علم الأحياء الدقيقة

مقدمة

المكروبيولوجيا أو علم الأحياء الدقيقة هي فرع العلوم الذي يهتم بدراسة الكائنات المجهرية التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة (بعض وحيدات الخلية البدائية يمكن رؤيتها بالعين المجردة). من أجل رؤيتها يجب إذن استعمال المجهر.

تعرف الكائنات الدقيقة بتعدد أنواعها و توجد إما على شكل خلايا معزولة أو على شكل مجموعات. هته الكائنات الحية الدقيقة تسمى أيضا 'جراثيم' و يندرج في إطار هذا المصطلح العام كل من البكتيريا والخمائر والفطريات والطحالب والبروتوزوا (الكائنات البدائية) والفيروسات، سواء كانت مسببة للأمراض أم لا. عند عامة الناس، كلمة 'جرثوم' تعني كل كائن دقيق مسبب للمرض. لكن في الإطار العلمي، الكائنات الدقيقة ليست كلها مسببة للأمراض، فهناك النافعة منها و الضارة.

توجد الكائنات الدقيقة في جميع أنواع البيئات الطبيعة، إذ نجدها في التراب و الماء و الهواء و أيضا في بعض الأوساط البيئية التي تعرف بقساوتها كالقطب المتجمد و الصحاري و أفواه البراكين و قاع المحيطات و غيرها. بعض الكائنات الدقيقة ترتبط بالنباتات و الحيوانات عن طريق علاقات تكافل، تطاعم أو طفيلية.

تصنف الكائنات الدقيقة إلى مجموعتين : بدائيات النوى (prokaryotes) وحقيقيات النوى (eukaryotes). البكتيريا تنتمي إلى مجموعة بدائيات النوى، بينما الفطريات والطحالب والبروتوزوا (الكائنات البدائية) هي من مجموعة حقيقيات النوى.

Procaryotes

تسميهم مصطلح "prokaryotes" (اليونانية المؤيد من قبل وcaryon = = النواة) ، وجميع الكائنات الحية الدقيقة التي لا نواة الخلية أو غيرها organelles النووية.

فإن prokaryotes منقسمون قسمين المجموعات المصنفة : archaea والبكتريا.

البكتيريا

الجراثيم (البكتيريا) من الكائنات المجهرية التي تعيش prokaryotes أحادي الخلية. وهي قليلة ميكرومتر قياس الطول (عادة 0.5 إلى 5 مترا) ، ويمكن لهذا الاشكال المختلفة : أشكال كروية (cocci) ، والأشكال أو قضبان ممدود (عصيات) ، وبدرجة أو أخرى في دوامة (Spirilla) .

الجراثيم موجودة في كل مكان وموجودة في جميع أنواع الموائل : التربة والمياه والهواء والنباتات والحيوانات. في البشر ، فإنه يقدر أن 1012 استعمار البكتيريا على الجلد والبكتيريا استعمار 1010 و 1014 بكتيريا تعيش في الفم والأمعاء. معظم هذه البكتيريا غير ضارة أو مفيدة للكائن الحي. غير أن العديد من أنواع البكتيريا المسببة للأمراض ومسؤولة عن الأمراض المعدية مثل الكوليرا والزهري والسل.

هيكل خلية البكتيريا

البكتيريا هي خلايا بسيطة نسبيا ، وتتميز بعدم وجود نواة وorganelles مثل الميتوكوندريا والجبيلة اليخضور. ويمثل الشكل 1 أدناه هيكل من الخلايا البكتيرية.

بنية الخلية من procaryotic

الصبغية :

البكتيرية الصبغي الفتيلية يتشكل من الحمض النووي ، وهو عموما التعميم والدعم للوراثة. بالإضافة إلى المجينية الحمض النووي ، وغالبا ما تحتوي على خلايا جرثومية دائرية تسمى جزيئات الحمض النووي خارج الكروموسومات البلاسميدات

ريبوسوم :

وقال ريبوسوم تتكون من جزيئات مع نوع معين من الجيش الملكي النيبالي ، والجيش الملكي النيبالي خاص بالريبوسوم (rRNA) ، المرتبطة البروتينات. وهي تتألف من اثنين من وحدات فرعية ، كبيرها وصغيرها. وهذان وحدات فرعية تسمى التوالي 50s و30s (التعبير عن سرعة الترسيب من هذه الوحدات في تجارب النبذ بسرعة فائقة في prokaryotes (60s و 40s في eukaryotes).

