باکتری ها / تقسیم بندی باکتری ها و انواع آن
میکروارگانیسم ها سروکار دارد که عامل عفونت هستند و می توانند سبب بیماری در انسان شوند. باکتری ها به سه دسته بر اساس شکل ظاهر دسته بندی می شوند.
۱- کوکسی (cocci ) که گرد هستند.
۲- باسیل (bacilli ) که میله ای شکل هست.
۳- پیچشی یا فنری (spiral )
تمام سه دسته گفته شده می توانند به صورتهای منفرد یا رشته ای یا شبیه خوشه انگور باشند.
باکتری ها می توانند بیماری زا باشند یا برای بدن مفید باشند.
باکتری های بر اساس رنگ آمیزی گرم به دو دسته گرم مثبت و گرم منفی تقسیم می شوند. در این رنگ آمیزی باکتری گرم مثبت به رنگ بنفش است. ولی گرم منفی به رنگ قرمز در می آید که این حالات رنگ پذیری مربوط به ویژگی های دیواره ای اینهاست.
امروزه باکتری ها در مطالعات آزمایشگاهی برای مطالعات سلولی و ملکولی و ژنتیک بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.
چون این سلولها بر خلاف موجودات پیشرفته دارای قدرت تقسیم بالا در شرایط آزمایشگاهی هستند و براحتی در آزمایشگاه کشت داده می شوند.
اینها دارای آنزیم هایی هستند که در مطالعات استفاده می شود مثل آنزیم های مختلف اندونوکلئاز ها.
ویروسهایی را که به باکتری ها حمله می کنند فاژ می نامند.
آنزیم های مذکور برای مقابله با فاژها واز بین بردن ژنوم آنها در باکتری مورد استفاده قرار می گیرد.در مطالعات مهندسی ژنتیک ازاین آنزیم ها برای برش دادن DNA در توالی های خاصی مورد استفاده قرار می گیرد و با استفاده از این آنزیم ها DNA را در توالی خاصی برش می دهند.(هرآنزیم دارای جایگاه برش خاصی است و نوکلئوتید های خاصی را در توالی DNA شناسایی و برش می دهد.) مثلا برای کلون کردن یک ژن خاص مثلا ژن انسولین انسانی. از یک نوع خاص آنزیم اندونوکلئاز استفاده می کنند و توالی DNAانسانی را در آن محل خاص که ژن انسولین نیز جز آن قسمت قرار می گیرد برش می دهند و با استفاده از همان آنزیم DNA باکتری را نیز برش می دهند و بعد با استفاده از روشهای کلون کردن DNA ژن انسولین را وارد توالی ژن باکتری می کنند. ( از پلازمید باکتری استفاده می کنند. باکتری علاوه بر ژنوم اصلی دارای DNA های حلقوی دیگری است به نام پلازمید که دارای توالی ژنهای خاص است که می تواند از را پیلی های خود به باکتری دیگر آنها را انتقال دهد آنها در پلازمید ممکن است دارای ژن های مقاوم به دارو و آنتی بیوتیک باشند.) بعد باکتری هایی را که این ژن وارد توالی آنها شده است را تکثیر می کنند و باکتری
می تواند با استفاده از سیستم پروتئین سازی خود انسولین انسانی را بسازد. پس مقدار زیاد انسولین را بدست می آورند که به عنوان دارو برای انسان مورد استفاده قرار می گیرد.
یکی از باکتری هایی که زیاد در تحقیقات مورد آزمایش قرار می گیرد باکتری به نام اشرشیا کلای یا E_coli است.
این یکی از موارد استفاده از باکتری ها در تحقیقات مهندسی ژنتیک است. باکتریها چون سریع در محیط کشت تکثیر می یابند در آزمایشات به عنوان محیط سلول زنده از آنها استفاده می شود.
ویروسها یکی دیگر از میکروارگانیزم هاست.بیشتر از فاژها در مطالعات سلولی و مهندسی ژنتیک استفاده می شود.
ویروسها داری تنوع زیادی هستند و تنها موجوداتی هستند که بعضی از آنها دارای RNA به عنوان ماده ژنتیکی به جای DNA هستند.
در همانند سازی ویروسها جهش های زیادی رخ می دهد که همین امر باعث تنوع بسیار زیاد آنها شده است طوری که ممکن است مثلا یک ویروس آنفولانزا تبدیل به سویه ای بسیار خطرناک شود که حتی حالات ایمنی قبلی ایجاد شده برای آن کارگر نباشد و بدن آن را به عنوان یک ویروس جدید تلقی کند و ایمنی در مقابل آن نداشته باشد.
ویروس HIV نیز دارای ژنوم RNA است. و برای همین بسیار متنوع است و علت اینکه نمی توانند دارویی و یا واکسنی برای آن ارائه دهند تغییرات غیر قابل کنترل این ویروس است.
