همه چیز درباره زندگی باکتری ها

باکتری چیست؟

باکتری ها موجودات تک سلولی هستند که تمام آنچه که برای ادامه حیات خود نیاز دارند را دارا می باشند. این موجودات که به صورت تکی باکتریوم نامیده می شود، جزء دسته سلول های پروکاریوتی هستند. یعنی سلولی است که فاقد هسته و اندامک می باشد و ماده ژنتیکی آن در داخل سلول آزادانه می چرخد. در قرن ۱۷ میلادی بود که برای بار اول آنتونی فیلیپس فان لیوونهوک توانست باکتریها را با نمونه گیری از دهان خود شناسایی کند که به پدر علم میکروب شناسی نیز شهرت یافت. در همه جای کره ی زمین باکتریها وجود دارند و بدون آن ها امکان زندگی برای انسان ها امکان پذیر نیست.

باکتریها به شکل میله ای، مارپیچی و یا کروی هستند.

عملکرد مفید باکتری ها در طبیعت :

علاوه بر این که بیشتر باکتری ها باعث ایجاد بیماری می شوند، ولی بسیاری از آن ها دارای نقش های ارزشمد و مفید در طبیعت هستند. به عنوان مثال باکتریها در فرآیند تثبیت نیتروژن ، تبدیل نیتروژن اتمسفر به شکلی که مورد نیاز گیاهان است، دخالت می کنند. در موردی دیگر، برخی از باکتریها در زندگی همزیستی با دیگر ارگانیسم ها هستند و در این نوع زندگی هر دو طرف از وجود هم بهره می گیرند. از طرفی مواد دفعی موجودات زنده می تواند توسط باکتریها بازیافت شود. یک سری باکتریهایی هستند که در هضم غذا، یا برخی در تصفیه فاضلاب، برخی در تولید مواد غذایی و مواد دارویی نقش دارند.

تثبیت نیروژن توسط باکتری ها در طبیعت

 ساختار سلولی :

باکتری ها همان طور که گفته شد جزء سلول های پروکاریوتی است، بنابراین این سلول ساده دارای اندامک هایی که غشا داشته باشند مانند هسته، میتوکندری و کلروپلاست نیستند.

داخل سلولی :

 سیتوپلاسم در داخل سلول دارای یک سیستم کلوئیدی اسفنجی بوده و حاوی آب نمک و مواد محلول است. در داخل سلول باکتریها ریبوزوم ها و یک کروموزوم  فشرده و پیچ خورده وجود دارد. همچنین داخل آن ها وزیکول های گازی، ذخیره کننده های مواد مغذی و یا اندامک هایی می باشد که به باکتری های مغناطیسی برای جهت یابی کمک می کنند چون این اندامک ها دارای یک سری کریستال های مغناطیسی هستند. همه ی مواد داخل سلولی توسط دو لایه ای از جنس لیپید با پروتئین احاطه شده که اگر این غشا نباشد، سلول با خارج شدن محتویات آن به بیرون، خواهد مرد.

دیواره سلولی :

چون غلظت مواد داخل باکتریها نسبت به محیط بیرون زیاد است، به همین دلیل علاوه بر دیواره ی غشا، این سلول ها توسط دیواره ی کلفت دیگری با ضخامت بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ نانومتری، احاطه شده است. این دیواره به باکتریها شکل می دهد.

نکته:

در ساختار برخی باکتریها ممکن است کپسول (از جنس ژلاتین بوده و دیواره سلولی را پوشانده)، تاژک (وسیله حرکتی باکتریها)، تار یا پیلی (با چسبیدن به باکتریهای دیگر میکروب منتقل می کند) وجود داشته باشد.

ساختار سلولی باکتری

انواع باکتری ها :

بر اساس تفاوت در ساختار دیواره ی آن ها می توانند به دو دسته ی گرم مثبت و گرم منفی تقسیم شوند. باکتریهای گرم منفی که با رنگ آمیزی گرم، به رنگ صورتی در می آیند دارای غشای لیپوپلی ساکاریدی و یک لایه ی نازک پپتیدوگلیکان هستند. این باکتریها، حساس نسبت به آنتی بیوتیک ها هستند. باکتریهای گرم مثبت که در رنگ آمیزی گرم، بنفش می شوند، پوشش باکتریهای گرم منفی را ندارند ولی در دیواره سلولی خود دارای اسیدهای تیکوئیک و یک پپتیدوگلیکان کلفت دارند. این باکتری ها در مقابل آنتی بیوتیک ها مقاوم هستند.

