باکتری ها و ساختار آنها

ارسال توسط

در تاریخ نوامبر 18, 2020

نگاهی به باکتری ها و ساختار آنها

باکتری چیست؟

باکتری‌ها (Bacteria) که در کلمه مفرد باکتریوم نامیده میشوند از خانواده سلول های پروکاریوتی هستند و از اصلی ترین گروه در پیکره ی پروکاریوت ها محسوب میشوند.

باکتری‌ها بسیاری از خصوصیات و ویژگی های یک موجود زنده را دارند که در زیر به چند مورد آن اشاره میکنیم :باکتری‌ها از سلول تشکیل شده‌اند و DNA موجود در آنها حاوی اطلاعات ژنتیکی است . برخی از گونه های آنها تولید مثل می کنند و برای رشد نیاز به دریافت انرژی از محیط پیرامون خود دارند.

از آنجاییکه اغلب ، بین باکتری ها و عوامل بیماری زا ارتباطی وجود داشته است ، معمولا آنها را از جنبه بیماری زایی مورد مطالعه و بررسی قرار داده اند. ولی باید توجه داشت که به دلیل وظیفه ی مهم آن ها در اکوسیستم ، نقش برجسته و سودمندی در ایجاد نظم و هماهنگی بین چرخه های موجودات زنده دارند که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

باکتری ها باعث تغییرنیتروژن جوی به شرایطی مناسب حیات گیاهان می شوند .
ایجاد ارتباط و هماهنگی بین ارگانسیم ها بطوریکه یه تعامل دو طرفه ایجاد می شود .
عامل تجزیه مواد دفعی از دیگر موجودات زنده و بازیافت آنها
آسان کردن جریان هضم غذا در دستگاه گوارش
یکی از عوامل مهم در جریان تولید ، در صنعت مواد غذایی
یکی از عوامل موثر در تصفیه فاضلاب‌ها
نقش مهم و ویژه ای در تولید برخی از دارو ها و درمان های نوین پزشکی

در هر قسمت از این مقاله میتوانید به کیت استخراج DNA از بافت مراجعه کنید. از کیت استخراج DNA از بافت میتوانید برای نمونه های سلول حیوانی، بافت حیوانی، خون، باکتری ، بافت پارافینه ، مخمر ، قارچ ، بزاق ، سواب و شیر استفاده کنید.

در واقع باکتری‌ها به وفور در همزیستی با موجودات دیگر در دنیا وجود دارند.این موجودات با تراکم بالایی در خاک و یا حتی در آب نیز هستند و دلیل بسیاری از عوامل بیماری‌زا محسوب می شوند و از نظر ساختاری معمولا بسیار کوچک هستند .

باکتری‌ها مانند سلول‌‌های گیاهی و قارچی دارای دیواره سلولی هستند با این تفاوت که این دیواره ترکیبات متفاوتی دارد. دیواره باکتری ها از پپتیدوگیلیکان است. حرکت باکتری ها با استفاده از تاژک انجام میگیرد.از نظر شکل ظاهری متفاوتند . برخی کروی ، برخی میله ای یا مارپیچ هستند. با اینکه باکتری ها تک سلولی هستند ولی معمولا به دلیل تجمع کنار همدیگر ساختار خوشه ای یا زنجیره ای به خود میگیرند.

ساختار سلولی باکتری ها

باکتری از نظر ساختاری به نسبت ساده اند و DNA آن ها که حامل اطلاعات ژنتیکی است در سلول شناور می باشد. از مهمترین ویژگی هایی که باکتری ها دارند دیواره سلولی آن ها است که بر اساس تفاوتی که در ساختار دیواره سلولی دارند به دو گروه گرم مثبت و گرم منفی تقسیم می شوند. این تفاوت در دیواره سلولی بوسیله رنگ گرم ( Gram staining ) مشخص می شود. دراین رنگ آمیزی ، بعضی از رنگ ها کاملا اختصاصی برای دیواره سلول استفاده می گردد . غشای باکتری‌های گرم منفی از نوع لیپوپلی ساکارید است و با رنگ آمیزی گرم، به رنگ صورتی تغییر می کند . باکتری های گرم منفی یک لایه نازک پپتیدوگلیکان نیز دارند که بین غشای خارجی و سیتوپلاسم جای گرفته است.

