باکتری‌ها باکتری چیست؟ — به زبان ساده

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

باکتری ها گروه بزرگی از پروکاریوت‌های میکروسکوپی و تک سلولی هستند. این گروه، ارگانیسم‌هایی را شامل می‌شوند که هسته نداشته و اندامک‌های غشادار نیز در آن‌ها وجود ندارد. در این مطلب از مجله فرادرس در مورد باکتری‌ها، طبقه‌بندی و روش‌های شناسایی آن‌ها صحبت می‌کنیم.

باکتری چیست؟​

«باکتری‌ها» (Bacteria) گونه‌ای از سلول‌های زیستی پروکاریوت هستند. این سلول‌ها که به صورت مفرد «باکتریوم» (Bacterium) نامیده می‌شوند، بزرگترین سلسله‌ در ارگانیسم‌های پروکاریوت به شمار می‌آیند. در میان ارگانیسم‌های مختلف، باکتری‌ها بسیاری از ویژگی‌‌ها و معیارهای موجود زنده را منعکس می‌کنند، از جمله این ویژگی‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• باکتری‌ها...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

تصویر ۲: چرخه نیتروژن؛ این چرخه به کمک باکتری برای استفاده گیاهان از نیتروژن موجود در اتمسفر انجام می‌گیرد. الف) باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن، نیتروژن اتمسفری را به آمونیاک تبدیل می‌کنند. ب) باکتری‌های شوره گذار آمونیاک را تبدیل به نیترات می‌کنند که برای گیاهان قابل جذب است. ج) باکتری‌های شوره بردار با تبدیل مجدد نیترات به نیتروژن آن را تبدیل به نیتروژن اتمسفری می‌کنند.
باکتری‌ها فراوان‌ترین موجودات زنده جهان محسوب می‌شوند. آن‌ها هم در خاک و هم در آب و همچنین به عنوان همزیست در سایر جاندران زندگی می‌کنند. بسیاری از عوامل بیماری‌زا (ارگانیسم‌‌های ایجاد کننده بیماری) باکتری هستند. اکثر...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

طبقه‌بندی باکتری‌ها​

اصطلاح باکتری برای همه پروکاریوت‌ها به خصوص دسته‌ای از آن‌ها به نام باکتری‌های هوازی به کار می‌رود. در سیستم طبقه‌بندی موجودات زنده پنج سلسله (Kingdom) وجود دارد، باکتری‌ها در سلسله «مونرا» (Monera) قرار می‌گیرند. در این سیستم، «سه حوزه» (Domain) وجود دارد که باکتری‌ها معمولاً با نام حوزه «یوباکترها» (Eubacteria) یا حوزه «باکتری‌ها» مشخص می‌شوند. اصطلاح یوباکتر گاهی شامل «آرکی‌باکترها» (Archaea) نیز می‌شود.

جلبک‌های فتوسنتزی سبز - آبی یا سیانوباکتر‌ها، در گذشته در یک دسته جداگانه به عنوان «جلبک‌ها» (Algae) طبقه‌بندی می‌شدند، اما اکنون این باکتری‌ها به طور جداگانه در دسته‌ای با همین نام در نظر گرفته می‌شوند. مطالعه در مورد ساختمان، عملکرد و به طور...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

ساختار سلولی​

مانند تمام پروکاریوت‌ها، باکتری‌ها نیز دارای ساختار سلولی نسبتاً ساده‌ای هستند که هسته سلول یا اندامک‌های محدود به غشا مانند میتوکندری و کلروپلاست ندارند. DNA پروکاریوت‌ها آزادانه در داخل سلول شناور است. برجسته‌ترین ویژگی ساختاری باکتری‌ها دیواره سلولی آن‌ها است. باکتری‌ها را می‌توان به دو گروه (گرم مثبت و گرم منفی) براساس تفاوت در ساختار دیواره سلولی که توسط «رنگ آمیزی گرم» (Gram Staining) آشکار می‌شود، تقسیم کرد.

در رنگ آمیزی گرم، یک سری از رنگ‌ها به طور اختصاصی برای دیواره‌‌های سلول استفاده می‌شود. باکتری‌های گرم منفی دارای غشایی حاوی لیپوپلی ساکارید هستند و با رنگ آمیزی گرم، به رنگ صورتی در می‌آید. آن‌ها همچنین دارای یک لایه نازک پپتیدوگلیکان هستند...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

تصویر ۵: تفاوت رنگ باکتری‌های گرم منفی و گرم مثبت در تصاویر میکروسکوپی
بسیاری از باکتری‌ها حاوی ساختار‌های خارج سلولی دیگری مانند «تاژک» (Flagella)، «فیمبریا» (Fimbriae) و «پیلی» (Pili) هستند که به ترتیب برای تحرک، اتصال و «هم یوغی» یا «کانجوگشین» (Conjugation) (انتقال DNA بین سلول‌های باکتریایی با ایجاد تماس بین آن‌ها) استفاده می‌شوند. همچنین برخی از باکتری‌ها حاوی کپسول یا لایه‌‌های چسبنده هستند که اتصال باکتری‌ها به سطوح و تشکیل زیست لایه یا «بیوفیلم» (Biofilm) (جمعیتی از میکروارگانیسم‌‌ها که به یک سطح متصل شده و توسط موادی پوشانده می‌‌شوند) را تسهیل می‌کند.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

