معلومة

تخزين البكتيريا

تخزين البكتيريا


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لماذا يتم تخزين سلالات البكتيريا عندما تكون غير نشطة (مجمدة)؟ ما هي مشكلة تخزين الثقافات النامية لفترات طويلة؟


بصرف النظر عن التعليق القائل بأن الخلايا المجمدة تتطلب صيانة يدوية ونفقات أقل (وهي ميزة إضافية كبيرة) ، يمكن للثقافات النشطة إعادة ترتيب / إعادة تجميع البلازميدات المسببة للطفرات والحذف (خاصة في حالة الإدخالات السامة). على سبيل المثال ، راجع هذا المقال:

Peijnenburg AA ، Bron S ، Venema G. 1987. عدم الاستقرار الهيكلي للبلازميد في إعادة التركيب - وسلالات ناقصة الإصلاح من العصوية الرقيقة. بلازميد 17 (2): 167-170.


على الرغم من وجود مزرعة بكتيرية على طبق بتري أو مزرعة منحدرة أو طعنة في بيئة مغلقة وقد تبدأ بصحة جيدة ، بمرور الوقت ، سينخفض ​​عدد الخلايا القابلة للحياة إلى الصفر مع استخدام العناصر الغذائية. الهدف من الحفاظ على الثقافات في حالة التجمد هو إبطاء عملية التمثيل الغذائي ، وفيما يتعلق بذلك ، معدل وفاتها بحيث عند إعادة النظر في الثقافة ، لا تزال بعض الخلايا قابلة للحياة ومتاحة للزراعة. يمكن أن تكون أسباب موت الخلايا عديدة ، ولكن في كل حالة تستند إلى الكيمياء المتأصلة في الخلايا وبيئتها. إذا كان من الممكن إبطاء التفاعلات الكيميائية الضارة أو إيقافها ، فستظل الثقافة الكلية قابلة للحياة لفترة أطول من الوقت.

كقاعدة عامة ، تزداد فترة التخزين الصالحة للبكتيريا مع انخفاض درجة حرارة التخزين. بمجرد أن تكون درجة الحرارة أقل من نقطة التجمد ، فإن المواد الواقية من التجمد ضرورية لتقليل تلف الخلايا الناجم عن عملية التجميد.

بالإضافة إلى التعليقات والإجابات الأخرى ، تميل أنابيب الحفظ بالتبريد إلى أن تكون أصغر بكثير وتشغل مساحة أقل بكثير من صفيحة أجار أو ثقافات طعنة.

فيما يلي جدول يوضح فترات التخزين التقريبية في ظروف مختلفة:

مصادر:
OPS التشخيص
Thermo Fisher - تخزين العينات البكتيرية لتحقيق الفعالية المثلى


العمل العملي للتعلم

ملاحظات حول الحفاظ على ثقافات المخزون ، وإعداد الثقافات المتنامية بنشاط لاستخدامها من قبل الطلاب.

ثقافات الأسهم

بدلاً من إعادة الشراء عند الحاجة ، قد يكون من الملائم الحفاظ على المخزون من ثقافة نقية. من السهل نسبيًا الحفاظ على معظم تلك الموصى بها على وسيط النمو المناسب ، ولكن الحفاظ على ثقافات المخزون يحتاج إلى التنظيم الجيد مع الاهتمام بالتفاصيل.

طابع التاريخ ثقافات جديدة عند الوصول من المورد.

الثقافات الموجودة على ألواح الخطوط ليست مناسبة كمزارع مخزون. عادة ما يتم الاحتفاظ بمزارع البكتيريا والفطريات في زجاجات Universal / McCartney أو (لفترة قصيرة) في أنابيب الاختبار حيث تم السماح للأجار بوضعه على منحدر. قم بتوزيع الأجار بالطريقة العادية (5 مل تكفي في زجاجة عالمية) وبعد التعقيم ، قم بتدعيم الزجاجة (أو الأنبوب) بزاوية ، على سبيل المثال ، حول حواف كومة من الحصير ، حتى يتم وضع الأجار يضع. تأكد من أن الأجار المنحدر لا يصل تمامًا إلى عنق الزجاجة (أو الأنبوب). يجب أن تظل القبعات فضفاضة حتى يصلب منحدر أجار. إذا كان لابد من إعداد الكثير من المنحدرات ، فقد يكون من المفيد إنشاء بناء d-i-y لتثبيت الحاويات في الزاوية الصحيحة.

ثقافات المنحدرات في زجاجات ذات أغطية لولبية (بدلاً من سدادات من الصوف القطني أو أغطية بلاستيكية) مفضل لأن الغطاء يقلل من التبخر والجفاف ولا يمكن إزالة الأغطية عن طريق الخطأ. تُفضل أيضًا مزارع المنحدرات على مزارع المرق (وسط سائل) لأن أول علامة على التلوث يتم ملاحظتها بسهولة أكبر على سطح أجار.

قم بإعداد ثقافتين للمخزون أ مخزون "دائم" الذي يتم فتحه مرة واحدة فقط (لإعداد ثقافتي المخزون التاليين) و a مخزون "عامل" لأخذ الثقافات الفرعية للفصل. إذا تم استخدام ثقافة معينة كثيرًا في فترة قصيرة ، فمن الملائم جدًا إعداد العديد من الثقافات الفرعية العاملة في وقت واحد.

احتضان عند درجة حرارة مناسبة حتى نمو جيد. بالنسبة لتنمية التمارين الهوائية الصارمة ، قد يكون من الضروري فك الغطاء قليلاً للحضانة (ولكن يجب إغلاقه بإحكام قبل التخزين) إذا كان الهواء غير كافٍ في حيز الرأس. إذا لم تكن متأكدًا مما إذا كانت السلالة عبارة عن هوائي صارم أم لا ، فاترك الغطاء فضفاضًا حتى يتم إنشاء المزرعة.

بمجرد أن يكون هناك نمو كافٍ ، والقبعات مشدودة بإحكام ، فقد تكون الثقافات كذلك مخزن في الثلاجة (الثلاجة التي لا يتم فيها الاحتفاظ بالمواد الغذائية البشرية مطلقًا) ، لكنها ستبقى قابلة للحياة إما في خزانة أو درج في درجة حرارة الغرفة. مكان مظلم بدرجة حرارة 10-15 درجة مئوية مثالي.

تكون على استعداد ل نقل معظم الثقافات أربع مرات في السنة للحفاظ على الجدوى. قم بتسمية كل ثقافة بشكل واضح بما في ذلك تاريخ النقل. لا تدمر الثقافات القديمة حتى تتأسس ثقافات فرعية جديدة. تحتاج بعض البكتيريا إلى زراعة فرعية متكررة للحفاظ على قابليتها للحياة (على سبيل المثال اكتوباكيللوس س).

التحقق من نقاء الثقافات

من المنطقي فحص النقاء عند الاشتباه في تلوث المخزون العامل ، والمخزون الدائم عند تحضير مزارع جديدة للمخزون. يتم تقديم دليل على النقاء من خلال توحيد شكل المستعمرة على لوحة خط التخفيف ، وشكل الخلية على شرائح المجهر الملون ، والاتساق مع مظهر الثقافة الأصلية.

إذا أصبحت ثقافة ما ملوثة ، فارجع إلى مخزون العمل أو ثقافات المخزون الدائم ، أو اشترِ إمدادات جديدة.

تحضير الثقافات لاستخدامها في التحقيقات

لا يمكن أخذ المزارع الجرثومية من الرفوف وتكون جاهزة للاستخدام على الفور. من الضروري البدء في إعداد الثقافات في وقت مبكر وإلا قد لا تكون النتيجة كما هو متوقع. المفتاح هو نقل الثقافات عدة مرات مقدمًا لضمان نموها جيدًا وتقديمها على أنها ثقافات شابة نشطة تمامًا في يوم الفصل العملي.

لنقل الثقافات ، اكشط كمية صغيرة من البكتيريا أو خلايا الخميرة من منحدر أجار للثقافة باستخدام حلقة معقمة. امسح الحلقة فوق منحدر أجار طازج لبذر ثقافة جديدة مباشرة أو يفضل هز الحلقة في حجم صغير من مرق المغذيات المعقمة. بعد السماح للخلايا المنقولة بالتكاثر حتى يصبح المرق غائمًا (يوم أو يومين ، أو أطول مع الكائنات الحية بطيئة النمو أو كميات كبيرة من المرق) ، تكون الميكروبات جاهزة للاستخدام في التحقيقات أو لتحضير مزارع منحدرات أجار جديدة .