باکتری گرم مثبت و گرم منفی

 باکتری گرم منفی هوازی 

سودوموناس آئروژینوزا

باکتری گرم منفی بی هوازی 

هموفیلوس آنفولانزا

مثال هایی از باکتری گرم مثبت

استرپتو کوکوس

استافیلوکوکوس

تکثیر و تولید مثل باکتری ها

باکتریها برای بقا نیاز به تولید مثل و تکثیر دارند همان طور که همه ی جانداران برای بقا، این عمل را انجام می دهند. باکتریها وقتی به اندازه ی کافی بزرگ شده و ژنوم آن ها برای دو باکتری کافی باشد می توانند این کار را از طریق شکافت یاخته و بدون نیاز به جفت، انجام دهند. وقتی باکتری ها تقسیم شده و به دو باکتری کاملا مشابه با خصوصیات ژنتیکی کاملا یکسان تبدیل می شوند، هیچ تنوع زیستی را در پی نخواهند داشت. اما در روش تولید مثلی دیگری که باعث ایجاد تنوع زیستی و ژنتیکی در باکتری ها می شود، ماده ی ژنتیکی از طریق لوله ای که پیلوس جنسی نام دارد از باکتری مثبت به یک باکتری منفی وارد می شود.

تولید مثل باکتری ها

 مواد غذایی مورد نیاز باکتری ها 

باکتریها نیز برای زنده ماندن احتیاج به مواد غذایی دارند. بر این اساس یک دسته به نام باکتریهای اتوتروف هستند که برای زنده ماندن و تولید انرژی، از آب، نور و مواد شیمیایی استفاده می کنند. سیانوباکتریها نمونه ای از این باکتری ها هستند که نور خورشید را به اکسیژن تبدیل می کنند. اما دسته ای دیگر از باکتریها به نام هتروتروف ها هستند مانند باکتریهای تجزیه کننده محیطی که برای زنده ماندن از مواد آلی استفاده می کنند. به طور کلی می توان گفت هر ماده ای که جزء مواد دفعی برای انسان هاست، مورد مصرف برای باکتریها خواهد بود.

طبقه بندی باکتری ها

باکتریها را از لحاظ شکل و ساختار طبقه بندی می کنند. بر طبق اولین دسته بندی بر اساس ریخت شناسی، باکتریها به چهار دسته ی باسیلی (میله مانند)، کوکوسی (کروی)، اسپریلوم (مارپیچی) و ویبریو (میله ای خمیده) تقسیم شدند. بعد از اینکه رنگ آمیزی گرم روی باکتریها توسط «هانس کریستین گرم» انجام شد، بر اساس خواص دیواره سلولی، باکتریها را به چهار دسته گراسیلی کوت، فرمی کوت، مولی کوت و مندوزی کوت تقسیم کرد. اساس طبقه بندی باکتریها مدام در حال توسعه است طوری که باکتریها بر اساس متابولیسم آن ها و ترکیب شیمیایی سلولی نیز طبقه بندی شده اند.

ریخت‌شناسی و آرایش گروهی باکتری‌ها

باکتریهای مضر برای انسان

باکتری ها در همه جا حتی در بدن انسان ها حضور دارند و توسط هوا به همه جا منتقل می شوند و در جاهایی که شرایط برای تکثیر آن ها مهیا باشد رشد می کنند. برخی از باکتریها در دسته ی پاتوژن ها (ذرات بیماری زا) قرار می گیرند و باکتری های سرماخوردگی و طاعون نمونه ای از آن هاست. همین طاعون (باکتری میله ای شکلی که با نیش کک، موش و خرگوش به انسان ها منتقل می شود) در زمانی که هنوز آنتی بیوتیک ها ساخته نشده بودند، جان بیش از ۱۰۰ میلیون انسان را گرفت. بیماری های دیگری مانند وبا، مننژیت، حصبه، ذات الریه همچنین بعضی از انواع گلودردها نیز از این نوع پاتوژن ها هستند. باکتریهای بیماری زا از راه هوا، غذا، آب و حتی حشرات منتقل می شوند. سالمونا (عامل عفونت روده گوساله) و آنتراکس (باکتری کشنده در گاو گوسفند) نمونه هایی از باکتریهای مضر هستند.

