دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
باکتری ها را بهتر بشناسیم!
باکتری چیست؟
باکتری‌ها گروهی از موجودات تک سلولی میکروسکوپی هستند که پوشش بیرونی نسبتاً ضخیمی، آن‌ها را احاطه کرده‌است. این موجودات ساختار ساده‌ای دارند و به گروه پروکاریوت (جانداران ساده) تعلق دارند. باکتری‌ها متنوع‌ترین و مهم‌ترین میکروارگانیسم ها هستند. تعداد کمی از آن‌ها در انسان و حیوانات و گیاهان بیماری‌زا است.
بطور کلی بدون فعالیت آن‌ها، حیات بر روی زمین مختل می‌گردد. بطور یقین یوکاریوت‌ها از موجودات زنده باکتری مانند بوجود آمده‌اند. نظر به اینکه باکتری‌ها ساختمان ساده‌ای داشته و می‌توان به‌آسانی، بسیاری از آن‌ها را در شرایط آزمایشگاه کشت داد و تحتِ کنترل درآورد. میکروب‌شناسان مطالعهٔ وسیعی دربارهٔ فرایندهای حیاتی آن‌ها انجام داده‌اند.
طبقه بندی باکتری ها
برای طبقه بندی باکتری ها دو معیار مورد استفاده قرار می گیرد:
شکل باکتری
روش تامین انرژی باکتری
انواع باکتری ها از نظر شکل
باکتری ها به علت داشتن دیواره سلولی شکل مشخصی دارند و از این نظر به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
۱- اسپریل ها
۲- کوکسی ها
۳- باسیل ها
- ۱) باکتری اسپریل
اسپریل نوعی باکتری مارپیچی شکل است که به شکل ویرگول، U شکل یا فنر مانند دیده می شود.
- ۲) باکتری کوکسی
کوکسی ها باکتری های کروی شکلی هستند که خود به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
دیپلوکوکوس که از باکتری های کروی جفت تشکیل شده اند.
استرپتو کوکوس که از باکتری های کروی زنجیره ای شکل تشکیل شده اند.
استافیلوکوکوس که از باکتری های کروی خوشه ای شکل تشکیل شده اند.
- ۳) باکتری باسیل
باسیل نوعی باکتری میله ای شکل است که اغلب به صورت منفرد وجود دارد اما اگر به صورت زنجیره در بیاید به آن استرپتوباسیلوس می گویند.
انواع باکتری ها بر اساس روش تامین انرژی
باکتری ها بر اساس شیوه ای که انرژی مورد نیازشان را تامین می کنند به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
– باکتری های اتوتروف
– باکتری های هتروتروف
- ۱) باکتری های اتوتروف
این نوع از باکتری ها خود تغذیه کننده هستند یعنی می توانند با انجام عمل فتوسنتز یا شیمیو سنتز، مواد آلی مورد نیازشان را از مواد معدنی ساده ای که در طبیعت وجود دارد، بسازند.
- ۲) باکتری های هتروتروف
این نوع از باکتری ها دیگر تغذیه کننده هستند یعنی برای تامین مواد آلی مورد نیازشان از غذایی که جانداران دیگر می سازند، استفاده می کنند. اغلب باکتری ها به ویژه باکتری های بیماری زا در این دسته جای می گیرند.
ساختار باکتری‌ها
سلول‌های باکتریایی همانند دیگر سلول‌ها، از هسته، سیتوپلاسم و غشا تشکیل شده‌است.
- هسته
باکتری‌ها هسته سازمان‌یافته ندارند و DNA و پروتئین‌های همراه آن درون ناحیهٔ هسته مانندی با نام ناحیه نوکلئوئیدی قرار گرفته‌اند و اجزای سلولی آن‌ها در سیتوپلاسم پراکنده‌اند. بر سر وجود یا وجود نداشتن هسته در باکتری بحث‌ها و اختلاف‌نظرهای فراوانی وجود داشته و دارد. اما در سال ۱۹۶۰، روبینو پژوهشگر انگلیسی توانست با روش رنگ‌آمیزی «فولگن» (Feulgen)، هستهٔ برخی از باکتری‌ها مانند باسیل‌های ای‌کلای و پروتئوس را رنگ و مشاهده کند و از آن‌ها عکس بردارد.
- سیتوپلاسم
سیتوپلاسم باکتری‌ها را با «رنگ‌آمیزی حیاتی» (Vital Stain) و میکروسکوپ الکترونی بررسی کرده‌اند و دریافته‌اند که سیتوپلاسم آن‌ها از یک سیستم اسفنجی کلوئیدی تشکیل شده که با رنگ‌های اسیدی رنگ می‌گیرد.
سیتوپلاسم باکتری دربردارندهٔ آب، نمک (املاح)، مواد محلول و نامحلول تشکیل شده‌است. واکنش‌های زیستی باکتری که بسیاری‌شان در سیتوپلاسم انجام می‌شود، پی‌درپی در حال دگرگونی هستند.