باکتری‌های گرم مثبت عاری از این پوشش هستند، ولی دیواره سلولی آن ها شامل پپتیدوگلیکان ضخیم و اسید‌های تیکوئیک هستند. در رنگ آمیزی گرم ، این دیواره سلولی ، بنفش می شود. بغیر از این تفاوت که در مورد باکتری های گرم مثبت و گرم منفی گفته شد ، آن ها تفاوت های دیگری نیز دارند ، مثلا باکتری‌های گرم مثبت نسبت به آنتی بیوتیک‌ها حساس‌تر هستند، ولی باکتری‌‌های گرم منفی، نسبت به درمان با آنتی بیوتیک‌ها بسیار مقاوم تر عمل می کنند.

باکتری‌ها دارای ساختار‌های خارج سلولی دیگری نیز هستند مانند تاژک برای حرکت کردن ، فیمبریا برای اتصال و پیلی برای هم یوغی . بعلاوه بعضی از باکتری ها دارای لایه های چسبنده برای اتصال به سطوح هستند.

ساختارداخل سلولی باکتری‌ها در مقابل یوکاریوت ها به نسبت کم است ، ولی معمولا دارای یک کروموزوم ، ریبوزوم‌ها و چند ساختار خاص هستند که این ساختارهای خاص می تواند غشای داخل سلولی، وزیکول‌‌های گازی ، مگنتوزوم‌ها و یا بنیاد ذخیره سازی مواد مغذی باشند. بعضی از باکتری‌ها می‌توانند به واسطه ی ایجاد آندوسپور‌ها ، در وضعیت سخت محیطی و شیمیایی زنده بمانند که این توانایی در باکتری‌های گرم مثبت دیده می شود .

تکثیر و تولید مثل باکتری‌ها

تولید مثل باکتری‌ها به روش تقسیم دوتایی می باشد که منجر به تولید دو سلول دختر کاملا یکسان می شود. به همین علت است که گفته می‌شود که رشد جمعیت باکتریایی بر مبنای رشد تقریبی نمایی است.

بعلاوه تولید مثل بعضی از باکتری‌ها به روش هم یوغی است. در این روش، یک باکتری تحت عنوان باکتری مثبت ، ماده ژنتیکی خود را به باکتری دیگری تحت عنوان باکتری منفی توسط لوله‌ای بلند به نام پیلوس جنسی منتقل می‌کند. این ماده ژنتیکی که منتقل میشود می تواند از نوع کروموزوم و یا پلاسمید باشد. این روش تولید مثل (هم یوغی) منجر به ایجاد تنوع ژنتیکی در جمعیت باکتری‌ها می شود و نیز باعث مرتفع شدن ایجاد مقاومت آنتی بیوتیکی می شود .

حرکت و جابجایی باکتری‌ها

باکتری ها به روش های متفاوت حرکت می کنند . آن ها با استفاده از تاژک، سوار شدن بر باکتری‌های دیگر یا با تغییر در شناور شدن قادر به حرکت هستند. اسپیروچت ها نوع خاصی از باکتری‌ها هستند، این نوع از باکتری‌ها، ساختار‌هایی ماند تاژک که رشته های محوری نامیده میشوند، دارند . ساختار سلولی آن‌ها به گونه ای است که با حرکت کردن به حالت پیچش در می آیند .

حر کت کردن بعضی از باکتری‌ها مثل E.coli ، در دو حالت متفاوت انجام می شود: حالت حرکت به جلو یا شنا کردن و و حالت دوم غلت زدن.

حالت حرکت کردن بصورت غلت زدن ، این توانایی را به باکتری‌ها می‌دهد تا در مسیر خود جهت گیری مجدد انجام دهند ویکی از ویژگی های منحصر به فرد در حرکت های رو به جلو به حساب می‌آید. گاهی باکتری‌ها در مسیر خود بوسیله ی برخی محرک‌ها در جهت های متفاوت جذب یا دفع می‌شوند و یک نوع رفتار‌های تمایلی به نام تاکسی‌ها را از بروز می دهند . بعضی از این رفتارها مانند کموتاکسی، مکانیکوتاکسی ، فوتوتاکسی و مغناطیسوتاکسی هستند.