يمكن أن يتبع تقدم النمو بالملاحظة بالعين المجردة ، والبحث عن النمو على سطح أجار أو التعكر في مزرعة المرق. من المعتاد أن تنمو العفن على سطح وسط أجار ، مما يسمح بفترة حضانة من عدة أيام إلى أسبوع.

استخدم حلقة معقمة أو محقنة أو ماصة باستور لنقل البكتيريا أو خلايا الخميرة من المرق.

النقاط الرئيسية التي يجب مراعاتها هي:

  • استخدام كمية كافية من اللقاح
  • وسيلة ثقافة مناسبة
  • درجة حرارة حضانة مناسبة
  • تهوية كافية لكائن عضوي هوائي صارم في حجم واحد كبير (أكثر من 20 سم 3) من المزرعة السائلة.

الاقتراحات والنصائح

1 سيوفر الوقت في إعداد أعداد كبيرة من مزارع البكتيريا والخميرة للفصل الدراسي إذا تم أخذ اللقاح بواسطة ماصة باستير من ثقافة مرق عكر تنمو جيدًا. يسهل على الطلاب ملاحظة خط النمو على ثقافة المنحدرات المحصنة بواسطة حلقة سلكية - ولكن يمكنك تحقيق نفس التأثير تقريبًا باستخدام ماصة. مع المرق (بدلاً من المنحدر) يكون خطر الانسكاب أكبر ، لذلك يفضل استخدام المنحدرات مع الطلاب الأصغر سنًا أو عديمي الخبرة.

2 الممارسة المنتظمة لتقنية التعقيم ضرورية للتأكد من أن التلاعبات المتضمنة في نقل الثقافة والتعامل مع المحاليل المعقمة تصبح طبيعة ثانية.

3 يعتمد اختيار الحلقة أو الماصة للنقل بين أنابيب الاختبار وزجاجات الغطاء اللولبي على ما إذا كانت تحتوي على منحدرات أجار أو وسائط سائلة أو محاليل معقمة.

4 لتلقيح أنبوب أو زجاجة من مستعمرة منفصلة على لوحة ، عادة ما تكون الحلقة السلكية مرضية. يلزم أحيانًا سلك مستقيم للمستعمرات الصغيرة (على سبيل المثال في ثقافات نقية من العقدية و اكتوباكيللوس) أو على أطباق مستخدمة لعزل الثقافات من العينات الطبيعية.

الصحة و أمبير السلامة والملاحظات الفنية

قم بإجراء تقييم كامل للمخاطر قبل التخطيط لأي عمل في علم الأحياء الدقيقة (انظر الملاحظة 1 لمزيد من التفاصيل).

1 قبل الشروع في أي تحقيق ميكروبيولوجي عملي ، قم بإجراء تقييم كامل للمخاطر. للحصول على معلومات السلامة التفصيلية حول استخدام الكائنات الحية الدقيقة في المدارس والكليات ، يرجى الرجوع إلى علم الأحياء الدقيقة العملي الأساسي - دليل (BPM) المتاح مجانًا من جمعية علم الأحياء الدقيقة العامة (البريد الإلكتروني هذا محمي من spambots. تحتاج إلى تمكين JavaScript لمشاهدته.) أو انتقل إلى منطقة الأمان في موقع SGM على الويب (www.microbiologyonline. org.uk/safety.html) أو الرجوع إلى كتيب مختبر كليابس ، القسم 15.2 و 15.12.

روابط انترنت

www.microbiologyonline.org.uk/sgmprac.htm
جمعية علم الأحياء الدقيقة العام - مصدر علم الأحياء الدقيقة العملي الأساسي ، وهو دليل ممتاز للتقنيات المخبرية وعلم الأحياء الدقيقة العملي للمدارس الثانوية ، ومجموعة مختارة من التطبيقات العملية المجربة والمختبرة باستخدام الكائنات الحية الدقيقة.

www.microbiologyonline.org.uk
يتم دعم MiSAC (اللجنة الاستشارية لعلم الأحياء الدقيقة في المدارس) من قبل جمعية علم الأحياء الدقيقة العامة (انظر أعلاه) وتتضمن مواقع الويب الخاصة بهم مزيدًا من معلومات السلامة ورابطًا لطلب النصيحة عبر البريد الإلكتروني.

(تم الوصول إلى المواقع الإلكترونية في أكتوبر 2011)

© 2019 ، الجمعية الملكية لعلم الأحياء ، 1 شارع ناوروجي ، لندن WC1X 0GB جمعية خيرية مسجلة رقم 277981 ، تأسست بموجب الميثاق الملكي


البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة

كريستوفر جريس MD، FACP، in Critical Care Secrets (5th Edition)، 2013

7 كيف تصبح البكتيريا مقاومة متعددة؟

تصبح البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية عن طريق طفرة الحمض النووي في نقاط محددة أو عن طريق عمليات الإدخال أو الحذف التي تغير الإنزيمات الميكروبية أو أهداف المضادات الحيوية. يمكن نقل المواد الجينية بين البكتيريا بواسطة البلازميدات (DNA دائري مزدوج الشريطة خارج الكروموسومات) عبر التلامس المباشر من خلية إلى خلية. قد تكتسب البكتيريا أيضًا جينات مقاومة جديدة عن طريق العدوى بفيروسات العاثية التي تحمل جينات مقاومة معها عندما تصيب البكتيريا. بمجرد أن تطور البكتيريا أو تكتسب جينات مقاومة جديدة ، فإنها تتمتع بميزة انتقائية عند استخدام المضادات الحيوية. مع تراكم المزيد من الطفرات أو المواد الجينية المنقولة ، كلما ازدادت فئات المضادات الحيوية التي تقاوم البكتيريا ، مما يؤدي إلى MDR.


دليل للحفاظ على البكتيريا: التبريد والتجميد والتجفيف بالتجميد

للحصول على معلومات حول منتجات الحفظ OPS Diagnostics ، تفضل بزيارة صفحاتنا على المخزن المؤقت للتجميد الميكروبي ، والسواغات ، وقوارير المصل ، والمستلزمات المبردة ، ومجموعة التجميد البكتيري.

بين مزارع المخزون ، والسلالات الطافرة ، والمتغيرات المعدلة وراثيًا ، يمكن أن يكون عدد الثقافات البكتيرية الفردية التي يمكن أن يتراكمها أي مختبر واحد. في الواقع ، يمكن أن يكون عدد الاختلافات التي تم إنشاؤها في عملية هندسة بلازميد واحد مذهلاً. وستتمسك معظم المعامل بكل هذه الاختلافات وغيرها لأنك & # 39 لن تعرف أبدًا ما قد تحتاجه غدًا. وبالتالي ، فإن الحفاظ على كل تلك الثقافات البكتيرية والمتغيرات الجينية أمر يجب التعامل معه بالتفكير.

توجد مزرعة بكتيرية في أنبوب مغطى في بيئة مغلقة. على الرغم من أن المزرعة قد تبدأ بصحة جيدة ، إلا أنه مع مرور الوقت سينخفض ​​عدد الخلايا القابلة للحياة إلى الصفر. الهدف من الحفاظ على الثقافات هو إبطاء معدل الوفيات هذا بحيث عند إعادة النظر في الثقافة ، لا تزال بعض الخلايا قابلة للحياة ومتاحة للزراعة. يمكن أن تكون أسباب موت الخلايا عديدة ، ولكن في كل حالة تستند إلى الكيمياء المتأصلة في الخلايا وبيئتها. إذا كان من الممكن إبطاء التفاعلات الكيميائية الضارة أو إيقافها ، فستظل الثقافة الكلية قابلة للحياة لفترة أطول من الوقت.

هناك طريقتان أساسيتان لإبطاء معدل التفاعلات الضارة في ثقافة البكتيريا. الأول هو خفض درجة الحرارة مما يقلل من معدل جميع التفاعلات الكيميائية. يمكن القيام بذلك باستخدام الثلاجات والمجمدات الميكانيكية ومجمدات النيتروجين السائل. الخيار الثاني هو إزالة الماء من المزرعة ، وهي عملية يمكن أن تكون صعبة وتتضمن تسامي الماء باستخدام مجفف بالتجميد.

    • تخزين الثقافات البكتيرية في 4 درجة مئوية- بروتوكول حول كيفية تبريد الثقافات البكتيرية.
    • بروتوكول تجميد البكتيريا في الجلسرين- الحفاظ على البكتيريا عن طريق التجميد في الجلسرين.
    • بروتوكول تجفيف البكتيريا بالتجميد - يحدد الاعتبارات الرئيسية حول كيفية تجميد الثقافات البكتيرية الجافة.

