مقاله ای کامل در مورد باکتری


فهرست مطالب

عنوان

نگاه کلی

رشد و تکثیر باکتریها

فیزیولوژی باکتریها

رده بندی باکتریها

گروههای عمده باکتریها

انتقال ژن در باکتریها

اثرات محیط بر باکتریها

انواع باکتری خاک

معایب و مزایای باکتریها

منابع

نگاه کلی
باکتریها گروهی از موجودات تک یاخته ای ذره بینی هستند که پوشش بیرونی نسبتا ضخیمی آنها را احاطه کرده است. این موجودات ساختار ساده ای دارند و به گروه پروکاریوتها تعلق دارند.
مقدمه
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 2 دقیقه و در مورد انسان 20 سال است. مثلا یک سلول باکتری در مدت 18 ساعت 54 نسل بوجود می آورد. درحالیکه برای ایجاد همین تعداد نسل انسان بیش از 1000 سال زمان لازم است. پس جهش ژنی در باکتریها نسبت به موجودات عالی خیلی سریع و قابل ملاحظه است.

تاریخچه
اینکه پروکاریوتها و یا یوکاریوتها کدام یک زودتر بر روی کره زمین ظاهر شده اند، کاملا مشخص نیست. اما مطالعات تفاوتهای ژنتیکی بین یوباکتریها ، آرکئو باکتریها و یوکاریوتها نشان می دهد که هر سه گروه از دنیای مشترکی مشتق شده اند. شکل باکتریها بر اساس شکل به 6 گروه تقسیم می شود. پنج گروه اول را باکتریهای پست و گروه ششم را باکتریهای عالی گویند.

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 6 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 0.004 تا 0.008 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 50 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.
مارپیچی شکل و غیرقابل انعطاف باشند اسپیریل و اگر فنری و قابل انعطاف باشند اسپیروکت نامیده می شوند.
شکل باکتریهای عالی یا رشته ای
این باکتریهای رشته مانند و اغلب غلاف دار هستند بیشتر اوقات شاخه های حقیقی ایجاد کرده و میسلیوم تشکیل می دهند و چون تشکیلات منشعب ایجاد می کنند لذا اکتینومیست نامیده می شوند.

تاثیر عوامل محیطی بر شکل باکتریها
برخی از باکتریها مانند باسیل دیفتری ، هنگام تقسیم مانند ترکه درخت می شکنند ولی از یکدیگر جدا نمی شوند و اشکال زاویه دار مانند الفبای چینی تشکیل می دهند. باید دانست که شکل هر باکتری ثابت نبوده و با ساختار و واکنش محیط کشت ، دما ، سن باکتری و بعضی از عوامل دیگر بستگی دارد و هنگام تعریف شکل جوان آن را در نظر می گیرند. باکتریها وقتی پیر می شوند و یا در شرایط نامساعد قرار می گیرند اشکال غیرعادی پیدا می کنند.
اندازه باکتریها
اندازه باکتریها معمولا بین 0.3 تا 4 میکرون است ولی بطور کلی اندازه باکتریها همانند شکل آنها ، تابع شرایط و واکنش محیط کشت ، دما ، سن باکتری و بعضی عوامل دیگر است و اندازه ای که معمولا برای باکتریها داده می شود مربوط به باکتری جوان در شرایط عادی است. بعضی از باکتریها در یک زمان ممکن است دارای اشکال کوتاه و بلند باشند. میکوپلاسماها کوچکترین باکتریهای شناخته شده اند ابعاد آنها بین 0.1 تا 0.3 میکرون است از اینرو با میکروسکوپ نوری به سختی قابل رویت اند. مایکوپلاسما فاقد دیواره است و در نتیجه به اشکال مختلف یافت می شود.

اندازه گیری ابعاد باکتریها
اگر چه باکتریها اندازه کوچک اند، با وجود این می توان ابعاد آنها را به طرزی نسبتا ساده و آسان اندازه گرفت. دستگاه اندازه گیری که میکرومتر چشمی نامیده می شود شامل صفحه شیشه ای گردی است که روی آن خطوطی مورج حک شده اند. فاصله خطوط پسش از تنظیم در هر میکروسکوپ مشخص می شود. برای تعیین اندازه باکتریها ، تیغک شیشه ای حاوی باکتریها (اسلاید) را طوری قرار می دهند که باکتریها در مجاورت میکرومتر چشمی قرار را با تنظیم آن از روی میکرومتری که در محل استقرار لام قرار دارد تعیین می کنند

رشد و تکثیر باکتریها
رشد یک جاندار عبارت است از افزایش منظم کلیه اجزای شیمیایی بدن آن. بنابراین منظور از واژه رشد و نمو ، در حقیقت افزایش ماده زنده است که اکثرا به بزرگ شدن و تقسیم یاخته می انجامد در جانداران پریاخته ای ، تقسیم یاخته باعث بزرگتر شدن جثه آنها می شود در صورتی که در تقسیم تک یاخته ایها به افزایش عمده افراد می انجامد.

دید کلی
میکروارگانیسمها موجودات فعالی هستند که از زیستگاه خود به رشد و نمو و اعمال متابولیسمی مشغولند به بیان ساده تر میکروبها ماشینهایی متابولیسمی هستند با توانایی تکثیر فوق العاده زیاد رشد میکروبها ممکن است برای ما گاه سودمند و زمانی زیانبار باشد. تولید موادی که در شیمی درمانی مورد استفاده قرار می گیرند یکی از نتایج سودمند رشد میکروبی است

سایر مواد مفیدی نیز که از میکروبها بدست می آیند در تهیه و تولید مواد غذایی ، آشامیدنی ، الکلی ، استون و اسید سیتریک بکار گرفته می شوند. رشد میکروبها در یک محیط مشخص تابع قوانین معینی است که مطالعه آن امکان بررسی و پژوهش درباره صفحات گوناگونی از قبیل ویژگیهای فیزیولوژیک را میسر می سازد. توانایی ما در کنترل بیماریهای عفونی بستگی تام به آگاهی ما از چگونگی رشد و تکثیر باکتریها دارد.
انواع تولید مثل
تقسیم مستقیم
تولید مثل جنسی به روش دو نیم شدن یکی از خصوصیات بارز باکتریهاست. در این حالت باکتریها در محیط مناسب ، مواد مورد نیاز را جذب و قسمتی از آن را به پروتوپلاسم تبدیل می کنند و در نتیجه بر حجم باکتری افزوده می شود. وقتی رشد باکتری به حد معینی رسید پروتوپلاسم آن بر اثر پیدایش دیواره ای عرضی در قسمت میانی به دو قسمت تقسیم می شود و یک باکتری به دو باکتری تبدیل می گردد.

آمیختگی
نوع ویژه ای از تولید مثل جنسی است در اینگونه تولید مثل ، دو باکتری مجاور هم قرار می گیرند و یکی از آنها که ماده ارثی (DNA) را به دیگری می دهد، نر و دیگری که ماده ارثی را دریافت می کند. ماده به شمار می آید.
جوانه زدن
برخی از باکتریها به روش جوانه زدن تکثیر می یابند جوانه ها ابتدا به صورت زائده چسبیده به باکتری ظاهر می شوند و تدریجا بزرگ شده و از با کتری اصلی جدا می گردند.
سایر روشها
روش دیگر تولید مثل که در برخی از باکتریها نظیر اکتینومیستها مشاهده می شود که باکتری به صورت رشته ای دراز درمی آید، سپس این رشته قطعه قطعه شده و هر قطعه در نتیجه رشد تدریجی به یک باکتری حاصل تبدیل می شود.
شرایط رشد و تکثیر
رشد باکتریها و سایر میکروارگانیسمها به شرایط مناسب فیزیکی و شیمیایی و وجود مواد غذایی نیاز دارد. این شرایط بر حسب نوع ارگانیسمها متفاوت اند. این نیازها عبارتند از رطوبت ، انرژی و منابع کربن و عناصر اساسی.
عناصر اساسی
تمام یاخته ها علاوه بر کربن به ذخایر هیدروژن ، اکسیژن ، نیتروژن ، فسفر و گوگرد نیاز دارند. و عواملی محیطی که بر بقا و رشد آنها تاثیر می گذارند عبارتند از : دما ، اسیدیته (PH) ، اکسیژن ، فشار اسمزی ، کشش سطحی و فشار هیدروستاتیکی. باکتریها برحسب محدوده ای از دما که بهترین رشد را در آن دارند به سه گروه گرما دوستها که دمای بهینه بدن آنها40ċ است و فرونیل که دمای 20 تا 40 را ترجیح می دهند و سرما دوستها که دمای بین 7 تا 20 قادر به زندگی هستند. دمای پایین باعث کندی رشد می شود.

باکتریها ، محیطهایی را که اندکی قلیایی باشد ترجیح می دهند. مثلا PH مناسب برای رشد باکتری اشرشیاکلی 4.5 تا 8 است اما بعضی از باکتریها PH های کاملا قلیایی یا کاملا اسیدی را بخوبی تحمل می کنند. بدن انسان متشکل از محیطهای گوناگونی با PH های متفاوت است. اکثر میکروارگانیسمها قادر به تحمل PH بسیار اسیدی معده انسان نیستند و فقط آن دسته از بیماریزا که قدرت تحمل چنین محیطی اسیدی را به مدت طولانی دارند و می توانند باعث عفونتهای گوارشی شوند. در مورد پوست بدن انسان نیز اسیدیته ، عامل محافظی در برابر عفونت به شمار می رود.