ريبوسوم تقوم بدور رئيسي في تصنيع البروتين (بروتين الترجمة) : هؤلاء هم الذين يتجولون الرنا الرسول (mRNA) ، وإضافة الجديد والأحماض الأمينية ، التي قدمتها ونقل الجيش الملكي النيبالي (tRNA) ، وسلسلة تحت الانشاء البروتين بل هي من العوامل المساعدة تصنيع البروتين.

السيتوبلازم :

في prokaryotes ، السيتوبلاسما المقصورة هي الوحيدة من الخلية. وهو يتألف من أ جل دعا المائية cytosol ، وهي :

  1.  
    • جزيئات احتياطي "الحل" (البروتينات والكربوهيدرات ، والدهون) ؛
    • المادة الوراثية الخلوية وغيرها من المكونات التي تطفو بحرية في الداخل.
Cytoplasmic الأغشية :

هذه هي الأغشية المحيطة السيتوبلاسما. وهي تتكون من البروتينات وphospholipids.

فإن cytoplasmic الأغشية بمثابة مرشح انتقائية يمر المغذيات. كما يسمح بمرور الضوء ، الحرارة ، إلخ. كما سطح اتصال مع الخارج ، والتي تضمن كذلك نقل المعلومات الضرورية للاستجابة الخلية لتغيرات البيئية والتنسيق مع خلايا أخرى. غشاء البلازما يخلق فضاء في تبادل مستمر مع البيئة.

جدار خلوي :

جدار الخلية هي واحدة من الخصائص المهمة للبكتيريا. يعطي البكتيريا شكله ويحمي من انفجار تحت تأثير ضغوط من ناضح السيتوبلاسما.

ويتوقف ذلك على جدار خلية البكتيريا يمكن تقسيمها إلى مجموعتين : إيجابية الغرام (جرام +) وسلبية الغرام (الغرام). هذا التمييز على أساس الهيكل والتكوين الكيميائي للخلايا الجدار يؤكدها تلوين غرام. البكتيريا على تلطيخ جرام + لها جدار خلوي سميك ، في حين أن البكتيريا جرام الجدران هي الغرامة.
بعض البكتيريا ليست لديها الجدار : mycoplasma.

الكبسولة :

هذا هو الجهاز الذي يحيط طبقة الخلايا البكتيرية. polysaccharides والتي تتكون من البروتينات ، لأنه يتيح الحجز على السطوح والبكتيريا وتحمي من الآثار الضارة للبيئة خارجية (المركبات السامة والمنظفات ، وجفاف ،...). بعض الجراثيم لا تملك الكبسولة.

من خارج الهياكل الخلوية (flagella وpilis) :

معظم البكتريا لا السيارات. لكن آخرين ، مثل السالمونيلا ، ولها هيكل خارج الخلية شكل غرامة خيوط دعا flagella التي تمكنهم من التحرك. كذلك فإن flagella التي تستخدمها البكتيريا heterotrophic الذهاب إلى العناصر الغذائية في المناطق الغنية من خلال عملية تسمى chemotaxis (الجذب الكيميائية).

أنواع أخرى مغطاة صغيرة كثيرة "الشعر" ، pilis التي ليس لها دور في الحركة ، ولكن تشارك في عملية الانضمام للبكتيريا الى متوسطة أو ظاهرة اقتران (التكاثر الجنسي).

مورفولوجيا وتكوين الجمعيات للبكتيريا

البكتيريا مجموعة واسعة من الخلايا morphologies (الشكل 2). استغلال هذه الميزة لتحديد الخلايا المجهرية عن طريق الملاحظة. معظم الجراثيم كروي الشكل ، ودعا قذائف ، أو في شكل قضيب ، دعا عصيات. بعض الجراثيم وسيط الشكل ، ولها coccobacilles لها أيضا شكل من الشمس ، ودعا Spirilla.