    فيما يلي مناقشة موجزة للخيارات الرئيسية للحفاظ على البكتيريا. يتم الإبلاغ عن نقاط القوة والضعف لكل خيار.

    يمكن أن تعيش البكتيريا لفترة قصيرة من الوقت عند 4 درجة مئوية. بالنسبة للسلالات التي يتم استخدامها يوميًا أو أسبوعيًا ، يمكن تخزين الثقافات المزروعة على منحدرات أو أطباق أجار في الثلاجة على افتراض أنه تم اتخاذ الاحتياطات لتجنب التلوث. يجب تحضير المزارع باستخدام تقنيات قياسية ثم ختمها قبل التخزين. بالنسبة للمنحدرات ، نوصي باستخدام الأنابيب ذات الغطاء اللولبي. بالنسبة للثقافات على أطباق بتري ، يجب أن تكون الألواح مختومة ببارافيلم. لا يساعد إغلاق الألواح على منع القوالب من التسلل إلى الألواح فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى إبطاء تجفيف الأجار. لأي شيء يزيد عن أسبوع أو أسبوعين ، يمكن تخزين الثقافات على شكل طعنات في قوارير صغيرة ذات قاع مسطح ومغطاة ببراغي. في هذه التقنية ، تمتلئ القوارير بكمية صغيرة من وسط أجار (على سبيل المثال ، 1 مل) وتعقيمها. ثم يتم إدخال البكتيريا في أجار متصلب بإبرة معقمة. يتم تحضين المزرعة طوال الليل بأغطية فضفاضة ثم يتم تخزينها في درجة حرارة 4 درجة مئوية بأغطية محكمة. تعتبر الثقافات المخزنة في طعنات أكثر مقاومة للتجفيف والتلوث ، لكنها ستفقد صلاحيتها بشكل أسرع من المخزونات المجمدة. طول الوقت الذي يمكن أن تظل فيه الطعنة قابلة للحياة يعتمد على الإجهاد. تزعم بعض الكتيبات أن الطعنات جيدة لمدة عام ولكن ليس من الحكمة القيام بهذا الافتراض ما لم يتم اختبارها.

    التجميد طريقة جيدة لتخزين البكتيريا. بشكل عام ، كلما كانت درجة حرارة التخزين أكثر برودة ، كلما طالت مدة احتفاظ المستنبت بالخلايا القابلة للحياة. يمكن تقسيم المجمدات إلى ثلاث فئات: المختبر ، شديد الانخفاض ، والمجمدات. المشكلة التي تواجهها البكتيريا (والخلايا الأخرى) المخزنة في المجمدات هي بلورات الثلج. يمكن للثلج أن يتلف الخلايا بسبب الجفاف الناجم عن الزيادات الموضعية في تركيز الملح. عندما يتم تحويل الماء إلى جليد ، تتراكم المواد المذابة في الماء الحر المتبقي ويمكن لهذا التركيز العالي من المواد المذابة أن يفسد الجزيئات الحيوية. يمكن أن يؤدي الجليد أيضًا إلى تمزق الأغشية ، على الرغم من أن هذه المشكلة غالبًا ما ترتبط بالخلايا التي تفتقر إلى الجدران ، مثل خلايا الحيوانات المستزرعة. لتقليل الآثار السلبية للتجميد ، غالبًا ما يستخدم الجلسرين كمانع للتجميد. يتم إنتاج الجلسرين من قبل العديد من الأسماك والحشرات للدفاع ضد درجات الحرارة الباردة عن طريق خفض درجة تجمد الخلايا ، وتعزيز التبريد الفائق ، والحماية من الجليد. بالنسبة للبكتيريا ، فإن إضافة الجلسرين إلى التركيز النهائي بنسبة 15٪ سيساعد في الحفاظ على الخلايا قابلة للحياة تحت جميع ظروف التجميد (انظر هذا الرابط للحصول على بروتوكول أو هذا الارتباط للحصول على أنبوب تجميد جاهز للاستخدام). فيما يلي بعض التفاصيل الخاصة بكل فئة من فئات المجمدات.

    مجمدات المعمل هي تلك التي يمكنها خفض درجات الحرارة إلى -20 إلى -40 درجة مئوية. هذه أنظمة أحادية المرحلة (ضاغط واحد) وغالبًا ما تسمى مجمدات الأغراض العامة. يمكن تخزين البكتيريا لفترات زمنية معتدلة ، على سبيل المثال ، سنة واحدة ، في المجمدات للأغراض العامة. من الأفضل استخدام المجمدات بدون دورة درجة حرارة خالية من الصقيع حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى تدمير الخلايا والجزيئات الحيوية الأخرى الحساسة لدرجة الحرارة. مجمدات الأغراض العامة غير مكلفة وتوجد في معظم المعامل ، وبالتالي فهي متاحة بسهولة لتخزين الثقافات. الجانب السلبي هو أنها ليست باردة بدرجة كافية للتخزين طويل الأجل.

    مجمدات فائقة الانخفاض نظامان من مرحلتين (ضاغطان لكل منهما مبرد مختلف) يسحبان لأسفل إلى حوالي -86 درجة مئوية. تعتبر المجمدات فائقة الانخفاض منتشرة للغاية ، ولكن قد تكون المساحة فيها محدودة وتنافسية في بعض الأحيان. كما أن مجمدات Ultralow أغلى بكثير من حيث الشراء والتشغيل والصيانة. الجانب الإيجابي هو أن الخلايا المخزنة في درجة حرارة -80 درجة مئوية تميل إلى البقاء على قيد الحياة لعدة سنوات. تقلل درجة الحرارة المنخفضة الناتجة عن المجمدات شديدة الانخفاض بشكل كبير من التفاعلات الكيميائية داخل المزرعة. ومع ذلك ، لا تزال الحركة الجزيئية تحدث في الخلايا المجمدة ، وبالتالي فإن قابلية الاستنبات ستنخفض. من المهم مراقبة الثقافات بانتظام لتقييم مستوى صلاحيتها.

    المجمدات المبردة شديدة البرودة وتعتمد على النيتروجين السائل أو الأنظمة الميكانيكية المتخصصة للعمل. بالنسبة للعينات البيولوجية ، يجب أن يكون التخزين المبرد أقل من -130 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه ، تتوقف الحركة الجزيئية للماء وتحتجز الخلايا في مصفوفة تشبه الزجاج. تحتفظ البكتيريا المخزنة في المجمدات المبردة بقابليتها للحياة لسنوات عديدة. في مختبرنا ، تم الحفاظ على ثقافات البكتريا والخميرة عند -140 درجة مئوية لمدة 15 عامًا دون خسارة كبيرة في الجدوى. يعد تخزين الخلايا في المجمدات المبردة هو الأكثر فعالية ، ومقارنة بالتجفيف بالتجميد ، فهو أسهل طريقة للتخزين على المدى الطويل. الجانب السلبي هو التكلفة والتعرض المحتمل للمخزونات لانقطاع التيار الكهربائي ، والأعطال الميكانيكية ، وفشل عمليات تسليم النيتروجين السائل. بالإضافة إلى ذلك ، لا ينبغي أبدًا تخزين الأنابيب في خزانات مغمورة في النيتروجين السائل. تتسرب أنابيب الغطاء اللولبي وستسحب النيتروجين إلى الأنبوب مع الملوثات (انظر الرابط لمزيد من المعلومات). ستعمل مجمدات طور بخار النيتروجين السائل على تجنب هذه المشكلة بشكل فعال ، ولكن هذه المجمدات باهظة الثمن (تزيد عن 10 آلاف دولار) وتتطلب كميات كبيرة من النيتروجين السائل. البديل هو المجمدات الميكانيكية المبردة التي يمكن أن تصل إلى -150 درجة مئوية ، ولكنها أيضًا مكلفة للغاية للشراء (حوالي 20 ألف دولار). سيكلف كلا المجمدين المبردين عدة مئات من الدولارات شهريًا للتشغيل.