رشد تصاعدی و زمان تقسیم
تکثیر باکتریها از راه تقسیم دوتایی صورت می گیرد و چگونگی افزایش آنها تابع تصاعد هندسی است، بدین معنی که یاخته ابتدا به دو و سپس به چهار قسمت و هشت و … تقسیم می شود و بدین سان تعداد یاخته ها با سرعت شگفت آوری افزایش می یابد. بنابراین هر نسل دو برابر تعداد یاخته های نسل پیشین را دارا است و به هنگام رشد فعال ، نرخ افزایش جمعیت میکروبی به صورت نمایی است شماره باکتریها در هر مقطعی از زمان بستگی به تعداد اولیه جمعیت و شماره نسلهای بوجود آمده دارد و این رابطه با فرمول روبرو نمایش داده می شود

Bf = Bi x 2n

Bf = شماره نهایی باکتریها Bi = تعدا اولیه جمعیت و n شماره تعداد نسلهاست. طول زمانی را که تعداد جمعیت دو برابر می شود، زمان مضاعف شدن گویند. تعیین زمان مضاعف با استفاده از فرمول روبرو صورت می گیرد.
(G = t / 3.3log2(b/B

G = زمان مضاعف شدن ، t = طول زمانی که شماره باخته از نقطه B مرحله لگاریتمی به نقطه b می رسد. B = جمعیت اولیه ، b = جمعیت پس از زمان log2t بر مبنای log10 محاسبه می شود. 3.3 عامل تبدیل log2 به log10 است. زمان مضاعف شدن معمولا تحت شرایط ثابت فیزیکی و شیمیایی برای هر ارگانیسمی ثابت است. بطور نظری میکروارگانیسمی با زمان مضاعف شدن برابر 30 دقیقه ، طی 24 ساعت می تواند 248 یاخته بوجود آورد.
رشد لگاریتمی میکروبها تا هنگامی ادامه خواهد یافت که مواد غذایی در محیط وجود داشته باشد و از تجمع مواد زاید و سمی حاصل از متابولیسم به گونه ای جلوگیری دارد. در صورت برقرار نبودن شرایط فوق میزان رشد روبه کاهش می نهد و شاهد منحنی رشدی خواهیم بود که از چهار مرحله لگ ، لگاریتیمی ، رکورد (سکون) مرگ (نسبتی) تشکیل شده است نظیر مورد کشتهای پهن.

فیزیولوژی باکتریها
مقدمه
باکتریها گروهی از موجودات تک یاخته ای ذره بینی هستند که پوشش بیرونی نسبتا ضخیمی آنها را احاطه کرده است. این موجودات ساختار ساده ای دارند و اندازه آنها بین 0.3 تا 4 میکرون است. باکتریها فاقد شبکه آندوپلاسمی ، دستگاه گلژی ، لیزوزومها ، میتوکندریها و واکوئلها هستند. اما در سیتوپلاسم آنها تعداد زیادی ریبوزوم وجود دارد و غشای پلاسمایی آنها دارای زایده هایی است، به نام مزوزوم که قاعدتا ارزش میتوکندریها را دارند.
هسته باکتریها بدون غشا و هستک است و از سیتوپلاسم جدا نیست و علاوه بر آن بدون کروموزومهای غیرمشابه و جداگانه هستند. DNA در باکتریها رشته درازی است که با چسبیدن دو سر آن به هم به صورت حلقه درآمده است و غالبا فقط یک رشته غول پیکر DNA در باکتری وجود دارد که طول آن در حدود 100 میکرون است، اما این رشته به صورت کلاف در آمده و در نتیجه بسیار کوچک شده است.
بیشتر باکتریها فاقد کلروفیل هستند و متابولیسم خود را از راه شیمیوسنتز انجام می دهند. معدودی از باکتریها قادر به فتوسنتز هستند، ولی برخلاف گیاهان در واکنشهای فتوسنتز به جای اکسیژن ، گوگرد تولید می کنند. این موجودات تک یاخته ای ممکن است در هنگام رشد به یکدیگر متصل شوند و تشکیلاتی شبیه به خوشه انگور ، زنجیره و یا رشته بوجود آورند و یا در نوع عالی مانند اکتینومیستها ، میسیلوم تشکیل دهند. برخی باکتریها فاقد دیواره یاخته ای بوده (میکوپلاسما) و عده ای زندگی داخل یاخته ای اجباری دارند.
ساختار تشریحی باکتریها
پوشینه
در بعضی باکتریها ، غلاف ژلاتینی چسبناکی دیواره اسکلتی را احاطه کرده است. این غلاف که غالبا ساختار هیدرات کربنی دارد، پوشینه نام دارد. امروزه دانشمندان معتقدند که پوشینه توسط باکتریها ساخته شده و به خارج ترشح می شود، ولی به علت تراکم بسیار زیاد و عدم قابلیت نفوذ و رطوبت پذیری به صورت پوشش در اطراف باکتری باقی می ماند. جنس شیمیایی پوشینه بیشتر از پلی ساکاریدها همراه با مواد دیگر است.
پوشینه ، باکتری را تا حدی از عوامل نامساعد محیط حفظ می کند. وجود پوشینه در باکتریهای بیماری زا قدرت بیماری زایی آنها را افزایش می دهد و گاه باکتریها با از دست دادن پوشینه به نوع بی آزار تبدیل می شوند. بنابراین نتیجه می شود که انواع باکتریهای پوشینه دار در برابر دفاع بدن میزبان ، مثلا عمل ریزه خواری گویچه های سفید ، بیشتر پایدارترند. برای رنگ آمیزی پوشینه از روش خاصی به نام رنگ آمیزی منفی استفاده می کنند.
تاژک
باکتریهای متحرک دارای زواید رشته مانندی به نام تاژک هستند. تاژک اندامکی است بسیار نازک که قاعده آن در سیتوپلاسم قرار داشته، از دیواره عبور می کند و در خارج باکتری قرار می گیرد. طول تاژک چند برابر طول باکتری ، ولی قطر آن کم است. تاژک از لحاظ ساختار تشریحی از سه قسمت تشکیل شده است:
* رشته: بخشی که با رنگ آمیزی دیده می شود، رشته نام دارد. از نظر ساختار شیمیایی رشته متشکل از پروتئین ویژه ای به نام فلاژلین است. تاژک علاوه بر آنکه عامل حرکت است، از نظر مسائل ایمنی نیز اهمیت دارد، زیرا حاوی پادگن تاژکی یا H است. پادگن H نست به دما حساس است. تفاوت این پادگن در اعضای یک نوع باکتری ، مربوط به تفاوت آمینو اسیدهای تشکیل دهنده آن است. هرگاه در محلولی تاژک به علت تحریک مکانیکی یا عامل دیگری از بین برود، تاژک جدیدی به سرعت ساخته می شود.
* قلاب: انتهای رشته در طرف باکتری به قسمت پهن تری به نام قلاب متصل می شود که اندکی حالت خمیده دارد. قلاب به صورت ساختار مارپیچی بوده و احتمالا دارای الیاف درهم بافته پروتئینی است.
* پیکر پایه: این بخش از تاژک ، قلاب و رشته را به دیواره یاخته و غشای سیتوپلاسمی متصل می کند. پیکر پایه از محور کوچکی تشکیل یافته است که از مرکز چند جفت حلقه می گذرد. تعداد این حلقه ها در باکتریهای گرم منفی ، دو جفت و در باکتریهای گرم مثبت ، یک جفت است در باکتریهای گرم منفی جفت بالایی متشکل از دو حلقه است که به ترتیب در بخش لیپو پلی ساکارید و لایه پپتیدوگلیکان متمرکزند و جفت پایینی نیز که شامل دو حلقه است، به غشای سیتوپلاسمی قلاب می شود. باکتریهای گرم مثبت فاقد حلقه در جفت بالایی اند.

مژک
بعضی از انواع باکتریهای گرم منفی علاوه بر تاژک ضمایم کوچکی به نام مژک دارند. مژکها ، کوچکتر ، کوتاه تر و پرشمارتر از تاژکها هستند و ضمنا حرکت یکنواخت موجی نیز ندارند. مژکها بر حسب نوع عمل به دو دسته تقسیم می شوند:
* مژکهای معمولی: مژکهای معمولی عامل چسبندگی بوده و بر چند نوع اند. این نوع مژکها با چسبیدن به سطوح یاخته های جانوری و گیاهی و حتی مواد جامد باعث مهاجرت باکتری به طرف منابع سرشار از مواد غذایی می شوند و علاوه بر این ، عامل بیماری زایی می باشند. همچنین دارای خاصیت پادگنی هستند، ولی نوع پادگن آنها با پادگن تاژک متفاوت است.
* مژک جنسی: این نوع مژک از انواع بلندتر و ضخیم تر است. تعداد مژکهای جنسی اندک است. مژکها به صورت لوله هایی تو خالی از جنس پروتئین هستند، این لوله به ساختار تکمه ای شکلی در غشای سیتوپلاسمی منتهی می شود و دارای جایگاههای جذب اختصاصی برای برخی از ویروسهای باکتریایی است. تارهای جنسی در عمل آمیختگی نقش دارند.
دیواره
ساختار دیواره باکتری یکی از بارزترین خصوصیات تک یاخته ایهای واجد هسته پراکنده است. دیواره باکتری بلافاصله در قسمت بیرونی پرده سیتوپلاسمی قرار دارد و یاخته را از بیرون کاملا می پوشاند. هرچند جزئیات ساختار شیمیایی دیواره باکتریها در انواع مختلف ، متفاوت است، ولی چارچوب اصلی آن در تمام باکتریها یکسان بوده و از سه قسمت تشکیل شده است:
* اسکلت پلی ساکاریدی: از دو نوع واحد ساختاری به نام ان استیل گلوکز آمین و ان استیل مورامیک اسید تشکیل شده که بطور متناوب بوسیله اتصال بتا _ 1 ، 4 به یکدیگر متصل هستند. این ساختار در تمام باکتریها یکسان است.
* زنجیره های تتراپپتیدی: این زنجیره ها به مولکول ان استیل مورامیک اسید متصل هستند. هرچند ترکیب آمینو اسیدهای زنجیره در یک گونه ثابت است، ولی در گونه های متفاوت گوناگونیهایی به چشم می خورد.
* پلهای عرضی: این پلها از نوع پلی پپتید هستند و در انواع باکتریها ، ساختار متفاوتی دارند. پلهای عرضی جایگاه انتهای یک زنجیره تترا پپتیدی را به جایگاه سوم زنجیره مجاور متصل می کنند. باکتریها را بر اساس ساختار دیواره به دو گروه باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی تقسیم می کنند. در باکتریهای گرم مثبت ، قسمت اعظم آن از موکو پپتید تشکیل شده و ساختارچند لایه دارد.