- دیوارهٔ سلولی
از آنجا که غلظت برخی از مواد محلول در سلول باکتری (مانند کربوهیدرات‌ها و اسیدهای آمینه) گاه تا ۵۰ برابر محیط بیرونی‌ست، پوسته یاخته به تنهایی نمی‌تواند این اختلاف غلظت را تحمل کند؛ بنابراین پردهٔ دیگری در محیط خارج آن وجود دارد که خود از چندین لایه تشکیل شده که «دیوارهٔ سلولی» نام دارد. کلفتی این دیواره در باکتری‌های گوناگون متفاوت است و بازهٔ کلفتی آن ۱۰۰–۲۰۰ میلی‌میکرون (نانومتر) است. این دیواره ۱۰–۴۰ درصد وزن خشک باکتری را تشکیل می‌دهد.
دیوارهٔ سلولی شکل و اسکلت باکتری را حفظ می‌کند و سبب استقام باکتری در برابر شرایط بد محیطی می‌شود. در صورت نبود دیوارهٔ سلولی، شکل اصلی باکتری از دست می‌رود و به دانه‌های گردی به نام اسفروپلاست تبدیل می‌شود. برخی از آنتی‌بیوتیک‌ها بر دیوارهٔ سلولی اثر می‌کنند.
دیوارهٔ سلولی جای برخی از پادگن‌ها است. گیرندهٔ باکتریوفاژ بر روی دیوارهٔ سلولی باکتری‌هاست. دیوارهٔ سلولی در برخی باکتری‌ها فعالیت درون‌زهرابه‌ای (آندوتوکسینی) دارد. در برخی از زنجیرهای زنجیره‌های تتراپپتیدی بسیاری از باکتری‌های گرم-منفی و برخی از باکتری‌های گرم-مثبت، دی‌آمینوپیملیک اسید (پیش‌ساز لیزین) وجود دارد. دیوارهٔ سلولی همهٔ باکتری‌های گرم-مثبت «تیکوئیک‌اسید» دارد که به پوسته یاخته باکتری متصل می‌شود.
فواید باکتری‌ها
اگرچه بعضی از باکتری‌ها عامل فساد مواد غذایی و بیماری هستند، اما بسیای از باکتری‌ها مفیدند. بشر قرن‌ها از فواید باکتری‌ها در زندگی خود استفاده کرده‌است. باکتری‌ها در تهیه و پردازش فراورده‌های غذایی و شیمیایی و همچنین در شناسایی و استخراج معادن و پاکسازی محیط زیست کاربرد دارند. مواد خوراکی مانند ماست، پنیر و سرکه و نوشیدنیهای الکی و آبجو حاصل فعالیت باکتری‌های تخمیرکننده است. استون و بوتانول مواد شیمیایی هستند که انواعی از باکتری‌های گونهٔ کلوستریدیوم آن‌ها را می‌سازند.
باکتری‌های داخل روده برای ما خیلی از ویتامین‌ها (مانند ویتامین کا) را می‌سازند که خود بدن قادر به ساختن آن‌ها نیستند.
همچنین بسیاری از باکتری‌ها نیز به عنوان عوامل افزایش دهنده رشد گیاهان هستند و رشد گیاهان را بهبود می‌بخشند. به علاوه طیف وسیعی از باکتری‌ها نیز به عنوان بیمارگرهای گیاهی هستند و باعث ایجاد علایم مختلفی در گیاهان مانند پژمردگی لکه برگی سوختگی سرشاخه و… می‌گردند.
باکتری‌های شیمیواتوتروف برای تخلیص عناصر معدنی مانند مس و اورانیوم کاربرد دارند. همچنین باکتری‌ها در پاکسازی آب ها و خاک‌های آلوده به آلاینده‌های نفتی و شیمیایی کاربرد وسیعی دارند.
از دیگر فواید باکتری‌ها استفاده از آن‌ها در مهندسی ژنتیک است در این فرایند ژن مورد نظر را جدا می‌کنند و با وارد کردن آن به باکتری با هزینه‌ای کم آن را به میزان فراوان تولید می‌کنند، با این روش می‌توان داروها و واکسن‌های مفید و مطمئن تولید کرد.
تولیدمثل باکتری
باکتری‌ها به روشهای تقسیم مستقیم، آمیختگی، قطعه قطعه شدن یا به‌وسیله کنیدی و همچنین جوانه زدن تکثیر می‌یابند.در شرایط دشوار محیط زیست برخی باکتری‌ها توانایی ایجاد اسپور داخلی را دارند. اسپور داخلی سبب مقاومت باکتری در برابر عوامل نامساعد محیط می‌شود.
هر باکتری فقط یک اسپور می‌سازد و از هر اسپور یک باکتری بوجود می‌آید. استفاده اصطلاح هاگ برای باکتری کاملاً اشتباه است زیرا که هاگ یک ساختار تولید مثلی برای گیاهان است و یک گیاه قادر است هزاران هاگ تولید کند درصورتی‌که باکتری با اسپورزایی فقط قادر به تولید یک باکتری است. طبق یافته‌های اخیر محققان باکتری در تاریکی هوا تولید مثلشان دوبرابر می‌شود.
پیشنهادی: تحقیق درمورد جانداران یوکاریوت و پروکاریوت