    في النظام المائي ، مثل الخلية الحية ، لا يعمل الماء فقط كوسيط للتفاعلات الأنزيمية ، ولكن أيضًا التفاعلات السلبية العفوية مثل تكوين الجذور الحرة. إزالة الماء توقف التفاعلات الأنزيمية وغير الأنزيمية. التجفيف بالتجميد هو أحد طرق إزالة هذا الماء. يمكن الحفاظ على العديد من البكتيريا بشكل فعال للغاية عن طريق التجفيف بالتجميد. عن طريق تجميد الخلايا في وسط يحتوي على مادة واقية من الجفاف (عادة السكروز) ثم سحب الماء باستخدام فراغ (تسامي) ، يمكن الحفاظ على الخلايا بشكل فعال. هذه الطريقة شاقة وتتطلب معدات متخصصة ، ولكنها تتميز بتوليد ثقافات مخزون لا تتأثر بانقطاع التيار الكهربائي وخزانات النيتروجين السائل الفارغة. علاوة على ذلك ، إذا تم شحن الثقافات بشكل روتيني إلى مختبرات أخرى ، فإن المزارع المجففة بالتجميد لا تتطلب معالجة خاصة. الجانب السلبي في التجفيف بالتجميد هو أنه لا تتفاعل جميع الثقافات بنفس الطريقة وبالتالي يلزم إجراء بعض التجارب لتحسين العملية لكل سلالة. بالنسبة لأي معمل جاد في إنتاج مجموعة مستنبتات والحفاظ عليها ، يجب تضمين التجفيف بالتجميد كطريقة رئيسية للحفظ.

    يمكن العثور على تفاصيل حول بكتيريا التجفيف بالتجميد على صفحة ويب بروتوكول تجفيف البكتيريا بالتجميد.


    التنظيم الداخلي للبكتيريا

    يوجد غشاء الخلية أو غشاء البلازما أسفل جدار الخلية. انها رقيقة جدا ومرنة. يحيط تماما السيتوبلازم. كيميائيا ، تتكون من الدهون الفوسفورية والبروتينات. غشاء البلازما حساس للغاية بطبيعته. أي ضرر يلحق به يؤدي إلى موت الكائنات الحية. يختلف غشاء الخلية البكتيرية عن غشاء حقيقيات النواة. يفتقر إلى الستيرولات مثل الكوليسترول. ينظم غشاء الخلية نقل البروتينات والمغذيات والسكر والكهارل ومستقلبات أخرى. يحتوي غشاء البلازما أيضًا على إنزيمات لعملية التمثيل الغذائي في الجهاز التنفسي.

    تطوى أغشية الخلايا لتكوين نوعين من الهياكل:

    (أ) الميزوسومات: يغزو غشاء الخلية ليشكل

    الميزوزومات. الميزوسومات موجودة في tbrin من الحويصلات. الأنابيب أو الصفائح. تشارك الميزوسومات في تكرار الحمض النووي وانقسام الخلايا. تشارك بعض الميزوزومات أيضًا في تصدير إنزيمات الخلايا الخارجية. توجد إنزيمات الجهاز التنفسي أيضًا في الميزوزومات.

    (ب) أغشية التمثيل الضوئي: يشكل الغشاء أنبوبيًا أو صفيحة مثل النتوءات في بكتيريا التمثيل الضوئي. تحتوي هذه الحشوات على إنزيمات لعملية التمثيل الضوئي.

    (2) مصفوفة السيتوبلازم

    المصفوفة السيتوبلازمية هي مادة موجودة بين غشاء البلازما والنيوكليويد. العضيات المرتبطة بالغشاء والهيكل الخلوي (الأنابيب الدقيقة) غائبة في السيتوبلازم بدائية النواة. لها هيكل يشبه الهلام. يمكن للجزيئات الصغيرة أن تتحرك من خلاله بسرعة. يسمى غشاء البلازما وكل ما يوجد فيه بالبروتوبلاست. وبالتالي فإن المصفوفة السيتوبلازمية هي جزء رئيسي من البروتوبلازم. توجد في هذه المصفوفة بنى أخرى مثل الكروماتين / الجسم النووي ، الريبوسومات ، الميزوزومات ، الحبيبات والنيوكليويد.

    (3) شقق صغيرة

    توفر المقصورات الدقيقة مثل carboxysome مستوى آخر من التنظيم. هذه هي أجزاء داخل البكتيريا محاطة بقشور بروتينية متعددة السطوح ، وليس بالدهون

    أغشية. هؤلاء عضيات متعددة السطوح توطين وتقسيم الأيض البكتيري. يتم تنفيذ هذه الوظيفة من قبل العضويات المرتبطة بالغشاء في حقيقيات النوى

    (4) النيوكليويد والبلازميدات

    تتجمع المادة النووية أو الحمض النووي للبكتيريا لتكوين جسم كثيف غير منتظم يسمى نوكليويد. الغشاء النووي غائب في الخلية البكتيرية. الأمر - الطلب الكريات الحلقية هو استثناء. لديهم غشاء حول النواة الخاصة بهم. المادة النووية أو الحمض النووي موجود بالقرب من مركز الخلية. تتكون هذه المادة النووية من جزيء DNA أحادي ، دائري ومزدوج تقطعت به السبل. يرتبط القليل جدًا من البروتين بالحمض النووي. يسمى الكروموسوم البكتيري غونوفور. يسمى نوكليويد أيضًا الجسم النووي ، الجسم الكروماتين أو المنطقة النووية. لها جزيء طويل جدًا من الحمض النووي. هذا الحمض النووي مطوي بإحكام ويتناسب مع مكونات الخلية. تحتوي البكتيريا على كروموسوم واحد. لذا فإن البكتيريا أحادية العدد. يكون النيوكليويد مرئيًا في المجهر الضوئي بعد تلطيخه FeuIgen وصمة.

    البلازميدات عبارة عن جزيئات DNA كروموسومية دائرية مزدوجة تقطعت بهم السبل في البكتيريا. تحتوي العديد من البكتيريا على هويات البلازما بالإضافة إلى الكروموسومات. هم أنفسهم & # 8211 الهيئات المتماثلة. البلازميدات ليست ضرورية لنمو البكتيريا والتمثيل الغذائي. تحتوي البلازميدات على دواء وثقيل. الجينات المقاومة للمعادن. كما توجد عليها جينات مقاومة للأمراض والحشرات. تلعب البلازميدات دورًا مهمًا في الاقتران.

    تتكون الريبوسومات من الحمض النووي الريبي والبروتين. ترتبط بعض الريبوسومات أيضًا بشكل فضفاض بغشاء البلازما. الريبوسومات هي مصانع بروتين. هناك الآلاف من الريبوسومات في كل خلية تنمو بشكل صحي. ريبوسوم البكتيريا (705) أصغر من ريبوسومات حقيقيات النوى (80 ثانية).

    تعيش البكتيريا في بيئة تفتقر إلى المغذيات. تحاول البكتيريا تخزين المزيد من العناصر الغذائية عندما يكون ذلك ممكنًا. قد تكون مادة التخزين هذه عبارة عن جليكوجين وكبريت ودهن وفوسفات. تحتوي الخلية أيضًا على مواد نفايات. يتم إخراج هذه النفايات لاحقًا. مواد النفايات الشائعة هي الكحول وحمض اللبنيك وحمض الخليك.

    تسمى الأجسام الساكنة (غير النشطة) ذات الجدار السميك بالجراثيم. تنتج أنواع معينة من البكتيريا جراثيم. تحتوي الأبواغ على لب مركزي من السيتوبلازم يحتوي على الحمض النووي والريبوزومات. إنه محاط أ الفلين & # 8221 ، طبقة ومحمية بخداع صلب وغير منفذة هناك نوعان من الأبواغ:

    (أ) إيتوسبوريس: يتم إنتاجها خارج الخلايا النباتية.

    (ب)الإندوسبورات: هذه موجودة داخل الخلايا النباتية. مثاله عصية.

    يتم إنتاجها في مراحل لاحقة من النمو. تقاوم الأبواغ الظروف البيئية المعاكسة مثل الضوء ودرجة الحرارة العالية والجفاف ، الرقم الهيدروجيني والعوامل الكيميائية. تنمو في ظروف مواتية وتشكل خلايا نباتية جديدة.

    الأكياس: الأكياس نائمة ، سميكة الجدران ومقاومة للجفاف. هذه موجودة في بعض أنواع البكتيريا مثل أزوتوباكتر. تتطور أثناء تكاثر الخلايا النباتية. هذه الخلايا تنبت فقط في ظل ظروف مناسبة. إنها ليست هياكل مقاومة للحرارة.

    أشكال البكتيريا

    تصنف البكتيريا إلى ثلاث فئات على أساس أشكالها. هذه الأشكال هي cocci ، bacilli و spiral. معظم البكتيريا لها أشكال ثابتة. بعض الخلايا البكتيرية متعددة الأشكال وتتواجد بأشكال مختلفة.

    المكورات هي بكتيريا كروية أو بيضاوية. لديهم ترتيبات مختلفة. تستند هذه الترتيبات على مستوى التقسيم.