دیواره یاخته های گرم مثبت دارای مقادیر قابل ملاحظه ای از اسیدهای تیکوئیک است و به علت آنکه به سطح یاخته بار منفی می دهد، در تعیین موادی که وارد یاخته می شوند، نقش دارد. ضخامت لایه موکو پپتید دیواره در باکتریهای گرم منفی کمتر از باکتریهای گرم مثبت است. باکتریهای گرم منفی فاقد اسیدهای تیکوئیک هستند و سطح بیرونی موکو پپتید را لایه هایی می پوشانند که به ترتیب عبارتند از: لایه لیپوپروتئین ، غشای بیرونی و لایه لیپوپلی ساکارید.

غشای سیتوپلاسمی
غشای باکتری به صورت پرده نازکی در داخل دیواره باکتری قرار دارد و سیتوپلاسم را کاملا دربرمی گیرد. غشا از لحاظ ساختار شیمیایی از ترکیبات لیپیدی حاوی فسفاتید _ پروتئین و مقدار بسیار کمی مواد قندی تشکیل شده و به آسانی رنگهای بازی را به خود جذب می کند. در غشای سیتوپلاسمی پروکاریوتها ، استرول وجود ندارد. فضای بین غشای سیتوپلاسمی و دیواره را پرپیلاسم می نامند.

ساختار غشای سیتوپلاسمی باکتریها همانند سایر یاخته ها متشکل از مولکولهای چربی و پروتئین است. غشا ، نیمه تراوا است. معمولا مولکولهای کوچک می توانند از غشا عبور کنند، ولی مولکولهای بزرگ ابتدا توسط آنزیمهای خارجی باکتری به مولکولهای کوچکتر تبدیل و سپس جذب غشا می شوند. غشا در جذب و دفع مواد ، رنگ پذیری باکتریها و تقسیم یاخته ای نقش دارد.
مزوزومها
مزوزوم از فرورفتگی غشای سیتوپلاسمی به درون سیتوپلاسم و اغلب در محل تقسیم دیواره بوجود می آید. مزوزوم در باکتریهای گرم مثبت ، بزرگتر از باکتریهای گرم منفی است و تعداد مزوزومها در باکتریها یک یا چند عدد است. مزوزوم در عمل تقسیم DNA ، تقسیم یاخته ای و همچنین تبدیل باکتری به هاگ دخالت دارد.
سیتوپلاسم
در سیتوپلاسم باکتری قسمتهای زیر قابل تشخیص اند:
* ریبوزوم: ریبوزومها ذراتی کروی به قطر 200 آنگستروم هستند که در سیتوپلاسم پراکنده اند. ریبوزومها از پروتئین و اسید ریبونوکلئیک تشکیل شده اند و در سنتز پروتئین نقش مهمی دارند. ریبوزوم باکتریها از ریبوزوم یوکاریوتها کوچکتر است.
* مواد ذخیره ای: مواد ذخیره ای شامل دانه های ولوتین ، لیپید ، گلیکوژن ، نشاسته و گوگرد است. این مواد به هنگام کمبود مواد غذایی به حداقل اندازه خود می رسد.
* ماده زمینه: در ماده زمینه ذرات ریبوزوم و مواد ذخیره ای یاخته در مایعی به نام ماتریکس شناورند. ماده زمینه عبارتست از: آب و یونهای کانی ، آمینو اسیدها ، نوکلئوتیدها ، لیپید ، پروتئین ، کربوهیدرات ، سیتوپلاسم فاقد شبکه آندوپلاسمی ، میتوکندری ، دستگاه گلژی ، واکوئل و فعالیتهایی نظیر جنبش سیتوپلاسمی و حرکت آمیبی است.
* کروماتوفور (باکتریهای فتوسنتز کننده): کروماتوفور دستگاه فتوسنتزی موجودات زنده در تیلاکوئیدها یا کیسه ها قرار دارد. در گیاهان تیلاکوئید در درون کلروپلاستها جای دارند. در باکتریهای فتوسنتز کننده قطعه ای که ویژه دریافت نور است، در داخل غشای یاخته ای کیسه هایی به نام کروماتوفور قرار دارد. این کیسه ها از گسترش غشای سیتوپلاسمی بوجود می آیند. در باکتریهای سبز گوگردی دستگاه فتوسنتزی در کیسه های درونی قرار دارند که به غشای سیتوپلاسمی متصل نیستند.
* ماده ژنتیکی
رده بندی باکتریها

مقدمه
قبل از کشف میکروارگانیسم ها تمام موجودات زنده را به دو سلسله جانوری و گیاهی تقسیم می کردند. پس از آگاهی بر وجود میکروارگانیسم ها ، طبقه بندی آنها در یکی از دو سلسله فوق با اشکال روبرو شد. بر این اساس پروتوزئرها را به علت اینکه متحرک بوده و خاصیت فتوسنتز نداشتند، جزء جانوران و جلبکها و قارچها را که به نظر بی حرکت می رسیدند، جزء گیاهان قرار دادند. در این میان باکتریهای بی جا و مکان ماندند، تا اینکه ارنست هکل ، گیاه شناس آلمانی ، در سال 1866 راه حلی منطقی برای این مشکل ارائه داد و آن پیشنهاد سلسله سومی به نام پروتیستا یا آغازیان بود که پروتوزوئرها ، جلبکها ، قارچها و باکتریها را دربر می گرفت.

از آنجا که باکتریها از نظر ساختار یاخته بطور اساسی با سه گروه دیگر تفاوت دارند، لذا پروتوزوئرها ، جلبکها و قارچها را به علت داشتن هسته مشخص و کاملتر در یک گروه قرار دادند که یوکاریوتیک نامیده شدند و مجموع آنها تحت عنوان پروتیستا مورد بررسی قرار گرفتند. از سوی دیگر باکتریها را به مناسبت داشتن ساختار ابتدایی تر و نداشتن هسته مشخص پروکاریوتیک نام نهادند و آنها را تحت عنوان سلسله مستقل پروکاریوت بررسی می کنند.
مبانی تشخیصی و رده بندی باکتریها
ارزش عملی رده بندی میکروبها ارائه روش مطمئنی جهت شناسایی و تشخیص میکروارگانیسمهای ناشناخته است. برای نامگذاری میکروارگانیسمها از روش دو نامی استفاده می شود که در آن کلمه نخست مشخص کننده نام جنس (با حرف لاتین بزرگ شروع می شود) و کلمه دوم معرف گونه (با حرف لاتین کوچک) است. امروزه تشخیص و رده بندی باکتریهای بر مبنای ویژگیهای زیر استوار است.
ویژگیهای ریخت شناسی
این ویژگیها شامل شکل ظاهری باکتریها (گرد ، میله ای ، هلالی ، فنری ، مارپیچی و غیره) و نیز چگونگی قرار گرفتن آنها در کنار یکدیگر (منفرد ، دوتایی ، رشته ای ، توده ای و غیره) و همچنین دارا بودن هاگ ، کپسول ، تاژک و امثال آن است که می توانند به عنوان ویژگیهای تشخیصی میکروسکوپی باکتریها مورد استفاده قرار گیرند.
رنگ آمیزی افتراقی
این روش شامل رنگ آمیزیهای گرم و اسید فاست است. از آنجا که این روشها بیشتر مبتنی بر ساختار دیواره یاخته ای باکتریهاست، بنابراین برای تشخیص باکتریهای فاقد دیواره یا واجد دیواره غیر معمولی مناسب نیستند.

آزمونهای زیست شیمیایی
این آزمونها عمدتا مبتنی بر فعالیتهای زیست شیمیایی باکتریها هستند. به عنوان مثل باکتریهای روده ای گروه بزرگی از باکتریها هستند که شامل اشریشیا ، آنتروباکتر ، سالمونلا و شیگلا می شوند. مبنای تشخیص اشریشیا و آنتروباکتر از سالمونلا و شیگلا این است که دو گروه اول قادر به تخمیر لاکتوز و تولید اسید و گاز هستند، در حالی که دو گروه دوم چنین توانی ندارند. استفاده از محیطهای کشت افتراقی که منجر به تولید کلنیهای ویژه میکروبی بر روی محیط کشت می شوند، نیز در باکتری شناسی تشخیصی پزشکی موارد استفاده زیادی دارند.
آزمونهای سرم شناختی
این آزمونها مبتنی بر استفاده از سرم خون انسان و اصول ایمنی شناسی است. به عنوان باکتری مولد بیماری حصبه با سرم خون حاوی پادتن ضد میکروب حصبه واکنش نشان داده و رسوب می کند. این عمل به کمک آزمون آگلوتیناسیون بر روی لام انجام می گیرد.
آزمون حساسیت به باکتریوفاژ
از آنجا که باکتریوفاژها تنها بطور اختصاصی می توانند باکتری میزبان خود را آلوده کنند، یعنی رابطه فاژ و باکتری نوعی رابطه اختصاصی است، لذا امکان آلوده شدن و متلاشی شدن گروهی از باکتریها بوسیله یک فاژ ویژه نزدیکی آنها به یکدیگر از نظر رده بندی ، است.
ترادف آمینو اسیدها در پروتئینهای مهم زیستی
در این روش یک یا چند پروتئین اصلی و حیاتی انتخاب شده و ترادف آمینو اسیدها در مولکولهای این پروتئینها با یکدگیر مقایسه می شود. از آنجا که این ترادف نشانه ترادف نوکلئوتیدها در رشته DNA است، بنابراین میزان تفاوت موجود در این ترادف می تواند نشان دهنده فاصله باکتریها در روند تکاملی باشد.
تجزیه پروتئینی
در روش بررسی ترادف آمینو اسیدها تنها یک یا چند مولکول پروتئین حیاتی به عنوان معیار و مقیاس مورد بررسی قرار می گیرد. در حالی که در روش تجزیه پروتئینی کلیه پروتئینهای یک یا چند بخش از یاخته میکروبی متلاشی شده استخراج می گردند و به کمک پلی آکریل آمید ، ژل الکتروفورز (ADGE) شناسایی می شوند. در این روش هر مولکول ، بر حسب اندازه و بار الکتریکی خود مسافتی را بر روی ژل طی می کند و در محل شخص قرار می گیرد که پس از رنگ آمیزی قابل شناسایی است. در پایان ، ترکیب رنگی هر ستون نشان دهنده انواع پروتئینهای موجود در هر باکتری است. مقایسه این ستونها می تواند نشان دهنده نزدیکی یا دوری ساختار پروتئینی یک بخش حیاتی از باکتریها مانند سیتوکروم و در نتیجه قرابت باکتریها با یکدیگر باشند.