باکتری آنتراکس

باکتری سالمونلا

باکتریهای مفید

از مهمترین باکتریهای مفید باکتریهایی هستند که درتجزیه اجساد جانداران نقش دارند. این باکتریها مواد مغذی مورد نیاز برای چرخه ی مواد غذایی را فراهم کرده و با تجزیه و تبدیل این مواد آلی، موادی تولید می کنند که دارای نیتروژن و کربن است و غذای مورد نیاز گیاهان می باشد. باکتریهایی هستند که می توانند بسیاری ترکیبات آلی را به مواد معدنی تبدیل کنند و یا برخی از انواع باکتریها باعث هضم هیدروکربن ها در نفت می شوند و یا باکتری هایی که از آلوده شدن دریاها توسط نفت جلوگیری می کنند.

همچنین از مهمترین باکتری های مفید، آن هایی هستند که در فرآیند تثبیت نیتروژن نقش دارند. در این فرآیند نیتروژن اتمسفر به شکل نیترات یا آمونیاک تبدیل می شود که بتواند به راحتی توسط گیاهان مورد استفاده قرار گیرند. وجود باکتریها در صنایع غذایی برای تهیه ی پنیر، ترشی، کلم ترش و… (غذاهای تخمیر شده) به همراه کپک ها و مخمرها مورد نیاز است. بعد از مصرف غذا توسط انسان، باکتری هایی هستند که با شکستن آن ها (مخصوصا نان، ذرت، سیب زمینی و…) به ذرات کوچکتر به هضم این مواد کمک می کنند.

باکتری های مفید روده یکی از ضروری ترین باکتری ها برای انسان

تعداد زیادی باکتری در روده انسان زندگی می کنند که به آن ها فلور روده گفته می شود. برخی از این باکتری ها مفید و برخی دیگر مضر هستند. اگر میزان باکتری های مضر روده از باکتری های مفید روده بیشتر شود فرد در معرض ابتلا به بیماری های مختلف قرار می گیرد. از این بیماری ها می توان به چاقی، سرطان و مقاومت روده اشاره کرد. بر هم خوردن تعادل باکتری های روده در بروز افسردگی و اضطراب نیز موثر است.
باکتری های مفید روده به حفظ سلامت دستگاه گوارش کمک کرده و باکتری های مضر و سایر عوامل بیماری زا را از بین می برند. این باکتری ها در تولید اسیدهای چرب کوتاه زنجیره و ویتامین K نقش دارند. یکی از عوامل مهمی که می تواند به حفظ فلور طبیعی روده کمک کند پیروی از  رژیم غذایی سالم است.
مصرف میوه ها، سبزیجات و غلات کامل نقش مهمی در افزایش تنوع فلور روده دارد. فیبر موجود در این دسته از مواد غذایی میزان باکتری های مفید روده را افزایش می دهد. در مقابل، رواج رژیم غذایی غربی که سرشار از غذاهای پرچرب و شیرین می باشد تاثیر منفی بر فلور روده دارد. معمولاً افرادی که رژیم غذایی غربی دارند کمتر از مقادیر توصیه شده از غذاهای حاوی فیبر استفاده می کنند.

باکتری های مفید روده

تفاوت ویروس ها و باکتریها

ویروس ها و باکتری ها از لحاظ بیولوژیکی باهم تفاوت دارند. باکتریها جزء موجودات زنده بوده و دارای سلول هستند و تمام مواد مورد نیاز برای حیاتشان را خودشان به طور مستقل دارند. برخی از باکتریها همان طور که در بالا نیز گفته شد، مضر و برخی دیگر مفید هستند. اما ویروس ها در مقایسه با باکتریها، اول این که جزء موجودات زنده دسته بندی نمی شوند و دارای هسته و اندامک نیستند، به عبارتی سلول نیستند و برای ادامه حیات و رشد خود به سلول های دیگر محتاج هستند. ویروس ها از باکتریها خیلی کوچکتر هستند و عامل بیماری زا و عفونی می باشند و هیچ وجود مفیدی ندارند.

ویروس و باکتری