    1. مكورة مضاعفة: في هذه الحالة ، يحدث الانقسام في مستوى واحد ويحدث الكوتشي في أزواج.
    2. المكورات العقدية: في هذه الحالة ، يحدث الانقسام أيضًا في مستوى واحد ولكن الكوتشي يشكل سلسلة طويلة من الخلايا.
    3. تتراد: عندما يحدث انقسام الخلايا في مستويين ، فإنه ينتج ترتيب رباعي. الرباعي هو مربع من 4 cocci.
    4. سارسينا: عندما يحدث الانقسام في ثلاث مستويات ، فإنه سينتج ترتيبًا للسارسينا. Sarcina عبارة عن مكعب من 8 مكورات.
    5. المكورات العنقودية: عندما يحدث الانقسام في مستويات عشوائية ، فإنه ينتج ترتيبًا للمكورات العنقودية. في هذه الحالة ، يتم ترتيب الكوتشي بشكل غير منتظم مثل عناقيد العنب.

    أمثلة: المكورات الرئوية. المكورات العنقودية الذهبية.

    العصيات هي بكتيريا على شكل قضيب. العصيات هي خلية واحدة من البكتيريا. هناك الترتيبات التالية من العصيات.

    أ) العقدية: العقدية هي سلسلة من العصيات.

    ب) ثنائي العصيات: عندما تحدث العصيات في أزواج ، فإن الترتيب يسمى دبلوباسيلي.

    أمثلة على العصيات: لفائف الإشريكية ، العصوية الرقيقة ، الزائفة.

    ج) حلزوني

    يتم لف البكتيريا ذات الشكل الحلزوني حلزونيًا. هناك أشكال اللوالب التالية:

    أ) فيبريو: ذلك هي دوامة منحنية أو على شكل فاصلة.

    ب) سبينبوم: إنه هو دوامة سميكة جامدة.

    ج) Spirochete: هو هو حلزوني رقيق ومرن.

    أمثلة من البكتيريا الحلزونية: فيبريو ، هايفوميكروبيوم.

    ترتيب البكتيريا

    يتم ترتيب أنواع مختلفة من البكتيريا بطرق مختلفة لتكوين هياكل مختلفة. بعض هؤلاء هم:

    غمد يحتوي على العديد من الخلايا الفردية. أنواع معينة مثل الجنس نوكارديا ، حتى أنها تشكل شعيرات معقدة ومتفرعة. تشبه هذه الخيوط مظهر الفطريات الفطرية.


    استقرار تخزين التجميد المجفف الملبنة الحمضة (La-5) فيما يتعلق بالنشاط المائي ووجود الأكسجين والأسكوربات ☆

    استقرار تخزين التجميد المجفف الملبنة الحمضة وجد أنه يعتمد على النشاط المائي (0.11 - 0.43) ومستوى الأكسجين (مستوى الأكسجين في الغلاف الجوي و & lt4٪ أكسجين مقارنة) ووجود أسكوربات الصوديوم (0٪ و 10٪ (وزن / وزن)). أدت زيادة الأنشطة المائية إلى تقليل بقاء البكتيريا ، كما أدى انخفاض مستوى الأكسجين (& lt4٪ أكسجين) إلى تحسين استقرار التخزين ، مما يشير بقوة إلى وجود علاقة بين التفاعلات التأكسدية وعدم الاستقرار البكتيري. تم تقليل التأثير الضار للأكسجين الجوي عن طريق تضمين الأسكوربات في وسط التجفيف بالتجميد. ومع ذلك ، عندما كان الأسكوربات موجودًا لوحظ لون وردي / أحمر على سطح العينات المجففة يزداد مع نشاط الماء ومستوى الأكسجين. يؤدي زيادة النشاط المائي إلى زيادة اللون البني أيضًا للعينات التي لا تحتوي على أسكوربات. تم اكتشاف الجذور الحرة في البكتيريا المجففة عن طريق التحليل الطيفي ESR (أطياف ESR أحادية الذروة الواسعة) ، حيث الشكل و ز- وجد أن القيمة تعتمد على وجود الأسكوربات ومدى اللون البني. لزيادة الأنشطة المائية ، زاد محتوى الجذور إلى مستوى معين ، وبعد ذلك استقر و / أو انخفض. تم اكتشاف أعلى تركيزات للجذور في البكتيريا المجففة ذات أعلى نسبة بقاء لنشاط مائي معين ، أي انخفاض مستوى الأكسجين ووجود الأسكوربات ، مما يشير إلى دور جذور الأسكوربيل شبه المستقرة باعتبارها "طريقًا مسدودًا" للجذور الحرة الضارة. تفاعلات.


    تتحول التكنولوجيا إلى علم الأحياء مع تزايد احتياجات تخزين البيانات

    قام الباحثون بفك تشفير جينومات الماموث وحصان يبلغ من العمر 700000 عام باستخدام شظايا الحمض النووي المستخرجة من الأحافير في السنوات القليلة الماضية. من الواضح أن الحمض النووي يدوم لفترة أطول بكثير من الأجسام التي يحمل لها الشفرات الجينية.

    لطالما حلم علماء ومهندسو الكمبيوتر بتسخير دقة الحمض النووي والمرونة في تخزين البيانات الرقمية. الفكرة هي ترميز كل تلك 0 و 1 في الجزيئات A و C و G و T التي تشكل بوليمر الحمض النووي الملتوي على شكل سلم و mdas ، وقد اشترت التطورات في هذا العقد و rsquos في تركيب وتسلسل الحمض النووي التكنولوجيا إلى الأمام بسرعة فائقة. تشير التجارب الحديثة إلى أننا قد نتمكن يومًا ما من تشفير جميع المعلومات الرقمية حول العالم و rsquos إلى بضعة لترات من الحمض النووي و mdas ومن ثم قراءتها مرة أخرى بعد آلاف السنين.

    الآن الاهتمام من Microsoft وشركات التكنولوجيا الأخرى ينشط هذا المجال. أعلنت شركة Microsoft Research الشهر الماضي أنها ستدفع لشركة Twist Bioscience الناشئة في مجال البيولوجيا التركيبية مبلغًا لم يكشف عنه لصنع 10 ملايين خيوط من الحمض النووي صممها علماء الكمبيوتر في Microsoft و rsquos لتخزين البيانات. تقوم شركة Micron Technology ، الشركة المصنعة للذاكرة ، بتمويل أبحاث التخزين الرقمي للحمض النووي لتحديد ما إذا كان يمكن للحمض النووي والنظام القائم على ndash أن يوسع حدود الذاكرة الإلكترونية. يقول الباحثون إن هذا التدفق للأموال والفوائد يمكن أن يؤدي إلى البحث والتقدم الذي يؤدي في النهاية إلى انخفاض التكاليف الباهظة اليوم ويجعل تخزين بيانات الحمض النووي ممكنًا خلال العقد.

    سينتج البشر أكثر من 16 تريليون غيغابايت من البيانات الرقمية بحلول عام 2017 ، وسيتعين أرشفة جزء كبير منها: فكر في: السجلات القانونية والمالية والطبية بالإضافة إلى ملفات الوسائط المتعددة. يتم تخزين البيانات اليوم على محركات الأقراص الثابتة أو الأقراص الضوئية أو الأشرطة في مراكز البيانات التي تستهلك الطاقة وحجم المستودعات. تدوم هذه الوسائط في أي مكان من بضع سنوات إلى ثلاثة عقود على الأكثر. بالإضافة إلى ذلك ، كما تقول كارين شتراوس ، مهندسة الكمبيوتر في أبحاث Microsoft ، تقوم ldquowe & rsquore بإنتاج بيانات أكثر بكثير مما تنتجه صناعة التخزين للأجهزة ، وتشير التوقعات إلى أنه من المتوقع أن تتسع هذه الفجوة. & rdquo

    أدخل الحمض النووي. يستمر لعدة قرون إذا ظل باردًا وجافًا. ويمكنها نظريًا تجميع مليارات الجيجابايت من البيانات في حجم بلورة السكر. الأشرطة المغناطيسية ، اليوم ووسيط التخزين الأكثر كثافة ، تستوعب 10 غيغابايت في نفس المساحة. & ldquoDNA عبارة عن وسيط تخزين كثيف ودائم وغير متطاير بشكل لا يصدق ، كما تقول Olgica Milenkovic ، أستاذة الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة إلينوي في Urbana & ndashChampaign.

