باکتری ها

باکتِری ها (bacteria)
باکتِری ها
باکتِری ها
موجودات ذره بینی تک یاخته ای فاقد هسته. باکتری ها، مانند قارچ ها و ویروس ها، موجوداتی ذره بینی اند. این موجودات را به سبب کوچکی شان فقط با میکروسکوپ می توان دید. باکتری ها به علت فقدان هسته ساده تر از یاخته های جانوران، گیاهان، و قارچ هایند. باکتری ها در همه جا به وفور یافت می شوند و به صورت انگل در سطح یا درون بدن سایر موجودات زنده نیز به سر می برند. برخی باکتری های انگل با تولید سم موجب بیماری می شوند، ولی برخی دیگر بی ضررند و حتی به میزبان خویش سود می رسانند. باکتری ها معمولاً از راه تقسیم دوتایی، تقسیم به دو بخش مساوی، تولیدمثل می کنند. این تقسیم هر بیست دقیقه یک بار رخ می دهد. تا ۱۹۹۸، فقط ۴هزار گونه باکتری شناخته شده بود، گرچه باکتری شناسان اعتقاد دارند که حدود ۳میلیون گونه باکتری وجود دارد. وجود برخی از انواع باکتری ها در تعدادی از فرآیندهای غذایی و صنعتی ضروری است. برخی دیگر از باکتر ی ها در چرخۀ نیتروژن، که باروری خاک را حفظ می کند، نقش اساسی دارند. باکتری ها با تجزیۀ بقایای پیکر جانوران و گیاهان مرده نخستین موجود زندۀ زنجیرۀ غذایی اند. این عمل به بازیافت مواد غذایی در طبیعت کمک می کند. باکتری ها را در سطح ژلۀ آگار، درون ظروف کشت آزمایشگاه، پرورش می دهند و به همین وسیله آن ها را دقیقاً مطالعه می کنند. این مطالعات منجر به توسعۀ آنتی بیوتیک هایی شد که موجودات ذره بینی دیگر، ازجمله باکتری ها، را از بین می برند، یا از رشد آن ها جلوگیری می کنند. برخی آنتی بیوتیک ها، مانند پنی سیلین، علیه طیفی از باکتری ها و در موقعیت های متعدد مؤثرند، در حالی که سایر آنتی بیوتیک ها کاملاً اختصاصی اند. نئومایسین سولفاتاختصاصاً علیه باکتری های عامل عفونت در گوش میانی فعال است. با این همه، تعداد باکتری هایی که به آنتی بیوتیک ها مقاوم اند رو به افزایش است. برای ازبین بردن باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک لازم است آنتی بیوتیک های جدید کشف شوند، ولی این فرآیند به کندی پیش می رود. در ۱۹۲۸، اَلگزاندر فلمینگپی برد که نوعی قارچ در حال رشد روی محیط کشت آگار موجب توقف رشد باکتری ها شده است. دَه سال بعد، هوارد فلوریو ارنست چِین ماده ای شیمیایی را جدا کردند که بر باکتری ها مؤثر بود. این ماده پنی سیلین، اولین و پراستفاده ترین آنتی بیوتیک برای درمان بیماری های باکتریایی، بود. این آنتی بیوتیک و شکل های تغییریافتۀ آن موجب شفای میلیون ها نفر از مردم شده است. پیش از دسترسی به پنی سیلین، بسیاری از مردم از زخم های آلوده به باکتری می مردند.
گندزداها و ضد عفونی کننده ها. موادی شیمیایی اند که موجب کشتن باکتری ها شده یا از رشد آن ها در سطوح، مانند سطوح لوازم پزشکی و پوست، جلوگیری می کنند. انواع خاصی از باکتری ها در بسیاری از فرآیندهای غذایی و صنعتی حیاتی اند. از باکتری ها برای تجزیۀ پسماندها، مانند فاضلاب، برای تولید کره، پنیر و ماست، به عمل آوردن توتون، دباغی چرم، و حتی برای استخراج کانی ها استفاده می کنند. به سبب توانایی برخی از باکتری ها در حمله به فلزات، از آن ها برای پاک کردن کشتی ها و زنگ زدایی مخازن استفاده می کنند. آنزیم های حاصل از باکتری ها، به ویژه باکتری هایی که در مناطق گرم رشد می کنند، به فراوانی در صنعت استفاده می شوند. پاک کننده های زیستی آنزیمی مشابه دارند که پروتیئن را تجزیه می کند و در آب گرم ماشین رخت شویی دوام می آورد. چندین گونه از باکتری های معدۀ نوعی نهنگ قادرند مواد آلوده کننده را هضم کنند. کاربرد باکتری ها نیز در مهندسی ژنتیک معمول است.