شاخه فتوباکتریها
فتوباکتریها یا باکتریهای فتوسنتز کننده انرژی خود را از نور خورشید بدست می آوردند و به سه رده تقسیم می شوند.
* فتوباکتریهای سبز _ آبی یا سیانوباکتریها که سابقا آنها را جلبکهای سبز _ آبی می نامیدند.
* فتوباکتریهای قرمز
* فتوباکتریهای سبز
شاخه اسکوتوباکتریها
اسکوتوباکتریها یا باکتریهای غیر فتوسنتز کننده از انرژی شیمیایی استفاده می کنند و به سه رده تقسیم می شوند.
* باکتریهای دارای دیواره
* باکتریهای بدون دیواره
باکتریهای که زندگی درون یاخته ای اجباری دارند. این گروه شامل دو دسته است: ریکتسیا و کلامیدیا
باکتریهای دارای دیواره
باکتریها دسته ای از موجودات زنده میکروسکوپی هستند، با اندازه ای کوچک و ساختاری نسبتا ساده. سیتوپلاسم آنها عاری از واکوئل است، هسته فاقد غشا و جزئیات آن نامشخص است. اطراف باکتری را پرده ضخیمی به نام دیواره می پوشاند. باکتریها اکثرا متابولیسم خود را از راه شیمیوسنتز اداره می کنند. برخی فاقد دیواره اند و عده ای زندگی درون یاخته ای اجباری دارند.

باکتریهای بدون دیواره
این باکتریها شامل جنس میکوپلاسما هستند. میکوپلاسماها برخلاف سایر باکتریها ، فاقد دیواره اند و از این رو خاصیت چند شکلی بودن دارند. نسبت به پنی سیلین و سایر آنتی بیوتیکهای متوقف کننده سنتز دیواره یاخته مقاوم هستند، ولی در مقابل تغییرات فشار اسمزی و عوامل محیطی بسیار حساس هستند. میکوپلاسما از صافیهای باکتریولوژیک عبور می کنند و کوچکترین میکروارگانیسمی هستند که به صورت آزاد به سر می برند. برخلاف اکثر باکتریها ، باکتریوفاژها بر روی میکوپلاسماها بی اثرند. این میکروارگانیسم ها دارای سیستم آنزیمی کامل و متابولیسم مستقلی هستند و می توانند روی محیطهای مصنوعی بدون وجود یاخته زنده رشد کنند.
ریکتیسیا
سابقا آنها را حد فاصل باکتریها و ویروسها می دانستند، ولی اکنون در شمار باکتریها محسوب می شوند، با این تفاوت که اندازه آنها کوچکتر و ساختارشان ساده است و فقط می توانند درون یاخته های زنده زندگی می کنند.
کلامیدیا
چون اندازه آنها کوچکتر از باکتریهاست و از صافیهای باکتریولوژیک قابل عبورند و انگلهای درون یاخته ای اجباری هستند، لذا آنها را جزء ویروسها می دانستند. ولی امروزه به لحاظ برخورداری از ویژگیهایی نظیر حساسیت به آنتی بیوتیکها و دارا بودن دیواره یاخته ای و ریبوزوم و طرز تکثیری همانند باکتریها و داشتن هر دو نوع ملکول DNA و RNA آنها را جزء باکتریها به شمار می آورند.

گروههای عمده باکتریها از نظر پزشکی
باکتریهایی که در انسان و سایر موجودات تولید بیماری می کنند زیاد است که به صورت تیتر وار به آنها اشاره می شود. اسپیروکتها ، باکتریهای مارپیچی و خمیده ، کوکوسها و باسیلهای گرم منفی ، باسیلهای گرم منفی بی هوازی اختیاری ، کوکوسهای گرم مثبت ، باسیلهای گرم مثبت بدون اسپور ، اکتینومیستها و میکروبهای وابسته ، ریکتسیاها و مایکوپلاسماها.

گروههای عمده باکتریها
باکتریها ارگانیسمهای تک سلولی هستند که اکثرا به صورت آزاد زندگی می کنند و دارای اطلاعات ژنتیکی و تولید انرژی و سیستمهای بیوسنتتیک لازم برای رشد و تولید مثل خود می باشند. باکتریها متنوع ترین میکروارگانیسمها هستند که شامل گروههای زیادی می باشند
دید کلی
باکتریها مهمترین و متنوع ترین میکروارگانیسمها هستند و تعداد کمی در انسان جانوران و سایر موجودات بیماریزا بوده و بطور کلی بدون فعالیت آنها حیات بر روی زمین مختل می گردد. تنها تعداد کمی از باکتریها مانند کلامیدیاها و ریکتزیاها اجبارا انگل داخل سلولی هستند. باکتریها از جنبه هایی با یوکاریوتها تفاوت دارند. باکتریها ریبوزومهای 80S ، اندامکهای غشادار مانند هسته ، میتوکندری ، کروموزوم حلقوی بدون پوشش دارند. باکتریها (به غیر از میکوپلاسماها) دارای دیواره سلولی هستند.
بطور یقین موجودات زنده یوکاریوتیک از موجودات زنده باکتری مانند بوجود آمده اند و 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 فرآیندهای حیاتی آنها انجام داده اند. در این مبحث باکتریهای شایع با تاکید بر انواع بیماریزا در انسان معرفی می گردد.

اسپیروکتها
این باکتریها در آبهای آلوده ، فاضلابها ، خاک و مواد آلی در حال پوسیدن یافت می شوند. به شکل فنر پیچیده و متحرک هستند. اندازه آنها از چند میکرون تا 500 میکرون است. سه جنس از اسپیروکتها بیماریزا هستند:
* تروپونما: شامل گونه تروپونما پالیزم است که این باکتری عامل مولد بیماری سیفلیس می باشد.
* بورلیا: این باکتری عال مولد بیماری تب راجعه می باشد.
* لپتوسپیرا: این باکتری از راه شکافها و زخمهای پوست وارد می شود و شایع ترین شکل بیماری ، عفونت کلیه است.
کوکوسها و باسیلهای گرم منفی هوازی
جالب ترین باکتریها در این گروه انواع متعلق به جنس سودوموناس است یکی از گونه های سودوموناس ، سودوموناس آئروجینوزا می باشد که این باکتری عفونتهای مجاری ادراری ، عفونتهای زخمی و سوختگیها ، آبسه و مننژیت را ایجاد می کند. باکتریهای این گروه قادر به ساختنآنزیمهای متعددی هستند و بدین نحو در تجزیه مواد شیمیایی نظیر حشره کشهایی که به خاک افزوده می شوند، کمک می کنند. مقاومت این گروه به آنتی بیوتیکها از نظر پزشکی حائز اهمیت است.
باسیلهای گرم منفی بی هوازی اختیاری

آنتروباکتریاسه
این خانواده شامل گروهی از باکتریهای ساکن روده انسان و سایر جانوران است. جنسهای باکتریهای روده عباتند از: اشیرشیا ، شیگلا ، کلبسیلا ، آنتروباکتر و … . اشیرشیاکلی یکی از ساکنین اصلی روده بوده و آشناترین میکروبی که پژوهشهای فراوانی بر روی آن صورت گرفته است. سالمونلا یکی از باکتریهای بیماریزا است که یکی از گونه های آن مولد بیماری تب تیفوئید می باشد. گونه های شیگلا عامل اسهال خونی است. کلبسیلا عامل عفونت مجاری تنفسی ذات الریه است. سرشیا عامل عفونت ادراری و تنفسی است و آنتروباکتر در عفونتهای مجاری ادراری نقش بر عهده دارند.
ویبریوناسه
جنسهای مهم این خانواده شامل ویبریو و آئروموناس می باشد. گونه بیماریزا ویبریوکلرا است که عامل بیماری وبا می باشد. باکتریهای متعلق به آئروموناس عامل بیماری ذات الریه و اختلالات روده می باشند.
هموفیلوس
یکی از گونه های آن به نام هموفیلوس آنفلوآنزا عامل مننژیت در کودکان و جوانان می باشد.
باکتریهای گرم منفی بی هوازی
در این گروه دو جنس مهم از نظر پزشکی به نامهای نایسریا و موراگزلا وجود دارد. نایسریا از اهمیت ویژه ای برخوردار است و انگل غشاهای مخاطی در انسان بوده و درجه حرارت نزدیک درجه حرارت بدن انسان زندگی می کند، گونه های بیماریزا شامل باکتری مولد بیماری سوزاک و باکتری مولد مننژیت می باشد. باکتریهای جنس موراگزلا در التهاب بافت ملتحمه چشم دخالت دارند.
کوکوسهای گرم منفی بی هوازی
این باکتریها اختصاصا به صورت دوتایی ، گاهی تک تک ، خوشه ای یا زنجیری قرار می گیرند. و همگی بدون حرکت و بدون اسپور هستند. باکتریهای متعلق به جنس ویلونلا بخش از میکروفلور طبیعی دهان و پلاک دندانی هستند.
کوکوسهای گرم مثبت
این گروه از باکتریها از نظر پزشکی شامل دو جنس استافیلوکوکوس و استروپتوکوکوس هستند. عده ای از باکتریهای استافیلوکوکوس مواد سمی تولید می کنند که گویچه های قرمز خون و گویچه های سفید خون را نابود می کنند. چندین نوع عفونت استافیلوکوکی بوسیله گونه استافیلوکوکوس اورائوس ایجاد می شود که در ایجاد عفونتهای پوستی ، ذات الریه و آبسه های مغزی دخالت دارند. استرپتوکوکها در تب زایمان ، تب مخملک ، گلودرد ، تب روماتیسمی و پوسیدگی دندان دخالت دارند.