    وذلك لأن كل جزيء من كتلته الأساسية الأربعة و mdashadenine (A) و cytosine (C) و guanine (G) و thymine (T) و mdashis فقط نانومتر مكعب في الحجم. باستخدام نظام الترميز و mdashat في أبسط صوره ، لنفترض أن A يمثل bits & lsquo00 ، ويمثل rsquo C & lsquo01 & rsquo وما إلى ذلك ، ويمكن للعلماء أن يأخذوا سلاسل 0s و 1s التي تشكل ملفات البيانات الرقمية وتصميم خيط DNA الذي يرسم صورة أو مقطع فيديو. (بالطبع ، تعتبر تقنيات الترميز الفعلية التي يستخدمها العلماء أكثر تعقيدًا.) يعد تجميع خيط DNA المصمم جزءًا من كتابة البيانات. يمكن للعلماء بعد ذلك قراءة البيانات عن طريق تسلسل الخيوط.

    بدأ عالم الوراثة بجامعة هارفارد جورج تشيرش هذا المجال في عام 2012 من خلال تشفير 70 مليار نسخة من كتاب و mdashone مليون جيجابت و mdashin مليمتر مكعب من الحمض النووي. بعد مرور عام ، أظهر باحثون في المعهد الأوروبي للمعلومات الحيوية أنهم يستطيعون قراءة 739 كيلو بايت من البيانات المخزنة في الحمض النووي ، دون أي أخطاء.

    أظهرت بعض الفرق أنظمة تعمل بكامل طاقتها في العام الماضي. في أغسطس قام الباحثون في E.T.H. قامت زيورخ بتغليف الحمض النووي الاصطناعي في الزجاج ، وعرّضته لظروف تحاكي 2000 عام واستعادت بياناتها المشفرة بدقة. في موازاة ذلك ، أفادت ميلنكوفيتش وزملاؤها بتخزين صفحات ويكيبيديا لست جامعات أمريكية في DNA و mdashby مع إعطاء التسلسلات الخاصة و ldquoaddresses & rdquo & mdashs بشكل انتقائي قراءة وتحرير أجزاء من النص المكتوب. هذا الوصول العشوائي إلى البيانات أمر بالغ الأهمية لتجنب الاضطرار إلى & ldquosequence كتاب كامل لقراءة فقرة واحدة فقط ، وتقول.

    في أبريل ، أبلغت شركة Microsoft و rsquos Strauss وعلماء الكمبيوتر جورج سيليج ولويس سيز في جامعة واشنطن عن قدرتهم على كتابة ثلاثة ملفات صور ، كل منها بضع عشرات من الكيلوبايتات ، في 40.000 سلسلة من الحمض النووي باستخدام مخطط التشفير الخاص بهم و mdashand ثم قراءتها بشكل فردي دون أخطاء . قدموا هذا العمل في أبريل في مؤتمر جمعية آلات الحوسبة. مع 10 ملايين فرع تشتريها Microsoft من Twist Bioscience ، يخطط الفريق لإثبات أن تخزين بيانات الحمض النووي يمكن أن يعمل على نطاق أوسع بكثير. & ldquo هدفنا هو إظهار نظام شامل حيث نقوم بترميز الملفات إلى الحمض النووي ، وتركيب الجزيئات ، وتخزينها لفترة طويلة ، ثم استعادتها عن طريق إخراج الحمض النووي وتسلسله ، كما يقول شتراوس. & ldquo ابدأ بالبت والعودة إلى القطع. & rdquo

    تقوم شركة تصنيع الذاكرة Micron باستكشاف الحمض النووي باعتباره تقنية ما بعد السيليكون. تقوم الشركة بتمويل أعمال Harvard & rsquos Church والباحثين في جامعة Boise State لاستكشاف نظام تخزين DNA خالٍ من الأخطاء. & ldquo سيؤدي ارتفاع تكلفة تخزين البيانات إلى إيجاد حلول بديلة ، ويعد تخزين الحمض النووي أحد الحلول الواعدة ، كما يقول جورتج ساندو ، مدير تطوير التكنولوجيا المتقدمة في شركة ميكرون.

    لا يزال هؤلاء الباحثون يبحثون في خفض معدلات الخطأ في تشفير البيانات وفك تشفيرها. لكن الأجزاء الرئيسية للتكنولوجيا موجودة. إذن ما الذي يمنعنا من صناديق الأحذية وأقبية البيانات التي تحتوي على كبسولات زجاجية محملة بالحمض النووي؟ كلفة. & ldquo عملية الكتابة مكلفة للغاية بحوالي مليون مرة ، ويقول rdquo Seelig.

    هنا و rsquos السبب: يتضمن صنع الحمض النووي توتير جزيئاته ذات الحجم النانومترية واحدة تلو الأخرى بدقة عالية و mdashnot مهمة سهلة. وعلى الرغم من انخفاض تكلفة التسلسل بسبب الطلب المتزايد على التطبيقات الطبية مثل فحص الأمراض وتشخيصها ، فإن تخليق الحمض النووي لم يكن له محرك سوق مشابه. دفع ميلينكوفيتش حوالي 150 دولارًا للحصول على سلسلة من 1000 نيوكليوتيد يتم تصنيعها. تسلسل مليون نيوكليوتيد يكلف حوالي سنت.

    يقول Seelig إن الاهتمام بتخزين البيانات من Microsoft و Micron قد يكون مجرد نوع من الدافع اللازم لبدء خفض التكاليف. كما ستكون الهندسة الذكية والتقنيات الجديدة مثل الموائع الدقيقة وتسلسل الحمض النووي ذات الثقوب النانوية ، التي تساعد على تصغير الأشياء وتسريعها ، عاملاً أساسيًا. في الوقت الحالي ، يستغرق الأمر عدة ساعات لتسلسل بضع مئات من أزواج النيوكليوتيدات و mdashdays لتجميعها و [مدش] باستخدام أدوات متعددة والتحضير اليدوي للحمض النووي. & ldquoYou & rsquod تريد كل هذا في صندوق صغير جدًا ، وإلا فإنك & rsquod تفقد ميزة كثافة تخزين DNA و rsquos ، و rdquo يشرح Seelig.

    إذا نجح كل شيء ، فإن Microsoft & rsquos Strauss تتخيل الشركات التي تقدم خدمات تخزين الحمض النووي الأرشيفية خلال العقد المقبل. & ldquo يمكنك فتح المستعرض الخاص بك وتحميل الملفات إلى موقعهم أو استعادة وحدات البايت الخاصة بك ، مثل التخزين السحابي ، & rdquo تقول. أو ، مع الاختراقات غير المحققة حتى الآن في تخليق الحمض النووي وتسلسله ، & ldquoyou يمكنك شراء محرك أقراص DNA بدلاً من محرك الأقراص. & rdquo


    تخزين البكتيريا - (أكتوبر / 12/2005)

    هل هناك أي طريقة لتخزين البكتيريا التي لا تتضمن صنع ثقافة المرق بين عشية وضحاها أولاً؟ لصنع مخزون الجلسرين ، هل تحتاج إلى الثقافة الليلية؟ أو يمكنك فقط أخذ المستعمرات من طبق أجار؟

    تريد خلايا مرحلة سجل جيدة في التعليق

    إذا كنت ترغب في القيام بذلك في يوم واحد ، فقم بتلقيح كمية صغيرة من المرق في الصباح الباكر (بافتراض وجود بكتيريا e coli أو أي شيء ينمو بسرعة) واصنع مخزون الجلسرين في فترة ما بعد الظهر.

    إذا كنت تستخدم المستعمرات ، فإن العديد من هذه الخلايا في مرحلة ثابتة ويصعب الحصول على تعافي جيد من المجمد.

    Aimikins محق ، الأفضل هو التحضير من ثقافة جديدة ، ولكن إذا كنت في عجلة من أمرك حقًا ولم تجد زميلًا للقيام بذلك نيابةً عنك ، فيمكنك دائمًا إعادة تعليق مستعمرة في 15٪ من الجلسرين (إضافة ملح مثل 0.8٪ NaCl أو 4g / l Na Metaphosphate تساعد أيضًا) وتجميد ذلك.

    حل آخر هو إعداد وسط الحفظ. ما عليك سوى اختيار مستعمرتك بعمق في الأنبوب ويمكنك إبقاء الأنابيب في الظلام في درجة حرارة الغرفة لسنوات. لكنني أعترف أنه حتى لو كان لدي نجاح في بعض الثقافة من السبعينيات المخزنة بهذه الطريقة ، لم أقم بإعداد أي منها ، ولن أعلم (أو حتى أريد) القيام بذلك.