در گونه ای از این میکروارگانسیم ها ، باکتری‌های تنها ، با جذب شدن به یکدیگر گروه هایی با ظاهر خوشه ای به وجود می آورند . بعضی از باکتری ها مانند میکسوباکترها فقط با قرارگیری روی سطح جامد حرکت میکنند در حالی که بعضی دیگر مانند باکتری E.coli با قرار گیری در محیط‌های مایع حرکت می‌کند.

باکتری‌‌های مضر و مفید

از فراوان ترین موجودات زنده روی زمین باکتری‌ها هستند که به طور متراکم در همه جای زمین پراکنده شده اند و نیز میتوانند به وسیله جریان هوایی از جایی به جای دیگر نقل مکان کنند .اما باید توجه داشته باشید که باکتری ها برای رشد و تولیدمثل به مواد غذایی ، دما و رطوبت کافی نیاز دارند. بنا براین باید شرایط لازم برای باکتری ها مهیا باشد.

بدن انسان میزبان میلیاردها میکروارگانیسم است. باکتری ها روی پوست ، دهان، بینی و دستگاه گوارش به وفور یافت می شوند. در واقع آن ها در همه جا وجود دارند، از غذایی که میخوریم تا هوایی که تنفس میکنیم . از فراوان ترین باکتری‌های مجرای گوارشی انسان، اشرشیا کولی است که کاملا با سیستم ایمنی بدن، سازگاری پیدا کرده است و برهم خوردن تعادل در تعداد این باکتری در روده، میتواند منجر به بیماری های گوارشی مانند اسهال شود .

در بسیاری از موارد ، باکتری‌ها با توجه به نقش آن‌ها در بیماری و عفونت در انسان بررسی می شوند. بعضی از آن ها به عنوان پاتوژن یا بیماری‌زا رفتار میکنند و منجر به بیماری در انسان می شوند مانند تب حصبه ، کزاز ، سفلیس ، ذات الریه و ….

باکتری ها با ایجاد عفونت در انسان میتوانند باعث مرگ صد‌ها هزار نفر در سال شوند . همچنین می توانند منجر به بیماری های خطرناک در دام‌ها شوند مانند آنتراکس که نوعی باکتری کشنده در گاو و گوسفند است و یا سالمونلا که منجر به عفونت روده در گوساله‌ها می شود . همچنین باکتری ها در گیا‌هان نیز منجر به لکه‌‌های برگی، سوختگی و پژمرده شدن می‌شوند.

البته در کنار تمامی اثرات زیان بار ، ویژگی های مفید و مهمی نیز در حفظ تعادل محیط زیست نیز دارند . از بارزترین و مهمترین خصوصیات باکتری‌ها در اکوسیستم‌ ، تجزیه مواد مختلف است. باکتری‌ها یک نوع تجزیه کننده هستند که از بافت موجودات مرده تغذیه کرده و پس از تجزیه ، آن را به نیتروژن و کربن تبدیل میکنند . بنابراین باکتری ها از مهمترین عامل زنجیره غذایی هستند که در ابتدا و انتهای این زنجیره نقش مهمی دارند چون آن‌ها مواد مغذی لازم را در ابتدای زنجیره غذایی آماده می کنند و نیز در انتهای این زنجیره باعث تجزیه مواد آلی می شوند .

ازتوانایی های ویژه ی باکتری‌ها میتوان به تخریب انواع ترکیبات آلی اشاره کرد. آن ها در بازیافت فاضلاب و تجزیه زباله‌‌های زمین‌های کشاورزی موثر هستند و با تجزیه ی مواد آلی ، محیط را از آلودگی حفظ می کنند.

همچنین این میکروارگانیسم ها باعث تخریب سیانیدهای فلزی در مراکز صنعتی می شوند و به پاکسازی زباله‌‌های هسته‌ای، بازیابی فلز از سنگ معدن و نیز تخریب بعضی از سموم دفع آفات کمک می کنند.

از دیگر موارد حائز اهمیت در مورد باکتری ها میتوان به نقش آن ها در تهیه مواد غذایی تخمیر شده اشاره کرد . همچنین با متد های نوین در زیست فناوری از باکتری ها میتوان در تولید داروهای نوترکیب استفاده کرد .

ارسال رایگان