باسیلها و کوکوسهای اسپوردار
دو جنس مهم اسپوردار باسیلوس و کلسترویدیوم می باشند. با سیلوس آنتراسیس عامل بیماری سیاه زخم که معمولا در گاو ، گوسفند و اسب بیماری تولید می کند، می تواند به انسان انتقال پیدا کند. باکتریهای متعلق به جنس کلستریدیوم بی هوازی اجباری هستند و بیماریهایی که تولید می کنند شامل کزاز و بوتولیسم می باشد.
باکتریهای میله ای شکل گرم مثبت بدون اسپور
مهمترین این گروه جنس لاکتو باسیلوس می باشد. لاکتوباسیلوسها در روده و حفره دهانی زندگی می کنند. در دهان این باکتریها نقشی در پوسیدگی دندان به عهده دارند. در صنعت از این باکتریها برای تولید کلم شور ، دوغ و ماست استفاده می شود. باکتری بیماریزای متعلق به این گروه "یستریا منوسایتوجنز" است که در تولید آبسه ، انسفالیت و آندوکاردیت ، دخالت دارد.
اکتینومیستها
از جنسهای مهم این گروه می توان کورینه باکتریوم ، مایکوباکتریوم ، نوکاردیا ، اکتینومیسس و استرپتومایسس را نام برد.
* معروفترین و شناخته شده ترین گونه کورینه باکتریوم ، کورینه باکتریوم دیفتریا می باشد که عامل بیماری دیفتری می باشد.
* دو گونه مهم مایکوباکتریوم توبرکلوزیسکه عامل سل و مایکوباکتریوم لپرا که عامل جذام می باشد.
* گونه های متعلق به نوکاردیا در عفونتهای ریوی و عفونت مخرب دست و پا دخالت دارند.
ریکتیساها
این گروه شامل ریکتسیا و کلامیدیا می باشند. این دسته از باکتریها ، انگلهای درون سلولی اجباری هستند که فقط در درون سلول میزبان قادر به تولید مثل هستند و از این لحاظ به ویروسها شباهت دارند. یکی از بیماریهایی که عامل مولد آن ریکتسیا می باشد، تیفوس است که بوسیه شپش منتقل می شود ، گونه هایی از کلامیدیاها موجب کوری در انسان می شوند.

مایکوپلاسما
مایکوپلاسما باکتریهای فاقد دیواره سلولی هستند. مهمترین گونه بیماریزا در انسان مایکوپلاسما نومونیا است که عامل ذات الریه ابتدایی آتیپیک می باشد. این بیماری در بخش فوقانی دستگاه تنفس و ندرتا مانند سایر ذات الریه ها ، عارض می شود.

انتقال ژن در باکتریها
مقدمه
مواد ژنتیکی به چند طریق می توانند در بین باکتریها انتقال یابند. در همه مکانیسمهای انتقال ، یک یاخته دهنده وجود دارد که بخشی از DNA خود را به یاخته گیرنده می دهد. معمولا پس از انتقال این بخش از DNA یاخته دهنده جزئی از یاخته گیرنده می شود و بقیه آن بوسیله آنزیمهای درون یاخته ای تجزیه می گردند. در این صورت یاخته گیرنده را ، که حاوی بخشی از DNA یاخته دهنده است نوترکیب می نامند. انتقال مواد ژنتیکی در باکتریها پدیده متداولی نیست و تنها ممکن است در میان یک درصد کل جمعیت باکتری رخ دهد.

دگرگونی در باکتریها
انتقال ژنها در باکتریها به سه روش دگرگونی ، الحاق و انتقال صورت می گیرد

ژنها در طی فرآیند دگرگونی ، به صورت DNA عریان در محلول از یک باکتری دیگر منتقل می شوند. این پدیده نخستین بار در حدود 50 سال قبل بدون درک دقیق مکانیسم آن نشان داده شد. هنگامی که فردریک گریفیث به سال 1928 در انگلستان سرگرم مطالعه بر روی باکتری استرپتوکوکوس پنومونیه بود به این پدیده پی برد. این باکتری دارای دو نوع کپسول دار و بدون کپسول است که تنها نوع کپسول دار آن بیماریزا است. این دانشمند درصدد روشن کردن این مسئله بود که آیا پنوموکوک بیماریزای کشته شده در دمای 60 درجه سانتیگراد می تواند موش را بر علیه این بیماری واکسینه کند یا نه.

او در حین انجام آزمایشهای خود متوجه شد که موش تزریق شده با این نوع باکتری کشته شده، به بیماری مبتلا نمی شود ولی هنگامی که این باکتریهای کشته شده با نوع غیر بیماریزای زنده مخلوط و سپس تزریق شوند، موشها به بیماری مبتلا می شوند. در این حالت ، در خون موشهایی که در اثر بیماری مرده اند می توان باکتریهای کپسول دار را یافت. از این آزمایش چنین نتیجه گرفته شد که مواد وراثتی از باکتریهای بیماریزا وارد یاخته های زنده شده و آنها را از نظر ژنتیکی به گونه ای تغییر داده اند که به نوع کپسول دار مبدل شده اند. پژوهشهای بعدی انجام شده بر مبنای آزمایش گریفیث نشان داد که دگرگونی باکتریها می تواند با استفاده از روشهای استاندارد کشت میکروبی انجام شود.

در طبیعت برخی از باکتریها احتمالا پس از مردن و متلاشی شدن، DNA خود را در محیط آزاد می کنند. بخشهایی از این DNA می تواند بوسیله باکتریهای دیگر جذب شده و در آنها صفت یا صفات جدیدی را ایجاد کند. یاخته دریافت کننده این ژنها نوعی هیبرید یا یاخته نوترکیب است. این نوع دگرگونی یاخته ای در طبیعت تنها در میان انواع محدودی از باکتریها از جمله انواع باسیلوس ، هموفیلوس ، نایسریا ، ریزوبیوم و برخی از استرپتوکوکها یا استافیلوکوکها دیده می شود. در صورتی که یاخته های دهنده و گیرنده به یکدیگر نزدیک باشند عمل دگرگونی بهتر و ساده تر صورت می گیرد. وقتی یاخته دریافت کننده در شرایط فیزیولوژیکی مناسب برای دریافت و پذیرش DNA یاخته دهنده باشد Competent نامیده می شود.

الحاق در باکتریها
الحاق مکانیسم دیگری برای انتقال مواد ژنتیکی از یک باکتری به باکتری دیگر است. این عمل با وساطت پلاسمیدها که قطعات DNA کوچک و حلقوی بوده و مستقل از کروموزوم یاخته ای تکثیر می یابند انجام می گیرد. پلاسمیدها همانند کروموزومهای کوچکی هستند که از نظر ژنهای موجود ، با کروموزوم باکتری متفاوت اند. ژنهای موجود ، در پلاسمید غالبا برای رشد یاخته حیاتی و اساسی نیستند.
چگونگی پدیده الحاق
مطالعه پدیده الحاق عمدتا با استفاده از باکتری اشرشیاکلی صورت می گیرد. در این باکتری ، عاملی موسوم به نام F نخستین پلاسمیدی است که در طی عمل الحاق از یاخته ای به یاخته دیگر انتقال می یابد. یاخته دهنده دارای عامل F را یاخته F مثبت و یاخته گیرنده فاقد آن را یاخته F منفی می نامند. در برخی از یاخته های F مثبت ، عامل F شکسته شده و وارد کروموزوم یاخته ای می شود در این حالت یاخته را HFr گویند.
به هنگام الحاق یاخته HFr به یاخته F منفی ، کروموزوم یاخته HFr حاوی عامل F خرد شده، همانند سازی می کنند و تکثیر می یابد و نسخه جدیدی از این کروموزوم یا بخشی از آن به یاخته گیرنده منتقل می شود. در اثر این عمل ، یاخته گیرنده F منفی می تواند صاحب ژنهای جدیدی شود مانند پدیده دگرگونی.