    أعتقد أن mel4n6 تشير إلى ما اعتدنا أن نطلق عليه ثقافات الطعنة. هناك أيضا منحدرات. ستوضح لك أي مقدمة جيدة إلى حد ما للكتاب الصغير كيفية صنعها (إنها وسائط صلبة بشكل أساسي في أنبوب تجميد) ، وهي تعمل بشكل جيد.

    من الأفضل دائمًا الحفاظ على الثقافة المزروعة حديثًا. لكن لا نحتاج دائمًا إلى ثقافة سائلة (مرق). يمكنك أخذ المستعمرات من الطبق بشكل أفضل إذا لم تكن قديمة جدًا. ثم تعليق هذه الطوائف في مخزون الجلسرين (10٪) ويمكن الاحتفاظ بها لفترة طويلة.


    تخزين السلالات البكتيرية على المدى الطويل

    المواد والمعدات

    • علامة دائمة
    • المزرعة البكتيرية السائلة الطازجة لمعظم البكتيريا ، المزروعة بين عشية وضحاها ، أو لمدة 8 ساعات و 12 ساعة تقريبًا ، تعمل بشكل أفضل للتجميد
    • الماصة المجهرية (P1000) (1) وأطراف معقمة (2)
    • جهاز طرد مركزي صغير معقم أو أنبوب ذو غطاء لولبي (1)
    • الجلسرين المعقم (الأوتوكلاف للتعقيم)
    • نيتروجين سائل (اختياري)
    • كيس بلاستيكي قابل للإغلاق
    • الفريزر

    إجراء

    1. باستخدام علامة دائمة ، ضع علامة على أنبوب معقم للطرد المركزي أو أنبوب ذو غطاء لولبي مع تاريخ واسم البكتيريا.
    2. باستخدام الماصة المجهرية ، أضف 150 & # 181 لترًا من الجلسرين المعقم إلى الأنبوب.
    3. باستخدام رأس جديد ، استخدم الماصة الدقيقة لنقل 850 & # 181 لترًا من الثقافة البكتيرية إلى نفس الأنبوب.
    4. قم بتغطية الأنبوب وقلبه عدة مرات لخلط الجلسرين والبكتيريا جيدًا.
    5. إذا كنت ستخزن البكتيريا في فريزر خاص -80 درجة مئوية ، فيجب عليك أولاً تجميد مخزون البكتيريا عن طريق إسقاطه في وعاء من النيتروجين السائل. إذا كنت تقوم بتخزين البكتيريا في مجمد عادي -20 درجة مئوية ، فيمكن وضع مخزون البكتيريا هناك دون مزيد من العلاج.

    مختبر الأحياء الدقيقة: 15 مكونًا من مكونات البنية التحتية لمختبر الأحياء الدقيقة

    بعض مكونات البنية التحتية لمختبر الأحياء الدقيقة هي: 1.المختبر الرئيسي 2. غرفة الأدوات 3. غرفة ثقافة المخزون 4. غرفة الفحص المجهري الإلكتروني 5. غرفة التلقيح 6. غرفة التخزين 7. بيت حيوانات المختبر 8. مخزن لأعلاف الحيوانات والأدوية وما إلى ذلك 9. غرفة رئيس المختبر 10. غرفة الموظفين 11 غرفة المكتب 12. المكتبة- غرفة المطالعة 13. قاعة الندوات- غرفة العرض 14. المراحيض 15. المرآب.

    الهدف: دراسة مكونات البنية التحتية لمختبر الأحياء الدقيقة.

    يجب أن يحتوي المختبر المثالي المتطور على البنى التحتية التالية ، والتي يفضل تصميمها كما هو موضح في الشكل 3.1.

    1. المختبر الرئيسي:

    يتم تنفيذ معظم الأنشطة المعملية في المختبر الرئيسي. يجب أن تحتوي على مساحة كافية بالداخل. يجب أن يبرز الرف الخرساني المغطى بالبلاط المزجج أو السطح الرخامي من الحائط لحفظ المعدات وللقيام بالأعمال الروتينية.

    يجب الاحتفاظ بعدد قليل من طاولات المختبر المكسوة بأشعة الشمس مع أرفف وأحواض ووصلات غاز في المختبر. يجب حفظ المواد الكيميائية والكواشف المحضرة على رفوف الطاولات. يجب الاحتفاظ بالمحلول المطهر على كل طاولة في زجاجة مع وسادة إسفنجية. قبل وبعد كل تجربة ، يجب تنظيف سطح الطاولة بمحلول مطهر باستخدام وسادة إسفنجية.

    يجب وضع وعاء للتخلص يحتوي على محلول مبيد للجراثيم مثل اللايسول مع طبقة سميكة من القطن في قاعه على كل طاولة أو بالقرب منها حتى يتم التخلص من الماصات بداخله بعد الاستخدام. في أحد أركان المختبر ، يجب الاحتفاظ بأوتوكلاف ، ويفضل أن يكون الأوتوكلاف الأفقي مزدوج الغلاف.

    يجب ترك المساحة على الرف الخرساني لأغراض مختلفة مصنفة وفقًا لذلك ، مثل ، & # 8216 النفايات المراد تعقيمها & # 8217 ، & # 8216 المواد المعقمة & # 8217 ، & # 8216 المواد التي سيتم تعقيمها & # 8217 ، & # 8216 المجهر الضوئي & # 8217 ، & تنظيف الأواني الزجاجية # 8216 & # 8217 إلخ.

    يجب الاحتفاظ بالمعدات ، مثل الفرن ، والحاضنة الميكروبيولوجية ، وحاضنة BOD ، والتوازن الأحادي ، والتوازن الكهربائي المزدوج ، ونظام تنقية المياه عالي النقاوة ، ومحطة المياه المقطرة ، وحمام الماء الاهتزازي ، وجهاز TLC ، ومصباح الأشعة فوق البنفسجية ، والمحرك المغناطيسي ، إلخ. على الرف كما هو موضح في الشكل 3.1.

    2. غرفة الصك:

    يجب أن تظل هذه الغرفة نظيفة ومرتبة ، حيث يتم الاحتفاظ بمعظم الأدوات المتطورة فيها. يجب أن يكون مكيف الهواء ليكون خاليًا من الغبار ولتقليل الرطوبة وكذلك لتجنب ارتفاع درجات الحرارة المحيطة. خلاف ذلك ، فإن تراكم جزيئات الغبار على الأدوات وداخلها بالإضافة إلى التعرض لدرجات حرارة الغرفة المرتفعة يقلل من طول عمر الأدوات.

    في الوقت نفسه ، تؤدي ظروف الرطوبة العالية إلى صدأ مكوناتها المعدنية ونمو فطري على الأجزاء البصرية ، مثل العدسات المجهرية والأنابيب الضوئية لأجهزة قياس الطيف الضوئي. تشمل الأدوات التي يجب الاحتفاظ بها على أرضية الغرفة ثلاجة ، وأجهزة طرد مركزي مبردة ، وأجهزة طرد مركزي فائقة السرعة.

    المعدات الأخرى ، مثل الميزان الدقيق أحادي الطبق ، عداد مستعمرات كيبيك ، عداد المستعمرات الإلكترونية ، عداد الجسيمات ، جهاز الرحلان الكهربائي ، مقياس الطيف الضوئي مزدوج الشعاع المرئي بالأشعة فوق البنفسجية ، الكمبيوتر ، كروماتوغرافيا الغاز (GC) ، كروماتوجرافيا السائل عالية الأداء (HPLC) ، يجب ترتيب مقياس الأس الهيدروجيني ، مجهر البحث ثلاثي العينيات مع مرفق التصوير المجهري ، مجهر الإسقاط ، مجهر مضان ، مجهر المجال المظلم ، مجهر تباين الطور ودوران PCR الحراري على رف خرساني مستمر يسقط من الجدار كما هو موضح في الشكل 3.1.

    3. غرفة ثقافة الأوراق المالية:

    في التحليل الميكروبيولوجي الروتيني ، غالبًا ما يكون مطلوبًا عزل أنواع مختلفة من البكتيريا في العينات ، للحفاظ على البكتيريا المعزولة كمزارع نقي والتعرف عليها في الأيام اللاحقة عن طريق إجراء عدة اختبارات.

    بعد تحديد الهوية ، يلزم مقارنتها بالمزارع النقية القياسية من نفس النوع التي تم الحصول عليها من مختبرات الأحياء الدقيقة القياسية الدولية مثل مجموعة الثقافة الأمريكية (ATCC) من المجموعة الوطنية الأمريكية للثقافات النوعية (NCTC) في إنجلترا ومجموعة باستور للثقافة (PCC) من فرنسا.