مورفولوجية البكتيريا

طريقة الترتيب للخلايا كما أن الميزة التي تميز البكتيريا (الشكل 3). العديد من أنواع البكتيريا ويمكن ملاحظة وحيدة في عزلة ، في حين أن الأنواع الأخرى ترتبط مع بعضها البعض. قد يرتبط في أزواج (diplococci) ، مثل النيسيري ، في سلسلة streptococci والعنقوديات مثل مجموعات.

رابطة للبكتيريا

Archaea

Archaea أو Archaea (الذي كان يسمى سابقا Archaea) هي مجموعة رئيسية من prokaryotes البكتيريا تتميز ببعض الخصائص الكيميائية البيولوجية ، مثل تكوين اغشية الخلايا أو آلية تكرار الحمض النووي.

فإن archaea هي الأنواع اللاهوائية وعموما يعيشون في ظل (المالحة ، حمضية جدا أو قلوية جدا على البيئة في درجات حرارة قريبة من الغليان). archaea نحو عام كما أن أكثر من الكائنات التي تعيش في ظروف الحياة العادية التربة والبحيرات والبحر أو في أمعاء الحيوانات.

فإن archaea لا تعتبر من الكائنات الدقيقة الضارة بالصحة. في الواقع ، حتى الآن ، لا توجد أدلة واضحة تثبت وجود الممرضة archaea.

Eucaryotes

Eukaryotes ، من اليونانية "النواة الحقيقية" يعني جميع الكائنات الحية التي هي المادة الوراثية المغلقة ، في إطار الخلية ، ودعا في هيكل النواة ، في مقابل prokaryotes. والطحالب والفطريات والبروتوزوا هي eukaryotes.

فإن eukaryotic خلية محاطة الأغشية ، غشاء البلازما. الداخلية التي تحتلها المياه السائلة ، السيتوبلاسما ، التي تسبح في مختلف organelles محددة مسؤولة عن الأنشطة الخلوية (الميتوكوندريا ، Golgi الجهاز ، الخ).. وأخيرا ، فإن خلية تحتوي نواة تحتوي على المادة الوراثية (في شكل الحمض النووي) محاط مزدوجة الأغشية.

الشكل 4 أدناه تمثل مختلف organelles من eukaryotic الخلية.

بنية الخلية من eukaryotic

بالإضافة إلى الهياكل وجدت في prokaryotic خلايا eukaryotes أخرى organelles تكون محددة وتشمل : النواة ، الميتوكوندريا ، endoplasmic الشبكة وتجويف في الخلية.

  • النواة :

نواة هيكل هو الذي يحتوي على المعلومات الجينية للخلية. انها محاطة اثنين الدهون داخل ثقب الأغشية التي تقع الكروموسومات. النواة الخلوية جميع أنشطة الرقابة والحفاظ على المعلومات الجينية من جيل الى آخر خلية.

  • مايتوكوندريا :

الميتوكوندريا هي organelles بيضوي الشكل ضمان تنفيذ التنفس الخلوي ، وتوفير الجزء الأكبر من الطاقة (اتحاد لاعبي التنس المحترفين) اللازمة لتشغيل الخلية.

  • Endoplasmic الشبكة :

فإن endoplasmic الشبكة الخلوية يرتبط الهياكل المسؤولة عن تركيب البروتينات والدهون (ريبوسوم في الحالة الأولى والأخيرة في الإنزيمات). حديثا تجميع هذه الجزيئات التي تدعمها endoplasmic الشبكة ، التي توفر وسائل النقل لجهاز Golgi حويصلات.