تفاوت انتقال از طریق الحاق با دگرگونی
انتقال مواد ژنتیکی از طریق الحاق با انتقال این مواد از راه دگرگونی دو تفاوت اساسی دارد. یکی آن که الحاق به تماس مستقیم بین یاخته دهنده و گیرنده نیاز دارد. دیگر آن که یاخته های جفت شده در الحاق می بایست از دو نوع قابل جفت شدن باهم با وساطت مژکهای سطحی باشند. یعنی یاخته های دهنده باید دارای پلاسمید و یاخته های گیرنده فاقد آن باشند. این پلاسمید حاوی ژنهای سنتز کننده مژکهای جنسی است که مسئول تماس و اتصال یاخته های دهنده و گیرنده و انتقال پلاسمید هستند.
انتقال ژن در باکتریها
سومین مکانیسم انتقال مواد ژنتیکی در بین باکتریها ، از طریق فرآیند انتقال است. در این فرآیند DNA عریان از یاخته ای به یاخته دیگر منتقل نمی گردد و بلکه این انتقال بوسیله ویروسهای باکتریایی به نام باکتریوفاژ یا فاژ انجام می شود که از یاخته های دهنده به یاخته های گیرنده می روند. در این فرآیند ، ویروس به دیواره یاخته میزبان متصل شده و DNA خود را به درون آن تزریق می کند.

به هنگام همانند سازی DNA میزبان و DNA ویروس ، ناگهان کروموزوم باکتری شکسته شده و بخشی از آن در داخل غلاف پروتئینی ویروس جای می گیرد. در این صورت فاژ حاصله حاوی بخشی از DNA باکتری است. هنگامی که این فاژها باکتریهای جدید را آلوده می کنند به این ترتیب بخشی از DNA باکتری قبلی را به باکتریهای جدید منتقل می سازند. در این انتقال هر بخشی از DNA باکتری اول و یا هر ژنی از باکتری دهنده می تواند به باکتری دوم یا باکتری گیرنده منتقل شود، لذا این نوع انتقال را عمومی می گویند.
انتقال خصوصی
نوع دیگری از انتقال وجود دارد که اختصاصی نامیده می شود و طی آن تنها ژنهای خاصی از یک باکتری می توانند به باکتری دیگر منتقل شوند.
اثرات محیط بر باکتریها
دید کلی
همه میکروارگانیسمها از جمله باکتریها تحت تاثیر عوامل محیطی قرار دارند. عوامل محیطی بر رشد ، تکثیر و مرگ باکتریها تاثیر می گذارند. بعضی از باکتریها حرارت بالا و برخی حرارت پایین را دوست دارند. تغییرات PH یعنی تغییر غلظت یون هیدروژن در محیط زندگی باکتریها ، بر روند زندگی باکتریها موثر است. بطور کلی هر باکتری خواهان یکسری شرایط اپتیمم برای زندگانی است که در صورت عدم تامین آن شرایط ، زیست آن با مشکل مواجه شده و به زودی از بین خواهد رفت.
گرما
میدان حرارتی که در آن باکتریها رشد می کنند از چند درجه زیر صفر تا حدود 80 درجه می باشد. گاهی باکتریها را از روی این میدان حرارتی به سه گروه تقسیم بندی می کنند. باکتریهای سرما دوست فراوان هستند. صفت اصلی که باکتری سرما دوست را مشخص می کند توانایی رشد آن در صفر درجه است. اکثر باکتریهایی که مورد مطالعه بیشتر دانشمندان قرار گرفته اند از انواعی هستند که در گرمای متوسط بیشتر رشد می کنند درجه حرارت برای رشد این گروه بین 52 – 10 درجه است. باکتریهای گرما دوست درجه حرارتی را ترجیح می دهند که برای اکثر جانوران غیر قابل تحمل است.
از باکتریهای مقاوم به حرارت می توان مایکوباکتریوم ، میکروکوکها ، استرپتوکوکها و برخی لاکتو باسیلها را نام برد. تاثیر درجه حرارت بر روی رشد باکتریها مکانیسم پیچیده ای دارد. سرعت واکنشهای آنزیمی با گرما تغییر می کند. این سرعت در گرمای پایین کند بوده و با بالا رفتن درجه حرارت افزایش می یابد. با استفاده از درجه حرارت بالا می توان اقدام به کشتن باکتریها کرد. هر قدر درجه حرارت بالاتر باشد زمان مرگ کوتاه تر است، باسیل سل در 58 درجه در مدت 30 دقیقه ، در 59 درجه در مدت 20 دقیقه و در 65 درجه در مدت 2 دقیقه کشته می شود. مقاومت گونه های مختلف در مقابل حرارت متفاوت است.
پرتوها
پرتوها دو نوع اثر بر روی باکتریها دارند: اثر مرگ آور که در آن مرگ باکتریها سرانجام رخ می دهد به عبارت دیگر در هر لحظه از زمان درصد ثابتی از سلولهای زنده کشته می شوند و تولید جهش ژنی در بین توده باکتریهای زنده. پرتوهای آبی- بنفش اشعه خورشید به شدت رشد باکتریها را متوقف می سازند. هنگامی که میکروب در معرض پرتو فرا بنفش قرار داده شده و سپس تحت تاثیر نور مرئی قرار گیرد، بار دیگر زنده می شود، این پدیده را دوباره فعال شدن در مجاورت نور می نامند. پرتوتابی با پرتو فرابنفش ، جهش ایجاد می کند و با روشهای مناسب می توان جهش یافتگان را از بین توده باکتریها انتخاب کرد. از پرتوتابی با پرتو فرا بنفش برای سترون کردن مواد غذایی هم استفاده می شود.
فشار
باکتریها در برابر فشار مکانیکی و هیدروستاتیکی مقاومت قابل توجهی دارا هستند. باکتریهای بدون اسپور نظیر سراشیامارسینس و استرپتوکوکوس لاکتیس در اثر فشار زیاد کشته می شوند. دانشمندان نشان دادند که باکتریهای اسپوردار و بدون اسپور تحت تاثیر فشار هیدرواستاتیک بالا قادر به رشد کردن نیستند. باکتریهای دریازی بیش از باکتریهای خاکزی تحمل فشار بالا را دارند. تحت فشار تغییرات شکلی در باکتریها ایجاد می شود. برخی گونه ها تحرک خود را از دست می دهند و برخی قادر به تکثیر شدن نیستند.
تاثیر ارتعاشات صوتی
ارتعاشات سوپرسونیک (9 هزار تا 200 هزار ارتعاش در ثانیه) سلولهای موجودات زنده عالی را به شدت تحت تاثیر قرار داده و موجب بهم ریختن محتویات سلول و سرانجام پاره شدن دیواره و متلاشی شدن کامل آن می گردد. سلول باکتری در مقایسه با سلول موجودات عالی به مراتب کوچکتر است و از اینرو به آسانی نمی توان اثرات امواج سوپرسونیک را بر روی آن مشاهده کرد. لذا باکتریها را می توان با امواج فرکانس بالا کشته و متلاشی کرد. حساسیت گونه های مختلف باکتری نسبت به امواج صوتی متفاوت است. نایسریا گونوره آ به آسانی بوسیله امواج از بین می رود، در صورتی که اسپور اکثر باکتریها تحت تاثیر ارتعاشات صوتی واقع نمی شوند.
رطوبت
آب محیطی است که بوسیله آن موجودات زنده از جمله باکتریها مواد غذایی را از آن بدست می آورند و فرآورده های زاید را به آن دفع می کنند. اکثر باکتریها محیط دارای آب فراوان را ترجیح می دهند. آبگوشت غذایی معمولی برای محیط کشت باکتریها دارای 98.7 درصد آب است. و با اضافه کردن 0.5 درصد کلرور سدیم بهتر رشد می کنند.
فشار اسمزی
اسمز عبارت است از انتشار مولکولهای حلال از خلال پرده نیمه تراوا. دو محلول با فشار اسمزی یکسان را اصطلاحا ایزوتونیک می نامند. هنگامی که دو محلول با فشار اسمزی نابرابر مقایسه می شوند، محلول واجد فشار بالا را هیپرتونیک و دیگری را هیپوتونیک می نامند. فشار اسمزی پروتوپلاسم سلول باکتری سالم بیشتر از فشار اسمزی محیط کشت می باشد و بنابراین آب جذب می کند و متورم می شود، چون باکتریها دارای دیواره سخت هستند در این حالت صدمه نمی بینند. هنگامی که یک باکتری سالم در محلول هیپرتونیک قرار می گیرد، پلاسمولیز حاصل می کند. پلاسمولیز روش مهمی برای کنترل رشد باکتریها بخصوص در صنایع غذایی می باشد.
تراکم یون هیدروژن
رشد باکتریها و فعالیت آنها به شدت تحت تاثیر PH قرار دارد. ولی بین نیازمندیهای انواع گونه ها و PH اختلاف زیادی وجود دارد. هر گونه فقط در حد معینی از PH می تواند رشد کند و سریع ترین رشد در ناحیه محدودی از PH انجام می شود.
میدان PH باکتریها
باکتریهای روده ای به مراتب بیشتر از انگلهای جانوری ، محیط اسیدی و قلیایی را تحمل می کنند. این قبیل باکتریها فقط بعد از تحمل اسیدیته معده و خاصیت قلیایی صفرا در روده می توانند در آن چه فعالیت کنند. بسیاری از باکتریهای گیاهی و خاک شرایط نسبتا قلیایی را ترجیح می دهند.
پتانسیل اکسیداسیون و احیا
توانایی یک باکتری برای رشد پس از انتقال یافتن به محیط تازه تا حدی به پتانسیل اکسیداسیون- احیا بستگی دارد. این پتانسیل بر حسب نوع باکتری متفاوت است. باکتریهای هوازی پتانسیل بیشتر را نسبت به باکتریهای بی هوازی تحمل می کنند. تهویه محیط کشت، پتانسیل مثبت در حد بین 300 – 200 میلی ولت تولید می کند ولی شروع رشد باکتریهای هوازی در پتانسیل نسبتا پایینی انجام می شود. در نتیجه جوشاندن محیط کشت به منظور خارج کردن اکسیژن ، پتانسیل را کاهش داده و برای تحریک رشد تعداد کمی از باکتریها مفید واقع می شود.

