طبقه بندي باكتري ها

نام علمی باکتری ها همچون نام علمی دیگر موجودات زنده دو قسمتي است. ابتدا نام جنس (Genus) و به دنبال آن نام گونه (Species) مي آيد. در زبان انگلیسی حرف اول نام جنس همیشه بزرگ و حرف اول نام گونه کوچک نوشته می شود. نام علمی باکتری ها همچنین در متون انگلیس کج (ایتالیک) نوشته می شود (برای مثال: Echerchia coli ).

باكتري ها اساساً بر اساس تفاوت هاي مورفولوژيكي و بيو شيميايي-  متابوليكي تقسيم بندي مي شوند، اما در عین حال ممکن است از ويژگي هاي ايمونولوژيك (سرولوژی) و نیز ژنتيكي در طبقه بندي آنها استفاده شود. در میکروب شناسیپزشکی گاهی باکتری ها بر حسب اندامی که محل اصلی عفونت زایی آن هاست طبقه بندی می شوند.

شکل باکتری ها

باکتری های تک سلولی ساده هستند و به اشکال کروی یا کوکسی، میله ای یا باسیل، باسیل کوتاه یا کوکوباسیل، باسیل خمیده یا ویبریون و مارپیچی یا اسپریل وجود دارند. اشكال اسپريل به شكل ويرگول  یا s-شكل يا فنري شكل  هستند. معدودی از باکتری ها هم که فاقد دیواره هستند شکل ثابتی ندارند (مثل ژل) و پلئومورف خوانده می شوند.

باكتري پس از تكثير با تجمع در كنار هم الگوهاي پيچيده اي مثل کوکسی های دوتايي(ديپلوكوك)، کوکسی های زنجیره ای، (استرپتوکوک)، کوکسی های خوشه اي (استافیلوکوک)، باسیل های زنجیره ای (استرپتو باسیل)، رشته اي (فیلامنتوس) و یا باكتري هاي منفرد را ايجاد مي كند.

شکل1-1-2) اشکال مختلف باکتری ها

اندازه ی باکتری ها

اندازه ی کوکوس ها معمولا بین 75/0 تا 5/1 میکرومتر است. باسیل ها از نظر اندازه متنوع هستند و ممکن است از 5 تا 8 میکرومتر طول و 1 تا 5/1 میکرومتر عرض (مانند باسیل مولد سیاه زخم) تا باسیل های کوچک، مانند هموفیلوس ها که 75/0 تا 5/1 میکرومتر طول و 2/0 تا 3/0 میکرومتر عرض دارند دیده شوند. یاکتری های مارپیچی ممکن است به طول 5 تا 50 میکرومتر و ضخامت 1/0 تا 5/0 میکرومتر باشند.

ساختمان واجزاء ساختمانی باکتری ها

باکتری ها از نظر تکاملی قدیمی ترین گروه موجودات زنده هستند و قدمت آنها به سه بیلیون سال پیش می رسد. به همین دلیل از یک ساختار سلولی ساده برخوردارند که به آن پروکاریوت می گویند. در مقابل سلول های دیگر موجودات زنده تکامل یافته تر هستند و یوکاریوت نام دارند. اندامک هایی که در سلول های یوکاریوتیک موجود است و عمدتا شامل شبکه آندوپلاسمیک، دستگاه گلژی، میتوکندری،  لیزوزوم، کلروپلاست (در گیاهان) و واکوئول می باشد در باکتری ها دیده نمی شود. اجزای یک سلول پروکاریوتیک در زیر بیان می شود:

1. سيتوپلاسم و اجزاي سيتوپلاسمي:

سيتوپلاسم قسمت اصلي سلول باكتري است. زيرا مركز فعل و انفعالات حياتي باكتري است. ماتريكس سيتوپلاسم از يك سيستم كلوييدي تشكيل شده است كه در آن آب و مواد آلي و غير آلي از قبيل اسيد ريبونوكلئيك، فسفوليپيد،گلوسيد، پروتئين،ريبونوكلئات منيزيوم و يون هاي معدني وجود دارد. تعدادي اندامك در ماتريكس شناورند كه شامل هسته ،ريبوزوم ها و گرانول ها هستند. مزوزوم ها نيز كه از فرورفتگي پرده سيتوپلاسمي به داخل سيتوپلاسم حاصل مي شوند در پيرامون سيتوپلاسم ديده مي شود. مزوزوم ها در باكتري هاي گرم مثبت بزرگتر از گرم منفي ها هستند.

ريبوزوم ها(Ribosomes) . ريبوزوم ها دانه هاي سيتوپلاسمي به قطر 10 تا 20 نانومتر اند كه  حاوي 40% پروتئين  و 60% RNA مي باشند. ريبوزوم ها مركز پروتئين سازي  سلول محسوب مي شود. محققان بوسيله ميكروسكوپ الكتروني توانسته اند ده ها هزار ريبوزوم در سيتوپلاسم باكتري مشاهده كنند. در باكتري هاي در حال فعاليت تعدادي ريبوزوم توسط يك رشته RNA به يكديگر متصل مي شوند و ايجاد پلي زوم مي نمايند. باکتری ها دارای ريبوزوم هاي كوچكتر(70S) از سلول های یوکاریوت ((80S هستند. ريبوزوم های باكتريايي از دو ساب يونيت (50S) و (30S) ساخته شده اند .اين اعداد مربوط به سرعت رسوب گذاري آنها  (Sedimentation) است. آنتي بيوتيك هايي مثل اريترومايسين و تتراسايكلين براي حمله به باکتری، ریبوزوم ها را هدف قرار می دهند. اريترومايسين به ساب يونيت 50S اتصال می یابد و پروتئین سازی را مختل می کند، ولي تتراسايكلين سنتز پروتئين را در ساب يونيت 30S مهار مي كند .