در میکروب شناسی پزشکی بشتر سعی برای شناسایی عوامل بیماری ها است و روشهای مقابله با آنها و ارائه و کشف دارو و راه درمان آن و پیشرفتها بیشتر در این زمینه ها است.
انواع باکتری ها
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 میله‌ای شکل و -G و در مراحل بعدی میله‌ای 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 می‌گیرند، لذا این باکتریها در خاک پراکندگی وسیعی دارند. این باکتریها دارای سرعت رشد کم بوده و قدرت رقابت زیادی ندارند.
آدوموناسها
باکتریهای سودوموناس میله‌ای راست یا خمیده -G و دارای تاژههای قطبی هستند. این باکتریها به جز گونه‌های دینترینیه همگی هوازی هستند. برخی از گونه‌های این جنس برای گیاهان بیماری‌زا بوده و بسیاری دیگر که غیر بیماری‌زا 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 می‌دهند. بسیاری از گونه‌های این جنس ، بویژه در محیطهای فقیر از نظر آهن ، مولد رنگدانه‌های فلورسانت هستند و این مواد در انتقال آهن سه ظرفیتی مشابه EDTA عمل میکنند. گونه‌های گرانتوموناس برای بسیاری از گیاهان بیماری‌زا بوده و بسیاری از آنها را از روی میزبان اختصاصی شناسایی میکنند. بطور کلی سودموناسها بین ۵ تا ۲۰ در صد کل باکتریهای شماره شده خاک در سطح پلیت ۱ تشکیل می‌دهد.
باسیلهای اسپورزا
اعضای جنس باسیلوس باکتریهای +G نامتغیر از نظر واکنش گرم و اغلب متحرک هستند. این اسیلها می‌توانند از نوع هوازی مطلق یا بی هوازی مطلق و یا هر دو باشند. این باکتریها در اثر تخمیر گلوکز می‌توانند 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 گونه‌های بی‌هوازی از جنس کلستریدیوم مثل کلستریدیوم بوتریکوم و کلستریدیوم پاستوریانوم قادر به تثبیت ازت مولکولی هستند.
باکتریهای میله‌ای غیر اسپورزا
ازتوباکتریها از مهمترین باکتریهای خاک هستند که در حالت آزاد |ازت ملکولی را تثبیت میکنند. ریزوبیومها و برادی ریزوبیومها از باکتریهای تثبیت کننده ازت در حالت همزیستی با گیاهان هستند، که پراکندگی آنها در خاک موجب افزایش حاصلخیزی خاک می‌شود. نیتروزموناسها و نیتروباکترها به عنوان عامل نیتریفیکاسیون در خاک شناخته شده‌اند. لاکتوباسیلها از جمله ارگانوترونهای تخمیرگر هستند که به دلیل قدرت تولید اسید لاکتیک به این نام خوانده می‌شوند. انتروباکترها از دیگر باکترهای تخمیرگر هستند.
اکتینومیستها
اکتینومیستها یکی از مهمترین گروههای میکروبی خاک را تشکیل می‌دهند. این گروه شامل ۵ نوع میکرومونوسپورا ، نوکاردیا ، استرپتومیسس ، استرپتو اسپورانزیوم و ترمواکتینومیسس هستند که از میان آنها جنس استرپتومیسس ۹۰% از اکتینومیسیتهای جدا شده از خاک را تشکیل می‌دهد. بسیاری از استرپتومیستها مولد آنتی بیوتیک هستند.
سیانوباکتریها
سیانوباکتریها ، پروکاریوتهای فتوسنتز کننده ، کلروفیل‌دار بوده و حاوی رنگدانه‌هایی مانند فیکوسیانین نیز می‌باشند. سیانوباکتریها به صورت تک سلولی ، توده‌ای یا رشته‌ای دیده می‌شوند 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 می‌شود. سیانو باکتریها به صورت همزیست با پاره‌ای از گیاهان یافت می‌شوند. به علاوه این گروه باکتریها می‌توانند در تثبیت ازت مهم باشند. شواهدات نشان می‌دهند که هسته و سیستمها محل تثبیت ازت بوده و ترکیبات از این سلولها به سلولهای مجاور انتقال می‌یابد.
چرخه فسفر
چرخه فسفر ، عمدتا شامل تبدیل ترکیبات فسفر معدنی به آلی و بالعکس است. در این فرایندها که توسط میکروبها انجام می‌شود در وضعیت اکسایش فسفر تغییر زیادی ایجاد نمی‌شود.
چرخه آهن
چرخه آهن ، به کمک باکتریهای هتروتروف در خاک انجام می‌شود و بطور کلی شامل تبدیل یون آهن سه ظرفیتی و دو ظرفیتی به یکدیگر است.