انواع باکتری خاک
مقدمه
خاک به عنوان یکی از مهمترین اکوسیستم های میکروبی محل رشد و تکثیر انواع مختلف میکروارگانیسمها است. وسیعترین تعداد میکروارگانیسمهای شناخته شده در خاک یافت می شوند. انواع میکرو ارگانیسمهای مختلف از جمله باکتریها، قارچها ، جلبکها ، گلسنگها و پروتوزوآها در خاک یافت می شوند و باکتریها فراوان ترین میکروارگانیسمهای موجود در خاک هستند
.
باکتریهای خاک شامل آرتروباکتریها ، سودوموناسها ، باسیلهای اسپورزا ، باکتریهای میله ای غیر اسپورزا ، اکتینومیستها و سیانوباکتریها هستند.

آرتروباکترها
این باکتریها از نظر تعداد جنس ، در خاک غالب هستند. این باکتریها چند شکلی بوده و از نظر واکنش گرم متغیر هستند. سلولهای آنها در مراحل اولیه رشد میله ای شکل و -G و در مراحل بعدی میله ای کوتاه و یا کروی +G است. بسیاری از آرتروباکترها دارای تحرک ضعیف هستند. از آنجا که طیف وسیعی از مواد موجود در خاک به عنوان ماده اولیه متابولیسمی آنها مورد استفاده قرار می گیرند، لذا این باکتریها در خاک پراکندگی وسیعی دارند. این باکتریها دارای سرعت رشد کم بوده و قدرت رقابت زیادی ندارند.
آدوموناسها
باکتریهای سودوموناس میله ای راست یا خمیده -G و دارای تاژههای قطبی هستند. این باکتریها به جز گونه های دینترینیه همگی هوازی هستند. برخی از گونه های این جنس برای گیاهان بیماری زا بوده و بسیاری دیگر که غیر بیماری زا هستند با گیاهان ارتباط نزدیکی دارند. سودوموناسها به قندها ، اسیدهای آمینه ، الکلها ، چربیها و بسیاری از سموم حمله کرده و آنها را به عنوان ماده غذایی مورد استفاده قرار می دهند. بسیاری از گونه های این جنس ، بویژه در محیطهای فقیر از نظر آهن ، مولد رنگدانه های فلورسانت هستند و این مواد در انتقال آهن سه ظرفیتی مشابه EDTA عمل می کنند. گونه های گرانتوموناس برای بسیاری از گیاهان بیماری زا بوده و بسیاری از آنها را از روی میزبان اختصاصی شناسایی می کنند. بطور کلی سودموناسها بین 5 تا 20 در صد کل باکتریهای شماره شده خاک در سطح پلیت 1 تشکیل می دهد.
باسیلهای اسپورزا
اعضای جنس باسیلوس باکتریهای +G نامتغیر از نظر واکنش گرم و اغلب متحرک هستند. این اسیلها می توانند از نوع هوازی مطلق یا بی هوازی مطلق و یا هر دو باشند. این باکتریها در اثر تخمیر گلوکز می توانند محصولاتی مانند اتانول ، H2 ، استن و اسیدهای استیک ، فورمیک ، لاکتیک و سوکسینیک را تولید کنند. یک گونه از این جنس (باسیلوس پلی میک) قادر به تثبیت ازت مولکولی است، و چند گونه دیگر قادر به تولید آنتی بیوتیک هستند. سم تولید شده توسط باکتری باسیلوس تورینجیز برای بسیاری از حشرات بسیار سمی است. بعضی از گونه های بی هوازی از جنس کلستریدیوم مثل کلستریدیوم بوتریکوم و کلستریدیوم پاستوریانوم قادر به تثبیت ازت مولکولی هستند.

باکتریهای میله ای غیر اسپورزا
ازتوباکتریها از مهمترین باکتریهای خاک هستند که در حالت آزاد |ازت ملکولی را تثبیت می کنند. ریزوبیومها و برادی ریزوبیومها از باکتریهای تثبیت کننده ازت در حالت همزیستی با گیاهان هستند، که پراکندگی آنها در خاک موجب افزایش حاصلخیزی خاک می شود. نیتروزموناسها و نیتروباکترها به عنوان عامل نیتریفیکاسیون در خاک شناخته شده اند. لاکتوباسیلها از جمله ارگانوترونهای تخمیرگر هستند که به دلیل قدرت تولید اسید لاکتیک به این نام خوانده می شوند. انتروباکترها از دیگر باکترهای تخمیرگر هستند.
اکتینومیستها
اکتینومیستها یکی از مهمترین گروههای میکروبی خاک را تشکیل می دهند. این گروه شامل 5 نوع میکرومونوسپورا ، نوکاردیا ، استرپتومیسس ، استرپتو اسپورانزیوم و ترمواکتینومیسس هستند که از میان آنها جنس استرپتومیسس 90% از اکتینومیسیتهای جدا شده از خاک را تشکیل می دهد. بسیاری از استرپتومیستها مولد آنتی بیوتیک هستند.

سیانوباکتریها
سیانوباکتریها ، پروکاریوتهای فتوسنتز کننده ، کلروفیل دار بوده و حاوی رنگدانه هایی مانند فیکوسیانین نیز می باشند. سیانوباکتریها به صورت تک سلولی ، توده ای یا رشته ای دیده می شوند و سیانو باکتریها دارای حرکت کند و خزنده هستند. در سیتوپلاسم این باکتریها اجزا فتوسنتز کننده موسوم به تیلاکوئید وجود دارند که در سطح آنها ذرات حاوی رنگدانه یافت می شود. سیانو باکتریها به صورت همزیست با پاره ای از گیاهان یافت می شوند. به علاوه این گروه باکتریها می توانند در تثبیت ازت مهم باشند. شواهدات نشان می دهند که هسته و سیستمها محل تثبیت ازت بوده و ترکیبات از این سلولها به سلولهای مجاور انتقال می یابد.
چرخه فسفر
چرخه فسفر ، عمدتا شامل تبدیل ترکیبات فسفر معدنی به آلی و بالعکس است. در این فرایندها که توسط میکروبها انجام می شود در وضعیت اکسایش فسفر تغییر زیادی ایجاد نمی شود.
چرخه آهن
چرخه آهن ، به کمک باکتریهای هتروتروف در خاک انجام می شود و بطور کلی شامل تبدیل یون آهن سه ظرفیتی و دو ظرفیتی به یکدیگر است.

ساز و کار حرکت باکتریها
حرکت باکتریها به تامین مداوم انرژی نیاز دارد. بعضی مواد طبق پدیده شیمیوتاکسی باکتری را جذب و برخی دیگر آن را دفع می کنند. باکتری بوسیله گیرنده های خود این مواد را حس می کند و با بکار انداختن تلمبه پروتون به حرکت ادمه داده و یا تغییر جهت می دهد. در صورتی که گوانوزین مونو فسفات حلقوی ماده واسطه است که موجب متیل زدایی پروتئین ویژه ای در غشا می شود.
مواد جاذب باکتری باعث ایجاد وقفه در متیل زدایی این پروتئینها و مواد دافع باعث تحریک آن می شوند. بدین سان به جذب و دفع باکتری تاثیر می گذارند. چگونگی حرکت تاژکها بدین طریق است که در باکتریهای واجد آرایش قطبی پرتاژکی ، ابتدا دسته تاژکهای قطبی به شکل مخروط درآمده و سپس باکتری به طرف نوک مخروط به شکل چرخشی حرکت می کند. حرکت معکوس نیز با تغییر جهت هر دو مخروط صورت می گیرد.

معایب و مزایای باکتریها
مقدمه
بیوسفر زمین دارای انواع متعددی میکروارگانیسم است و بسیاری از آنها هنوز برای انسان ناشناخته است. در مورد فعالیت آنها در طبیعت اطلاعت کمی در دست است مانند میکروارگانیسمهایی که با تنظیم چرخه ازت به حاصلخیزی خاک کمک می کنند و میکروارگانیسمهایی که به تجزیه مواد آلی و معدنی شدن کمک می کنند. رابطه بین انسان و میکروارگانیسمها در مسیر زمانی ایستا نیست و غالبا تحت تاثیر عوامل متعددی قرار دارد.

باکتریها متنوع ترین و مهمترین میکروارگانیسمها محسوب می شوند. تعداد کمی از آنها در انسان ، جانوران و سایر موجودات زنده بیماریزا بوده و بطور کلی بدون فعالیت آنها حیات بر روی زمین مختل می گردد. بطور یقین موجودات زنده یوکاریوتیک از موجودات زنده باکتری مانندی بوجود آمده اند. برخی از گونه های باکتریها مفید و برخی مضر هستند.