تصویر 6: ساختمان پیلی (به صورت مفرد پیلوس)، فیمبریا و تاژک در باکتری
باکتری‌ها در مقایسه با یوکاریوت‌ها ساختار‌های داخل سلولی نسبتاً کمی‌ دارند، اما معمولا دارای یک کروموزوم کاملاً پیچ‌خورده و متراکم، ریبوزوم‌ها و چندین ساختار خاص (با توجه به نوع باکتری) هستند. این ساختارها ممکن است شامل غشای داخل سلولی، ساختار‌های ذخیره سازی مواد مغذی، وزیکول‌‌های گازی و مگنتوزوم‌ها (اندامک‌‌های غشایی که کریستال‌‌های مغناطیسی برای جهت‌یابی باکتری‌‌های مغناطیسی در مناطق ژئومغناطیسی دارند) باشند. برخی از باکتری‌ها می‌توانند آندوسپور‌ها را تشکیل دهند که به آن‌ها امکان زنده...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

تولید مثل باکتری‌ها​

باکتری‌ها از طریق تولید مثل غیرجنسی (تقسیم دوتایی) که منجر به تقسیم سلولی می‌شود، تولید مثل انجام می‌دهند. آن‌ها دو سلول دختر کاملا یکسان تولید می‌کنند. بنابراین گاهی اوقات گفته می‌شود که رشد جمعیت باکتریایی از یک مرحله رشد تقریبی نمایی پیروی می‌کند.

همچنین انواع خاصی از باکتری‌ها از طریق روش هم یوغی یا کانجوگیشن قادر به تولید مثل جنسی هستند. در هم یوغی، یک باکتری (به عنوان باکتری مثبت) ماده ژنتیکی خود را به باکتری دیگر (به عنوان باکتری منفی) از طریق ساختاری لوله‌ای طویل و تو خالی به نام «پیلوس جنسی» (Sex Pilus) (جمع پیلوس، پیلی است) منتقل می‌کند. ماده ژنتیکی منتقل شده ممکن است از جنس کروموزوم یا از جنس پلاسمید باشد. هم یوغی تنوع ژنتیکی جمعیت...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

حرکت و جابجایی باکتری‌ها​

برخی از باکتری‌ها قادر به حرکت هستند. این باکتری‌ها به چند طریق مختلف شامل استفاده از تاژک، سوار شدن بر باکتری‌های دیگر یا تغییر در شناور شدن حرکت می‌کنند. یک گروه منحصر به فرد از باکتری‌ها، اسپیروچت‌ها هستند، این باکتری‌ها، ساختار‌هایی شبیه به تاژک دارند که به آن‌ها «رشته‌‌های محوری» (Axial Filaments) می‌گویند، محل قرارگیری این رشته‌ها بین دو غشای موجود در فضای پری‌پلاسمی است. ساختمان سلولی آن‌ها یک مارپیچ متمایز است که به محض حرکت به پیچش در می‌‌آیند.

تاژک‌‌های باکتریایی به روش‌‌های مختلفی در کنار هم قرار می‌گیرند. باکتری‌ها می‌توانند در یک انتهای سلول خود یک تاژک قطبی منفرد داشته باشند یا این که تاژک در سراسر سلول باکتری قرار بگیرد...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

در گروهی‌ از باکتری‌ها به نام «مایکسوباکتری‌ها» (Myxobacteria)، باکتری‌های منفرد به یکدیگر جذب می‌شوند تا گروه‌هایی را به وجود آورند و می‌توانند در شکل‌گیری اجسام خوشه‌ای نقش داشته باشند. میكسوباكترها بر خلاف باکتری E.coli فقط وقتی روی سطوح جامد قرار گیرند، حركت می‌كنند. در حالی که باکتری E.coli در محیط‌های مایع نیز حرکت می‌کند.

تصویر 8: میکسوباکتری‌ها که در کنار یکدیگر اجسام خوشه‌ای را می‌سازند.

طبقه‌بندی و شناسایی باکتری‌ها​

از نظر تاریخی، باكتری‌ها، همان طور كه در ابتدا توسط گیاه شناسان مورد مطالعه قرار گرفته بودند، به همان روش گیا‌هان یعنی عمدتاً از نظر شکل طبقه‌بندی...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.

 

[زهـرا دُلاریـᥫ᭡]

با توسعه بیشتر سیستم‌های تقسیم‌بندی، روش‌های جدیدی مبتنی بر فعالیت‌های باکتری شامل مقایسه باکتری‌ها بر اساس تفاوت در متابولیسم یا سوخت و ساز سلولی آن‌ها ایجاد شد که توسط طیف گسترده‌ای از آزمون‌های خاص قابل اندازگیری هستند.

باکتری‌ها همچنین بر اساس تفاوت در ترکیبات شیمیایی سلولی مانند اسید‌های چرب، رنگدانه‌ها و کینون‌ها (گروهی از ترکیبات آلی که از ترکیبات آروماتیک مشتق شده‌اند) نیز طبقه‌بندی می‌شوند. در حالی که این طرح‌ها امکان تمایز بین گونه‌‌های باکتریایی را فراهم می‌کنند، اما مشخص نیست که آیا این تفاوت‌ها تنها تنوع بین گونه‌‌های مجزا را نشان می‌دهند یا تفاوت بین گونه‌‌های یکسان را نیز به نمایش می‌گذارند.

تا قبل از زمان استفاده از تکنیک‌‌های مبتنی بر ژنوم، مانند تعیین نسبت سیتوزین و...

لطفا برای مشاهده کامل مطالب در انجمن ثبت نام کنید.