضي از باكتري‌ها تاژك دارند. 

تاژك رشته‌ي پروتئيني است و وسيله‌ي حركتي باكتري محسوب مي‌شود. هم‌چنين در سطح بعضي از باكتري‌ها رشته‌هاي كوتاه و ضخيمي ديده مي‌شود. اين رشته‌ها پيلي نام دارند. پيلي‌ها در چسبيدن باكتري به سطح مختلف و هم‌چنين در توليد مثل باكتري‌ها نقش دارند.

 

توليد مثل باكتري‌ها


روش معمول توليد مثل باكتري‌ها تقسيم دوتايي است. هنگامي كه سلول باكتري به اندازه‌ي كافي بزرگ مي‌شود، DNA آن همانندسازي مي‌كند و با ايجاد غشا و ديواره‌ي سلولي در داخل سلول باكتري، دو باكتري ايجاد مي‌شود. ژنوم باكتري (DNA حلقوي باكتري) هنگام همانندسازي متصل به غشاي سلول باكتري است. باكتري‌ها معمولا به‌سرعت تقسيم مي‌شوند؛ مثلا باكتري اشريشياكلاي كه در روده‌ي انسان زندگي مي‌كند هر 20 دقيقه تقسيم مي‌شود.

 

رده‌بندي باكتري‌ها

باكتري‌ها را به دو گروه اصلي يوباكتري‌ها(Eubacteria) و آركي باكتري‌ها (Archaebacteria) تقسيم مي‌كنند. گاهي مواقع يوباكتري‌ها را به‌ اختصار باكتري و آركي باكتري‌ها را آركي مي‌نامند. 


اصول شناسايي باكتري‌ها

شناسايي باكتري‌ها براساس شكل، نوع ديواره‌ي سلولي و متابوليسم آن‌ها انجام مي‌شود.

 

شكل باكتري‌ها

سلول‌هاي باكتري به يكي از سه شكل اصلي ميله‌اي (باسيلوس(Bacillus)) ، كروي (كوكوس(Coccus)) و مارپيچي (اسپيريليوم(Spirillum)) ديده مي‌شوند.

گاهي‌ مواقع باكتري‌ها به‌صورت اجتماع در كنارهم قرار مي‌گيرند. اجتماع رشته‌اي باكتري‌ها را با پيشوند استرپتو (Strepto) و اجتماع خوشه‌اي آن‌ها را با پيشوند استافيلو (Staphylo) مشخص مي‌كنند.

 

نوع ديواره‌ي سلولي

راه ديگر تشخيص باكتري‌ها با استفاده از رنگ‌آميزي گرم (Gram) است. در اواخر دهه‌ي 1880 گرم باكتري‌شناس دانماركي اين روش رنگ‌آميزي را ابداع كرد. براساس رنگ‌آميزي گرم باكتري‌ها به دو دسته‌ي گرم مثبت و گرم منفي تقيسم مي‌شوند. باكتري‌هاي گرم مثبت در زير ميكروسكوپ نوري ارغواني ديده مي‌شوند درحالي كه باكتري‌هاي گرم منفي به رنگ صورتي ديده مي‌شوند. تفاوت اين دو نوع باكتري مربوط به مولكول پپتيد و گليكان است. به‌طوري كه در باكتري‌هاي گرم مثبت لايه‌ي پپتيدوگليكان ضخيم است؛ اما در باكتري‌هاي گرم منفي اين لايه نازك است.

 

متابوليسم

باكتري‌ها از منابع متنوعي براي كسب انرژي استفاده مي‌كنند. بعضي از باكتري‌ها از يون‌هاي سولفيد، آهن و يا گاز متان براي كسب انرژي استفاده مي‌كنند. بعضي از باكتري‌هايي كه در خاك زندگي مي‌كنند، آمونياك (NH3) را به نيتريت (-NO2) تبديل مي‌كنند. نيتروزوموناس نمونه‌اي از اين باكتري‌هاست. هم‌چنين بعضي از باكتري‌هاي خاك مانند نيتروباكتر از تبديل يون‌هاي نيتريت به نيترات (-NO3) انرژي به‌دست مي‌آورند. بعضي از باكتري‌ها فتوسنتزكننده‌اند. سيانوباكتري‌ها نمونه‌اي از اين باكتري‌ها هستند كه از CO2 براي ساخت قند استفاده مي‌كنند. 

بعضي از باكتري‌ها تخميركننده هستند و انواعي از قندها و اسيدهاي آلي را تخمير مي‌كنند كه نتيجه‌ي آن توليد محصولات شيميايي مهمي مانند اتانول، متانول، استن، لالتيك اسيد، استيك اسيد و پروپيونيك اسيد است. به‌طوركلي باكتري‌ها براساس شيوه‌ي كسب انرژي به سه گروه فتوسنتزكننده، شيميواتوتروف و هتروتروف تقسيم مي‌شوند.