مزایای باکتریها در تولید آنزیمها
برخی باکتریها را تحت شرایط مناسب جهت تهیه آنزیمهای مورد نیاز پرورش می دهند و آنگاه آنزیم تولید شده توسط آنها را عصاره گیری کرده و با راسب کردن خالص می سازند.
1. آنزیم آمیلاز را با فرایند خاصی از گونه های باکتری باسیلوس بدست می آورند. آمیلاز را برای هیدرولیز نشاسته به دکسترین یا قند دیگر یا در تهیه چسبها ، در صنایع نساجی ، شفاف کردن آب میوه ها و قندی کردن محلول نشاسته جهت تخمیر بکار می برند.
2. آنزیم پروتئیناز را از باکتری باسیلوس تهیه می کنند. این آنزیم ، پروتئینها را هیدرولیز کرده و در صنایع چرم سازی استفاده می شود.
3. دو آنزیم استرپتوکیناز و استرپتودورناز را که بطور طبیعی توسط باکتری استرپتوکوکوس پایوجنز تولید می شوند، در مقادیر تجارتی تهیه می کنند. این آنزیمها در تجزیه بقایای سلولی و زاید در محل زخم عمل می کنند و در حقیقت به ترمیم زخمها کمک می نمایند.
4. بسیاری از باکتریها از جمله کلاستریدیوم که دارای آنزیم پکتیناز است در جدا کردن الیاف کتان و تجزیه پکتین بین الیاف کمک می کند.
نقش باکتریها در تولید اسید استیک
گونه های استوباکتر به نام استوباکتراستی می توانند از الکل ، اسید استیک تولید کنند. این باکتریها در خاک و هوا انتشار یافته و بر روی دانه های انگور و سیب به سر می برند. از اینرو آب میوه ها به دنبال تخمیر الکلی معمولا تخمیر اسید استیک پیدا می کنند، مگر آن که مراقبت لازم به عمل آید.
نقش باکتریها در تولید حلالهای صنعتی
ملاس سترون یا مالت ذرت پخته شده را در بشکه های بزرگ با کلاستریدیوم استربوتیلیکم مخلوط می کنند. تخمیر در شرایط بی هوازی در حرارت 37 درجه سانتیگراد بعد از 72 – 48 ساعت پایان می یابد. CO2 و H2 متصاعد شده را که شامل 60 درصد هیدرات کربن تخمیرپذیر است برای مصارف صنعتی جمع آوری می کنند. حلالهای خنثی ، بوتانول ، استون و اتانول را با تقطیر بخشی بدست می آورند. استون را در تهیه مواد منفجره ، استات سلولز و چسبها بکار می برند.
نقش باکتریها در تهیه واکسنها
واکسنها را تحت شرایط کاملا کنترل شده تهیه می کنند. واکسنهای باکتریایی را از کشت میکروبها در آگار یا آبگوشت غذایی بدست می آورند. سلولهای سطح آگار غذایی را با محلول سرم فیزیولوژیک (0.85 درصد کلرورسدیم) شستشو داده و سلولهای آبگوشت را با سانتریفوگاسیون جهت جدا کردن مواد خارجی شستشو می دهند و سرانجام آنها را در سرم فیزیولوژیک در تراکم استاندارد وارد می سازند.

نقش باکتریها در تولید فرآورده های شیر
لاکتوباسیلها غالبا در شیر یافت می شوند. این باکتریها در تولید انواع شیرهای تخمیر یافته و انواع پنیرها حائز اهمیت هستند. رشد این باکتریها در شرایط اسیدی بهتر انجام می شود. از اینرو در شیری که قبلا بوسیله استرپتوکوکوس لاکتیس و سایر باکتریهای شیر تازه ترش شده، بهتر رشد و تکثیر پیدا می کنند.
نقش باکتریها در چرخه ازت
همه جانداران برای سنتز پروتئینها ، اسیدهای نوکلئیک و سایر ترکیبات ازت دار ، به ازت احتیاج دارند. نیروهای فیزیکی و شیمیایی که در خاک ، آب و هوا عمل می کنند همراه با فعالیتهای باکتریها عوامل مهمی در تبدیل ازت به اشکال قابل مصرف محسوب می شوند. باکتریها از پروتئینهای موجود در خاک آمونیاک می سازند. باکتریهای نیتروزموناس و نیتروباکتر طی دو مرحله متوالی تحت فرآیند نیتریفیکاسیون (شوره گذاری) آمونیاک را به نیترات تبدیل می کنند. که نیترات ، ازت قابل استفاده برای گیاهان است. باکتری ریزوبیوم با گیاهان تیره نخود همزیستی دارد و به جذب ازت توسط آنها از خاک ، کمک می کند.

معایب باکتریهای آب شیرین
در قسمتهایی از آب که اکسیژن کافی در دسترس است و گونه های سودوموناس ، سایتوفاگاها ، کالوباکتر و هاینومایکروبیوم وجود دارد، اکسیژن به راحتی در آب نفوذ نمی کند. این باکتریها به سرعت اکسیژن محلول در آب را به مصرف رسانده و در نتیجه حیات ماهیها را به خطر انداخته و با فعالیت انواع باکتریهای بی هوازی ، مواد بدبویی نظیر سولفید هیدروژن و اسیدهای آلی ، ایجاد می شود. تب تیفوئید و وبا از بیماریهایی هستند که توسط آب منتقل می شوند.
باکتریهای بیماریزا در خاک
اغلب باکتریهای بیماریزای انسانی که قدرت زندگی در خاک را دارند، انواع اسپوردار هستند. اسپور باسیلوس آنتراسیس که عامل سیاه زخم است، دهها سال می تواند در خاک زنده بماند و به محض ورود به بدن جانوران ، فعالیت کند. کلاستریدیوم تتانی (عامل کزاز)، کلاستریدیوم بوتولیسم (عامل بوتولیسم) و کلاستریدیوم پرفرنجنس (عامل قانقرن گازی) نیز مثالهایی دیگر از باکتریهای اسپوردار ساکن خاک هستند که می توانند از نواحی زخمی وارد بدن شده و بیماری تولید کنند. انواع باکتریهای ایجاد کننده بیماری در گیاهان و حشرات نیز در خاک یافت شده اند.

پروتئین پاسخ دهنده به تهاجم باکتری ها در بدن
دانشگاه میشیگان از کشف تازه ای خبر داد که می تواند راهگشای درک علت بیماری های خود ایمنی مانند روماتیسم مفصلی باشد.
به گزارش خبرنگار دانشگاهی "مهر"، دانشمندان دانشکده طب وابسته به دانشگاه میشیگان پروتئینی را یافتند که در پاسخ به تهاجم باکتری ها در بدن ساخته می شود.

این پروتئین که "کریوپیرین" نام دارد باعث آغاز فعالیت یکی از قوی ترین واسطه های شیمیایی التهاب یا اینترلوکین 1 بتا می شود. به دنبال تحریک تولید و آغاز سازی فعالیت اینترلوکین 1 بتا توسط این پروتئین تازه یافته فعالیت سیستم ایمنی بدن برای حمله به باکتری و ایجاد تب آغاز می شود.

پروتئین "کریوپیرینی" که در داخل سلول های بدن وجود دارد از دسته NOD-LRP است. این دسته از پروتئین ها سلول ها را در مقابل حملات میکروبی محافظت می کنند.

هر گونه نقصان در ساختار مولکول "کریوپیرین" یا کاهش میزان آن در داخل سلول بدن را مستعد ابتلا به عفونت های میکروبی می کند.

بر اساس گزارش Sciencedaily.com، یک جهش بسیار کوچک در ژن مسئول ساخت این پروتئین می تواند سه بیماری خود ایمنی بسیار نادر ایجاد کند. دانشمندان نشان دادند که فعال شدن این پروتئین در پاسخ به حملات میکروبی آنزیمی را به نام caspase-1 فعال می کند.

این آنزیم فرم غیر فعال "اینترلوکین" را به فرم فعال آن تبدیل می کند. با فعال شدن "اینترلوکین" این واسطه شیمیایی التهاب از سلول به خارج ترشح شده و به گیرنده های خود در سطح سلول متصل می شود و در نهایت پاسخ ایمنی علیه ارگانیسم مهاجم را راه اندازی می کند.

تغییر باکتری ها برای مبارزه با ایدز

دانشمندان با دستکاری ژنتیکی باکتری های موجود در بدن انسان به تولید مواد شیمیایی واداشته اند که عفئونت باایدز را متوقف می سازد.
به گزارش BBC ، گرچه این تحقیق هنوز در مراحل اولیه قرار دارد ، دانشمندان امیدوارند به یک روش عملی و مقرون به صرفه برای مبارزه با ایدز بیانجامد.
اکثر موارد انتقال ایدز بر سطوح روده و برخی نواحی داخلی بدن که لایه ای از باکتری ها سطح آن را پوشاند ه است صورت می گیرد.
محققان یکی از این باکتری ها را (نوعی اشریشیا کلی) از طریق دستکاری ژنتیکی طوری تغییر داده اند که آلوده شدن سلولهای هدف را توسط HIV متوقف می سازد.
زمانی که باکتری های تغییر یافته وارد بدن موش شدند بطور موفقیت آمیزی بخش هایی از روده تحتانی را کلونیزه کرده و در مقادیر کم در واژن نیز یافت شدند.
محققان می گویند جلوگیری از گسترش ایدز بویژه در کشورهای توسعه نیافته نیاز مند اعمال روشهای فوری است.
لذا دانشمندان روی کرم ها و ژل ها ی میکرب کش که برای جلوگیری از عفونت با ایدز بصورت ژنیتال قابل استفاده باشند ، کار کرده اند.
به گفته این محققان روش فوق امکان حفاظت طولانی تری را فراهم می سازد.
باکتری ها عواملی هستند که تولید ، ذخیره سازی ، پراکندگی و بکار گیری آنها آسان است و خیلی ارزانتر از میکرب کش های پروتئینی هستند.
در ضمن آنها معتقدند از این راه می توان برای انتقال باکتری ها یی که پروتئین ها ی متفاوتی را به بخش های مختلف بدن ترشح می کنند ، استفاده کرد.
بهر حال برای جلوگیری از عفونت ایدز در کسانی که حامل ویروس هستند ، می توان این روش را با دارو درمانی همراه کرد.

منابع

http://www.infopoultry.ne

http://www.parsbiology.com/

http://www.urmia.ac.ir

http://fa.wikipedia.org

http://www.amozeshonline.com/bacteriology

http://irteb.com/MEDICAL-IMAGE/bacteryatlas.htm

http://www.urmia.ac.ir/Main/GroupShowProjects.aspx?code=10302

http://mehrnews.com/fa/NewsDetail.aspx?NewsID=277642

http://www.irna.ir

http://www.hamedan-tebyan.ir/danestaniha/archives/001481.html

http://www.jamejamonline.ir/shownews2.asp?n=119566

http://www.niksalehi.com/news

43