ساختار. باکتری ها نوعی دی اِن اِی حلقوی بزرگ دارند که گاهی کروموزوم باکتریایی خوانده می شود. به علاوه، غالباً قطعات حلقوی کوچکی از دی اِن اِی، معروف پلاسمید، دارند که اطلاعات ژنتیکی اضافی را در خود نگه می دارد. این پلاسمیدها به آسانی از یک باکتری به دیگری، حتی به باکتری هایی از گونۀ متفاوت، منتقل می شوند. به عبارتی، پلاسمیدها انگل های درون یاختۀ باکتریایی اند و به سبب رمزگذاری خصوصیاتی که به بقای میزبان کمک می کند حفظ می شوند. برخی پلاسمیدها میزبانشان را نسبت به آنتی بیوتیک مقاوم می کنند.
طبقه بندی. باکتری ها را اکنون بر پایۀ خواص زیست شیمیایی طبقه بندی می کنند، ولی شکل های متنوع آن ها نیز راهی برای طبقه بندی اولیه و تقریبی به دست می دهد. مثلاً، کوکوس ها باکتری هایی کروی یا بیضوی، باسیل هااستوانه ای شکل، اسپیرالها مارپیچی، و ویبریوهاباکتری هایی به شکل کامایند. نوعی باکتری، با نام علمی Gemmata obscvriglobuc، یافت شده است که استثنائاً هسته دارد. باکتری ها را همچنین به دو ردۀ بزرگ گرم مثبت و گرم منفی، براساس واکنش آن ها به برخی رنگ ها در رنگ آمیزی میکروسکوپی، تقسیم بندی کرده اند. روش رنگ آمیزی که به افتخار کاشف آن، باکتری شناس دانمارکی، هانس گرم، رنگ آمیزی گرم نامگذاری شده است، باعث می شود پزشکان به سرعت بسیاری از باکتری ها را شناسایی کنند.
محیط. باکتری ها معمولاً در دماهای بالای ۱۰۰ درجۀ سلسیوس، که معمولاً برای پاستوریزه کردن به کار می رود، زنده نمی مانند، ولی برخی که در جریان های گرم اعماق اقیانوس آرام شرقی زندگی می کنند، دماهایی تا ۳۵۰ درجۀ سلسیوس را تحمل می کنند. Thermus aquatius یا تکدر آب های جوشان چشمه های آب گرم رشد می کند و آنزیم حاصل از آن را در مهندسی ژنتیک برای تکثیر میلیون ها نسخه از هر توالی دی اِن اِی به کار می برند. این تکثیر طی واکنشی صورت می گیرد که نیازمند دماهای بسیار بالاست.
برهم کنش باکتری ها. برخی باکتری ها بر رشد سایر باکتری ها تأثیر می گذارند. باکتری های اسید لاکتیک شرایط را برای باکتری های سالمونلانامطلوب می سازند. سایر سویه ها نیسینمی سازند که از رشد باکتری های لیستریاو باکتری مواد بوتولیسمجلوگیری می کند. در صنایع غذایی، برنامه هایی در دست اجراست که سویه های قوی باکتری های اسید لاکتیک تولید و از سمیّت مواد غذایی جلوگیری کنند. بنا به برآوردها، ۹۹ درصد از باکتری ها به جای کلنی های تک گونه، به شکل زیست فیلمزندگی می کنند. زیست فیلم ها پرگنه های پیچیده ای متشکل از تعدادی از گونه های متفاوت باکتری هایند که در لایه ای از مخاطی قرار می گیرند که باکتری آن را تولید می کند. قارچ ها، جلبک ها، و تک یاخته های جانوری نیز ممکن است در این زیست فیلم ها زندگی کنند.
باکتری های پیش از تاریخ. در ۱۹۹۵، دانشمندان امریکایی هاگ هایی باکتریایی با عمر ۴۰میلیون سال، متعلق به زنبورهای سنگواره ای، را جدا کردند و با موفقیت کشت دادند. در سال ۲۰۰۰، هاگ هایی باکتریایی از شوره زارهای نیومکزیکوی ایالات متحد امریکا جدا شدند و باکتری شناسان امریکایی آن ها را کشت دادند. باکتری های Bacillus Permians ۲۵۰میلیون سال قدمت داشتند. امید می رود که باکتری های پیش از تاریخ منبع جدید مواد صنایع دارویی باشند. در این میان، هر باکتری که به بیماری زاهای مضر کنونی شباهت داشته باشد، تخریب خواهد شد.