 

 

باكتري‌هاي فتوسنتزكننده

بخش عظيمي از فتوسنتز را اين موجودات انجام مي‌دهند. باكتري‌هاي فتوسنتزكننده براساس نوع رنگيزه‌ي فتوسنتزي به چهار گروه عمده تقسيم مي‌شوند.
- باكتري‌هاي غير گوگردي ارغواني (Purple nonsolfur bacteria)

- باكتري‌هاي گوگردي سبز (Green sulfur bacteria)

- باكتري‌هاي گوگردي ارغواني (Purple sulfur bacteria)

- سيانوباكتري‌ها( Cyanobacteria)
 

 

باكتري‌هاي شيميواتوتروف

اين باكتري‌ها انرژي مورد نياز خود را با برداشت الكترون از مولكول‌هاي غيرآلي مانند آمونياك (NH3)، هيدروژن سولفيد      (H2S) به‌دست مي‌آورند. نيتروزوموناس و نيتروباكتر دو نوع از اين باكتري‌ها هستند كه در فرايند تبديل آمونياك به نتيرات (شوره‌گذاري) نقش دارند و به‌همين دليل ازنظر كشاورزي و محيط زيست اهميت فراواني دارند. گياهان از يون نيترات براي ساختن تركيبات متفاوت مانند پروتئين‌ها استفاده مي‌كنند.

 

باكتري‌هاي هتروتروف

اين باكتري‌ها از غذاي ساخته شده توسط ساير جانداران استفاده مي‌كنند. اين باكتري‌ها پيكر بي‌جان موجودات را تجزيه‌ مي‌كنند و به اين طريق مواد غذايي آن را در دسترس ساير جانداران قرار مي‌دهند.
ريزوبيوم‌ها باكتري‌هاي هتروتروفي هستند كه نيتروژن را تثبيت مي‌كنند. اين باكتري‌ها به‌صورت همزيست با ريشه‌ي گياهاني مانند لوبيا، نخود،‌ سويا و . . . در خاك زندگي مي‌كنند. ريبوزوم‌ها نيتروژن را در اختيار ريشه‌ي گياهان قرار مي‌دهند و در عوض تركيبات مورد نياز خود را از گياهان مي‌گيرند.

 

باكتري‌ها و بيماري‌زايي

باكتري‌ها به دو روش بيماري‌زا هستند. باكتري‌هاي هتروتروف غذاي مورد نياز خود را از طريق ترشح آنزيم‌هاي گوارشي و تجزيه‌ي مواد آلي موجود در محيط به‌دست مي‌آورند. به همين دليل اگر اين باكتري‌ها در بدن موجودات زنده زندگي مي‌كنند با ايجاد اختلال در فعاليت‌هاي زيستي موجود، سلامت و حيات او را به‌خطر مي‌اندازند. 


Mycobacterium tuberculosis باكتري عامل سل ريوي است. سل بيماري عفوني است كه اگر درمان نشود سبب مرگ بيمار مي‌شود. باكتري Propionibacterium acnes عامل جوش‌ صورت است. اين باكتري‌ها با استفاده از مواد چربي غده‌هاي چربي پوست رشد مي‌كنند و سبب مسدود شدن منافذ پوست مي‌شوند كه درنتيجه‌‌ي آن چربي به سطح پوست نمي‌رسد و در پوست جمع مي‌شود و جوش را ايجاد مي‌كند.

 

توكسين‌هاي باكتريايي

روش ديگر بيماري‌زايي باكتري‌ها، ترشح تركيبات شيميايي به‌نام توكسين است. مثلا كورينه باكتريوم ديفتريا Coryne bacterium diphtheria – عامل بيماري ديفتري – درون گلو رشد مي‌كند و با ترشح نوعي توكسين بر قلب، اعصاب، كبد و كليه‌ها اثر مي‌گذارد. 

باكتري كلستريديوم بوتولينم Clostridium botulinum با توليد هاگ‌هايي به‌نام اندوسپور (Endosphore) مي‌تواند در غذاهاي كنسرو شده باقي بماند و رشد كند. 

اندوسپور نسبت به حرارت مقاومت بالايي دارد؛ بنابراين اگر حرارت به‌اندازه‌ي كافي نباشد، اندوسپورها زنده مي‌مانند و درون كنسرو رشد مي‌كنند. توكسين حاصل از اين باكتري كه در واقع سم مهلكي است بر دستگاه‌ عصبي انسان اثر مي‌كند و سبب بيماري بوتوليسم (Botulism) مي‌شود. از علايم اين بيماري ديد دوتايي و فلج است. ناتواني در تنفس عامل مرگ اين بيماران است.
هم‌چنين بعضي از مسموميت‌هاي غذايي به‌دليل آلودگي باكتريايي غذا است. مثلا باكتري استافيولو كوكوس (Staphylococcus aureus) اورئوس عامل شايع‌ترين مسموميت غذايي است. 


تهوع و اسهال از علايم اين نوع مسموميت است.
 

 

مبارزه با باكتري‌هاي بيماري‌زا

بسياري از بيماري‌ها با حرارت و مواد شيميايي از بين مي‌روند. استفاده از مواد شوينده در پاكسازي ظروف و محيط از باكتري‌ها موثر است. مواد ضدعفوني‌كننده با از بين بردن باكتري‌ها مانع انتشار آن‌ها مي‌شوند.
آنتي بيوتيك‌ها موادي هستند كه باكتري‌ها را ازبين مي‌برند و مانع از فعاليت آن‌ها مي‌شوند. 