گرانول ها  يا دانه ها ي سيتوپلاسمي(Granules) . در بسياري از باكتري ها ذرات كروي در سيتوپلاسم مشاهده مي شود كه نقش انبار سلولي در ذخیره ی مواد غذايي را به عهده دارند. اين اندامك ها جزء لازم ساختمان باكتري است. زماني كه باكتري  مواد غذايي در دسترسي دارند اندامك ها  به حداكثر اندازه مي رسند  و زماني كه باكتري با كمبود مواد غذايي مواجه است گرانول ها به حداقل اندازه خود مي رسند و يا حتي ناپديد مي شوند. هر نوع گرانول ماده غذايي خاصي را ذخيره مي كنند. به عنوان مثال، بسياري از باكتري هاي دهان گرانول هاي  حاوي گليكوژن دارند كه گرانول هاي گلوسيدي ناميده مي شوند. برخي از باكتري هاي ساكن در چشمه هاي آب گرم  داراي گرانول هاي  گوگردي دارند. باكتري هاي چربي دوست نيز غالبا گرانول هاي ليپيدي دارند. بعضي باكتري ها حاوي چندين نوع گرانول هستند.

هسته (Nucleous). هسته مركز كنترل باكتري و حاوي اطلاعات ژنتيكي است و هستك و غشاي هسته ندارند. در واقع در جايگاه هسته  فقط يك مولكول اسيد دزوكسي ريبونوكلئيك  وجود دارد كه كروموزوم نام دارد. بنابراين هر باكتري فقط يك كروموزوم دارد. اين مولكول دايره اي شكل است اما بر روي خود پيچ خورده و به شكل كلاف درامده است. طول آن درحدود يك ميليمتر و قطر ان 20 تا 60 آنگستروم است.  DNA از طريق مزوزوم به غشای سيتوپلاسمي متصل است. باکتری ممکن است همچنین در سیتوپلاسم خود حاوی حلقه ها ی کوچکی از DNA دو رشته ای باشد که پلاسمید گفته می شود. پلاسمید ها حاوی اطلاعات غیر ضروری، اما سودمند برای بقای باکتری هستند. بسیاری از ژن های مقاومت به آنتی بیوتیک ها در پلاسمید ها جای گرفته اند.

  شکل 2-1-2) ساختمان یک سلول باکتری

2.     غشاي سيتوپلاسمي:

داخلی ترین لایه در جدار یک سلول باکتری، غشای سیتوپلاسمی است. سطح خارجی غشای سیتوپلاسمی را در قریب به اتفاق باکتری ها دیواره سلولی می پوشاند. در بعضی از باکتری ها ممکن است در سطح خارجی دیواره، لایه سومی به نامکپسول دیده شود.

غشای سلولی/ سیتوپلاسمی (Cell/cytoplasmic membrane)

  ساختمان فسفو لیپیدی و دو لایه ی غشای سلولی در باکتری ها بسیار به غشای سلولی یوکاریوت ها شبیه است. در عین حال پروتئین غشاء سیتوپلاسمی در باکتری ها از سلول های پستانداران زیادتراست. موادشیمیایی تشکیل دهنده ی پرده ی سیتوپلاسمی در حدود 60 تا 70 درصد پروتئین و 20 تا 30 درصد لیپید است که درآن مقدارزیادی فسفاتید وجود دارد و مقدارمواد قندی آن کم است. درغشاء سیتوپلاسمی  پروکاریوت ها استرول وجود ندارد.

در بسیاری از باکتری ها خصوصاً در باکتری های گرم مثبت، رشته های کیسه مانند از غشای سیتوپلاسمی به داخل سیتوپلاسم می رود که مزوزوم نام دارد.

اعمال غشاء سیتوپلاسمی عبارتند از:

1- قابلیت نفوذ انتخابی : درانتقال مواد به داخل سلول که ممکن است همراه با مصرف انرژی (انتقال فعال) یا بدون مصرف انرژی  (انتقال غیر فعال) باشد.

2- جایگاه واکنش های تنفسی : آنزیم های تنفسی (خصوصاً فسفریلاسیون اکسیداتیو) و سیتوکروم های مختلف (در زنجیره های انتقال الکترون) در داخل غشاء سیتوپلاسمی (بخصوص مزوزوم ها) واقعند.

3- دفع اگزوآنزیم ها و اگزوتوکسین ها : مولکول های کوچک مانند اسیدهای آمینه، نوکلئوزیدها و بعضی قندها نظیرگلوکز از غشاء وارد سلول می شوند. جذب این مواد ممکن است بصورت فعال (اکتیو) یا غیر فعال (پاسیو) انجام گیرد. اما ماکرو مولکول ها نمی توانند به راحتی از غشاء بگذرند. باکتری به منظور تبدیل ماکرومولکول ها به مولکول های ساده ی قابل جذب، اگزوآنزیم ها را ترشح می کند (در جانوران عالی این آنزیم ها به درون روده ریخته می شود). پروته آز، لیپاز، پلی ساکاریداز، آلکالن فسفاتاز و پنی سیلیناز نمونه هایی از اگزوآنزیم هاست.

4- جایگاه واکنش های بیوسنتز: غشای سیتوپلاسمی درعمل تقسیم سلولی نقش مهمی به عهده دارد و کلیه آنزیم ها و مولکول های ضروری برای بیوسنتز دیواره ی سلولی، لیپیدهای غشاء، قسمت های خارج سلول و همانند سازی DNAدرغشاءسیتوپلاسمی واقعند(طبق شواهد امر در مزوزوم هایی که DNA به آن ها متصل است.)