  • Golgi الجهاز :

فإن جهاز Golgi هو organelle ، وعادة ما تقع بالقرب من نواة ، والمشاركة في نضوج والبروتينات والدهون حديثا توليفها في الزنزانة لجعلها وظيفية. النضج وهذا يشمل بصفة خاصة القضاء على بعض المخلفات والكربوهيدرات بالإضافة إلى الكربوهيدرات جزيئات إضافية (كما هو الحال بالنسبة للغشاء والبروتينات والدهون ، وغالبا ما ترتبط جزيئات السكر). وهناك دور آخر للجهاز Golgi الفرز من الجزيئات والتشتت لمختلف المكونات الخلوية التي توجد فيها هذه الجزيئات ضرورية.

  • organelles أخرى :

فإن phototrophic eukaryotic الخلايا ، مثل الطحالب قد الجبيلة اليخضور التي تحول الطاقة من ضوء الشمس الى طاقة الكيميائية المستخدمة في صناعة السكر من خلال عملية التمثيل الضوئي. الاحتياطيات يتم إنتاجها وتخزينها في فراغات من هذه الخلايا.

eukaryotic بعض الخلايا يمكن أن يصبح استخدام النقال أو أهداب flagella (الحيوانات المنوية ، وعلى سبيل المثال). flagellum على أكثر تطورا بكثير من prokaryotes.

الطحالب

هذه الكائنات الدقيقة ، وأحادي أو متعدد الخلوي ، والإجابة إلى حد كبير في المياه العذبة أو المالحة والتربة. هذه الكائنات الحية القادرة على ضمان التغذية عن طريق التمثيل الضوئي (autotrophic) ، ويرجع الفضل في ذلك إلى أنها تحتوي على الكلوروفيل.

الطحالب أيضا مثل أصباغ carotenoids ، xanthophylls وتوفير phycocyanin تلوين ولعب دورا هاما في الكيمياء الحيوية.

الفطر

الفطريات هي كائنات eukaryotic النباتات ذات الصلة ، والتي تبرز بشكل خاص من خلال عدم التمثيل الضوئي التغذية.

الفطر قد أشكال حياة مختلفة جدا. أحادي الخلية هي أبسط ، ولكن معظمها متعدد الخلوي. تتغذى على المواد العضوية في البيئة عن طريق الإخفاء انزيمات "خلاصة" لمختلف المركبات العضوية التي تحيط بها والحد من ذوبان جزيئات صغيرة.

والفطريات الموجودة في التربة والنباتات ، والنباتات الانقاض الأشنة الطفيليات من الإنسان والحيوان والنبات.

تصنيف الفطريات ووصف أربعة phyla (فرع) الرئيسية : Oomycetes ، Zygomycetes ، الفطر زقي والدعاميات. قوالب والخمائر التي لها مصلحة كبرى في علم الأحياء المجهرية هي الغذاء والفطريات.

العفن

وجدنا القالب في مجموعتين رئيسيتين من الفطريات ، Zygomycetes (أقل الفطريات) والفطر زقي (عيش الغراب) في البداية ، والخيوط الفطرية للفطر (الفتائل التي تشكل mycelium) ليست معزولة ، فهي في ثوان (الشكل 5).

العفن

يمكننا أن نميز داخل Zygomycetes نوعان رئيسيان من مورفولوجيا للmycelium ، على أساس معايير مثل المتفرعة من الخيوط الفطرية للفطر وموقف sporocystes (كروية والهياكل التي تحتوي على الجراثيم). في قالب من جنس Rhizopus (مثل الخبز العفن الأسود ، Rhizopus nigricans) ، sporangia مرتبة في مجموعات من مضاعفات من الفتيلية دعا stolon ، كما أنها تتحمل rhizoids التي تقوم بدور "الجذور" لالفطر لتحديد الركازة. في مثل Phycomyces الأنواع ، وتوفير sporocystes يبدو تسودها الفوضى ، كما حدث عشوائيا من الخيوط الفطرية للفطر التي تشكل الشبكة.

قوالب للتعرف على أفضل مجموعة من الفطر زقي هي من genera Penicillium (مثل Penicillum notatum منه البنسلين) وAspergillus (مثل العفن المربى Aspergillum glaucum). Mycelium هؤلاء لا تغطي شبكة sporocystes ، ولكن acscopores (التي تحتوي على هيكل ascus الإنجابية خلايا الفطر زقي).