     (  الكساندر فلمينگ  )
در سال 1928 متوجه اين پديده شد. او در آزمايشگاه خود توانست پني‌سيلين را از قارچي متعلق به سرده‌ي پني سيليوم جدا كند. امروزه از آنتي بيوتيك‌ها در درمان بيماري‌هاي باكتريايي استفاده مي‌شود. آنتي بيوتيك‌ها بر فرايندهاي سلول باكتري تاثير مي‌كنند؛ بنابراين از آن‌جايي كه ويروس‌ها ساختار سلولي و در نتيجه فرايندهاي حياتي سلولي ندارند، آنتي بيوتيك‌ها بر آن‌ها تاثير ندارند. بعضي از آنتي بيوتيك‌ها به‌طور شيميايي ساخته مي‌شوند.

 

اهميت باكتري‌ها


اگرچه بعضي از باكتري‌ها عامل فساد مواد غذايي و بيماري هستند؛ اما بسياي از باكتري‌ها مفيدند. بشر قرن‌ها از فوايد باكتري‌ها در زندگي خود استفاده كرده است.
باكتري‌ها در تهيه و پردازش فرآورده‌هاي غذايي و شيميايي و هم‌چنين در شناسايي و استخراج معادن و پاكسازي محيط زيست كاربرد دارند. مواد خوراكي مانند ماست، پنير و سركه حاصل فعاليت باكتري‌هاي تخميركننده است. استون و بوتانول مواد شيميايي هستند كه انواعي از باكتري‌هاي گونه‌ي كلستريديوم آن‌ها را مي‌سازند.
باكتري‌هاي شيميواتوتروف براي تخليص عناصر معدني مانند مس و اورانيوم كاربرد دارند. هم‌چنين باكتري‌ها در پاكسازي آب‌ها و خاك‌هاي آلوده به آلاينده‌هاي نفتي و شيميايي كاربرد وسيعي دارند.

 

آركي باكتري‌ها

غشاي سلولي آركي باكتري‌ها ليپيدهاي غير معمولي دارد كه توانايي فعاليت در دماهاي بالا را به آن‌ها مي‌دهد. گليسرول در اين ليپيدها به زنجيره‌هاي هيدروكربني شاخه‌دار متصل است؛ درحالي كه ليپيدهاي در يوباكتري‌ها گليسرول به اسيدهاي چرب متصل است. انواع متفاوت ديواره‌ي سلولي در آركي باكتري‌ها سبب بقاي آن‌ها در محيط‌هاي افراطي مي‌شود. ديواره‌ي سلولي آركي باكتري‌ها پپتيدوگليكان ندارد. ديواره‌ي سلولي بعضي از آركي باكتري‌ها به مقدار فراواني پلي ساكاريد دارد. ديواره‌ي سلولي بعضي از آركي باكتري‌ها پروتئين‌ خالص است و چندتايي نيز ديواره‌ي سلولي ندارند. بيش‌تر آركي‌ باكتري‌ها شيميواتوتروف هستند. هيچ‌كدام از آركي باكتري‌ها انگل نيستند به‌همين دليل به‌عنوان عوامل بيماري‌زا شناخته نشده‌اند.

 

انواع آركي باكتري‌ها


تقسيم‌بندي آركي باكتري‌ها معمولا براساس زيستگاه آن‌ها انجام مي‌شود. براين اساس سه نوع آركي باكتري وجود دارد:
متانوژن‌ها (Methanogens): انرژي مورد نياز خود را با توليد گاز متان از مواد آلي به‌دست مي‌آورند. اين نوع آركي باكتري‌ها در محيط‌هايي مانند مرداب و روده‌ي جانوران زندگي مي‌كنند. حدود 65 درصد متان اتمسفر، حاصل فعاليت آركي باكتري‌هاي متانوژن است.
ترمواسيدوفيل‌ها (thermoacidophils): اين آركي‌ها در محيط‌هاي بسيار داغ مانند چشمه‌هاي آب‌ گرم و اطراف آتشفشان‌ها زندگي مي‌كنند. ترموفيل‌ها در دماهاي بيش از 80 درجه‌ي سانتيگراد به‌خوبي دوام دارند. حتي بعضي از آن‌ها در دماي 105 درجه‌ي سانتيگراد نيز رشد مي‌كنند. ترموفيل‌ها از مواد گوگردي انرژي كسب مي‌كنند.

هالوفيل‌ها (Halophiles):
اين گروه از آركي باكتري‌ها براي رشد به تراكم‌هاي 12 تا 15 درصد نمك نياز دارند. هالوفيل‌ها در آب‌ها و خاك‌هاي بسيار شور يافت مي‌شوند. آركي‌هاي هالوفيل رنگيزه‌اي به‌نام باكتريورودوپسين(Bacteriorhodopsin) دارند كه با استفاده از آن و در حضور نور ATP مي‌سازند.

منبع :

sanjeshmostamar.com