الخميرة

فطريات والخمائر هي عادة أحادي الخلية (بعض الخمائر قادرة على الطيران ، ولكن كاذبة متعددة) قادرة على التسبب في تخمير المواد العضوية الحيوانية أو النباتية.

هذه الكائنات الدقيقة ، وعادة بيضاوية الشكل ، وحوالي 6 إلى 10 ميكرون و 50 ميكرون ، وتتضاعف بحلول الناشئة أو scissiparity (انقسام الخلايا. فإنها غالبا ما تكون قادرة على انجاز sporulation أو في حالة سبات ولكن في ظروف غير ملائمة ، أو من أجل نشر.

خلال فترة عموما يشير إلى جنس Saccharomyces الخميرة (خميرة الخبز أو الخميرة). هناك العديد من أنواع أخرى من الخميرة. ولا سيما مع وجود المبيضات الإمراضية (المسؤول mycosis المعروف ب "المبيضات").

البروتوزوا

البروتوزوا أحادي الخلية هي الخلية خالية من الجدار (على خلاف الأعشاب البحرية) ، وبعضها يعيش في مستعمرات.

معظم البروتوزوا العيش في البيئة المائية ، والمحيطات والبحيرات والأنهار والبرك. يتفاوت طولها بين 2 و 70 ميكرون. تتغذى عن طريق ادخال البكتيريا وتفرز النفايات من جانب غيرها من الكائنات ، أو غيرها من الطحالب البروتوزوا.

معظم الأنواع المتنقلة ، وذلك بفضل التمديد (flagella) أو أجهزة مثل الشعر (الرموش) amiboïde أو التشريد ، والحركة المستمرة القائمة حول تشكيل pseudopods (تمديدات شكل قدم).

ممالك أخرى

المحطة الممالك (المصاهرة مع الطحالب) والحيوانات (مع النسب البروتوزوا) كما صنفت من بين eukaryotes. فهي لا تصنف الكائنات الدقيقة لأنها لا تعيش ولا تحدث في أحادي الخلية.

فيروس

الفيروسات هي أصغر الكائنات الحية الدقيقة. حجمها هو من أمر بضعة نانومتر ، ويمكن ملاحظة أن المجهر الالكتروني.

فهي تلزم الطفيليات جميع الخلايا الحية من الحيوانات والنباتات والجراثيم. النمو والانتشار لا يمكن أن يتم إلا ضمن خلية الحية ، بشكل عام ، وتدمير الخلايا المضيفة. من الفيروسات والطفيليات والبكتيريا ودعا bacteriophages (الشكل 6).

هيكل فيروس

الفيروسات تتكون من حمض نووي إما حمض (الرنا) أو الحمض الخلوي الصبغي (حمض) ، ويطلق قذيفة الحماية capsid ، الذي يتألف من البروتينات وحدها أو مع الكربوهيدرات وأحيانا يحيط بها غشاء البلازما من مجموعة الخلايا التي الفيروس.

حجم وظهور الفيروس متنوعة جدا. الكثير من فيروسات بسيطة جدا pseudosphere دون أي شكل من أشكال التماثل الذي يبلغ قطره يتراوح بين 60 و 300 نانومتر. أصغر حجما ، والتي هي على شكل icosahedral (المضلعات الجانبين والعشرين) ، وقياس ما بين 18 و 20 نانومتر على نطاق واسع. بعض bacteriophages تنفيذ ، بالإضافة إلى هذا الهيكل ، وهو نوع من الذيل يسمح لهم لضخ على الجينوم في البكتريا التي يصيبها. اطول الفيروسات الفيروسات العصا ، والبعض منها يمكن أن تصل إلى عدة ميكرون في الطول.

الفيروسات غالبا ما تكون من عوامل المرض وخفيفة أو شديدة. حاليا الآلاف من فيروسات تم تحديدها.

التغذية ونمو الكائنات الدقيقة

نمو الجراثيم بأنها زيادة في الخلايا المكونة ، ويمكن أن يؤدي إلى زيادة في حجم (حالة القالب ، على سبيل المثال) ، أو عدد من الكائنات الدقيقة (بكتيريا ، على سبيل المثال).

للنمو الكائنات الدقيقة تتطلب المياه والطاقة والنيتروجين ، والمعادن ، وربما من الأكسجين و / أو عوامل النمو (مادة العضوية اللازمة لنمو المشاريع الصغيرة الكائن الحي والتي لا يمكن تجميعها من قبل الأخير) لنموها. عوامل أخرى مثل الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة ، الإشعاع الكهرومغناطيسي ، ويكون لها أثر كبير على نمو الكائنات الدقيقة.

في حالة عدم وجود ظروف مواتية للنمو بعض الكائنات الحية الدقيقة يتم تحويله إلى شكل من أشكال المقاومة (الجراثيم) على الاستمرار في البقاء على قيد الحياة ، ولكن الازدهار. عندما تصبح ملائمة للبيئة ، والجراثيم تحويل الأشكال النباتية التي تتم خلال الحيوي في تحقيق النمو المتوازن لأكثر أو أقل سرعة.

ويتوقف ذلك على المصدر أن الكائنات الدقيقة تستخدم لالمغذيات ، وهناك عدة أنواع التغذية (الجدول 1).

 

الجدول 1 : متنوع التغذية أو التغذية
الطبقة الحاجة

طبيعة شرط

نوع التغذية

مصدر الطاقة

ضوء الإشعاع

Phototrophic

الأكسدة العضوية أو غير العضوية

الكيميائي

الإلكترون المانحة

المعادن

Lithotrophe

العضوية

Organotrophe

مصدر الكربون

تشكيل المعادن

Autotrophic

المركب العضوي

Heterotrophic

عوامل النمو

وليس من الضروري

PROTOTROPHS

اللازمة

Auxotrophs

رابطة من الكائنات الحية الدقيقة لسائر الكائنات الحية

بالاشتراك مع النباتات والحيوانات

كثير من الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة النباتات والحيوانات التي لديها علاقات تكافلية ، commensalism أو طفيلية.

التعايش هو وجود صلة بين العيش المستدامة ، وأنه استفاد الجميع. تساعد بعضها البعض ، لتغذية وحماية أو تتكاثر.

فإن commensalism هو نوع من الارتباط الطبيعي بين الكائنات الحية المضيفة التي توفر جزءا من نظامها الغذائي لcommensal إلا أنه من الواضح عدم مساهمة هذه الأخيرة (العلاقة لصالح غير القائمة على المعاملة بالمثل) .

التطفل هي العلاقة بين اثنين من الأنواع المختلفة من الكائنات التي تعيش شريك واحد على حساب آخر (البلد المضيف). التطفل يضر المضيف.

هناك بعض الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض على النباتات والحيوانات التي هي المرتبطة بها.

التفاعل بين الكائنات الحية الدقيقة

التفاعل بين مختلف الكائنات الدقيقة يمكن أن تختلف :

  • فإن métabiose : خلافة نفسه على البيئة والكائنات الدقيقة ، وتمهيد السبيل ليلي ، ثم توقف الضرب ويختفي نهائيا.
  • تكافل : التنمية والبيئة ، ونفس في الوقت نفسه عدة أنواع الجراثيم ، وهذه الأنواع متداعمة.
  • فإن Antibiosis : هناك عدة أشكال :
    • المنافسة ، مع عدد من والفوعة الأنواع الأكثر قتال الاحتلال وسط ، يصبح غير مأمون للتنمية الأنواع أقل.
    • كبت من قبل المضادات الحيوية.
    • قبل التطفل : bacteriophages ، أو الفيروسات بما في ذلك توسيع هي 25 إلى 100 مرة أسرع من البكتيريا.

أظف تعليقك على الموضوع

Plain text

  • لا يسمح بوسوم HTML.
  • تفصل السطور و الفقرات تلقائيا.
  • تتحول مسارات مواقع وب و عناوين البريد الإلكتروني إلى روابط آليا.