    تحافظ هذه المعامل على الثقافات النقية القياسية للبكتيريا المعروفة وتزودها بها. إذا تم العثور على ثقافة نقية لبكتيريا غير معروفة تختلف عن الثقافات النقية القياسية المماثلة للبكتيريا المعروفة في التشكل ، تفاعلات التلوين ، التفاعلات الكيميائية الحيوية والاختبارات المصلية ، يتم إرسالها إلى المختبرات القياسية الدولية.

    بعد إجراء اختبار شامل في هذه المعامل ، إذا وجد أنها تختلف عن البكتيريا المعروفة ، يتم إعلانها & # 8216new & # 8217 ويتم نشرها في المجلة الدولية لعلم الجراثيم النظامية للجمعية الأمريكية لعلماء الأحياء الدقيقة. يتم إعطاؤه اسمًا جديدًا (جنس جديد أو نوع جديد أو سلالة جديدة) بناءً على قربه من البكتيريا المعروفة.

    يتم الاحتفاظ بالمزارع النقية القياسية للبكتيريا المعروفة التي تم الحصول عليها من المعامل الدولية في غرفة تربية المخزون. يتم أيضًا الاحتفاظ بالمزارع النقية المعزولة للبكتيريا غير المعروفة (مزارع المخزون) في هذه الغرفة لمزيد من التعريف. يتم توخي الحذر الشديد في هذه الغرفة ، حتى لا تتلوث الثقافات النقية ببكتيريا أخرى ، والتي ، بخلاف ذلك ، قد تؤدي إلى نتائج خاطئة.

    4. غرفة المجهر الإلكتروني:

    تم تركيب المجهر الإلكتروني في هذه الغرفة والغرفة مكيفة.

    5. غرفة التلقيح:

    هذه الغرفة مخصصة لتلقيح البكتيريا أي نقل البكتيريا من وعاء إلى آخر. في بعض الأحيان ، قد تدخل الميكروبات غير المرغوب فيها ، التي تطفو عادةً في الهواء على جزيئات الغبار ، في الحاويات وتلوث مزرعة المخزون النقية وكذلك الملقحات. للتغلب على هذا ، يتم الحفاظ على نظافة الغرفة للغاية. يجب أن تكون الجدران مطلية بالبلاستيك وأن تكون الغرفة مكيفة.

    يجب أن تكون هناك غرفة تدفق رقائقي مع وصلة غاز لتلقيح البكتيريا. يجب وضع زجاجة من محلول المطهر ، وقطعة إسفنجية ، ووعاء التخلص بجانب غرفة التدفق الصفحي كما في حالة الطاولات في المختبر الرئيسي.

    6. غرفة تخزين:

    يجب إغلاق غرفة المخزن من جميع الجهات مع دخول المعمل الرئيسي. يجب ألا تكون هناك نافذة وإلا فقد تفسد المواد الكيميائية. يجب أن يكون هناك عدد من الأرفف الخرسانية لتخزين المواد الكيميائية والكواشف والأواني الزجاجية وغيرها من العناصر. لا ينبغي فتح الغرفة إلا عند الحاجة. يجب ترتيب المواد الكيميائية أبجديًا على الرفوف لتسهيل وضعها.

    7. مختبر بيت الحيوان:

    حيوانات المختبر ، مثل خنزير غينيا والأرانب مطلوبة لإجراء دراسات في الجسم الحي (في حالة طبيعية) وكذلك للحصول على الدم. يتم تربية هذه الحيوانات في منزل للحيوانات يقع بعيدًا قليلاً عن المبنى الرئيسي. تم تصميم المنزل بطريقة جيدة التهوية ويمكن تنظيفه بسهولة يوميًا. هذا يحافظ على نظافة الغرفة وتبقى الحيوانات خالية من الأمراض.

    8. تخزين العلف الحيواني والأدوية وغيرها:

    إنها غرفة صغيرة مجاورة لمنزل الحيوانات حيث يتم تخزين الأعلاف والأدوية وغيرها من المواد اللازمة لتربية الحيوانات.

    9. غرفة رئيس المختبر:

    هذه الغرفة مخصصة لرئيس الوحدة. يجب أن يكون لها ديكور داخلي رسمي ممتاز ، والذي يجب صيانته بشكل صحيح.

    10. غرفة الموظفين:

    هذه الغرفة مخصصة للعلماء وموظفي البحث الآخرين.

    11. غرفة المكتب:

    هذه الغرفة مخصصة للموظفين الإداريين في المختبر.

    12. مكتبة - مع غرفة قراءة:

    في هذه الغرفة ، يجب حفظ الكتب على أرفف أو داخل خزانات زجاجية (الميراس). يجب أن يكون هناك كتالوج في صندوق خشبي لسهولة الرجوع إليه. يجب أيضًا إجراء الفهرسة بمساعدة الكمبيوتر. يجب عرض المجلات الحديثة على لوحات عرض مائلة. يجب ترتيب الطاولات والكراسي للقراءة داخل المكتبة.

    13. قاعة الندوات - غرفة العرض:

    أن تكون قاعة الندوة مؤثثة بالأثاث المطلوب. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون هناك لوحة سوداء ، وشاشة عرض ، وجهاز عرض LCD ، وجهاز عرض علوي ، وجهاز عرض شرائح ، ومنظار epidiascope ، ومعدات فيديو وأنظمة صوتية.

    يجب عرض المخططات والرسوم البيانية والصور المهمة ، لا سيما تلك التي تسلط الضوء على إنجازات المختبر وأعمال البحث الجارية على الجدران. يجب أن تحتوي النوافذ على ستارة ملونة عميقة لجعل الغرفة مظلمة ، عند الحاجة للعروض التقديمية المرئية.

    14. المراحيض:

    يجب أن تحتوي غرفة رئيس المختبر وغرفة المكتب وغرفة الموظفين وقاعة الندوات على دورات مياه منفصلة بالإضافة إلى مرحاض مشترك.

    15. جراج:

    يجب أن يكون هناك جراج خلف المبنى لوقوف المركبات تجنباً لوقوف السيارات غير المنتظم. يجب أن تحتوي المساحة المحيطة بالمبنى على مروج بها نباتات طويلة مثل دودار أو صنوبر بالقرب من الجدران الحدودية.


    محتويات

    الكلمة بكتيريا هي صيغة الجمع في اللاتينية الجديدة بكتيريا، وهي لاتينية من اليونانية βακτήριον (باكتيريون) ، [17] تصغير βακτηρία (الباكتيريا) ، وتعني "عصا ، قصب" ، [18] لأن أول ما تم اكتشافه كان على شكل قضيب. [19] [20]

    كانت أسلاف البكتيريا الحديثة كائنات دقيقة وحيدة الخلية كانت أول أشكال الحياة التي ظهرت على الأرض ، منذ حوالي 4 مليارات سنة. لحوالي 3 مليارات سنة ، كانت معظم الكائنات الحية مجهرية ، وكانت البكتيريا والعتائق هي الأشكال السائدة للحياة. [21] [22] على الرغم من وجود الحفريات البكتيرية ، مثل الستروماتوليت ، فإن افتقارها إلى التشكل المميز يمنعها من استخدامها لفحص تاريخ التطور البكتيري ، أو حتى تاريخ نشأة نوع معين من البكتيريا. ومع ذلك ، يمكن استخدام التسلسلات الجينية لإعادة بناء السلالة البكتيرية ، وتشير هذه الدراسات إلى أن البكتيريا تباعدت أولاً عن النسب البدائية / حقيقية النواة. [23] من المحتمل أن يكون أحدث سلف مشترك للبكتيريا والعتائق هو المتهيج لفرط الحرارة الذي عاش منذ حوالي 2.5 مليار إلى 3.2 مليار سنة. [24] [25] ربما كانت البكتيريا هي أقدم حياة على الأرض منذ حوالي 3.22 مليار سنة. [26]

    شاركت البكتيريا أيضًا في الاختلاف التطوري الثاني الكبير ، وهو الاختلاف في العتائق وحقيقيات النوى. هنا ، نتجت حقيقيات النوى عن دخول البكتيريا القديمة في روابط تعايش جواني مع أسلاف الخلايا حقيقية النواة ، والتي من المحتمل أن تكون مرتبطة بالعتائق. [27] [28] تضمن هذا ابتلاع الخلايا البدائية حقيقية النواة لمتعايشات البكتريا ألفا لتشكيل إما ميتوكوندريا أو هيدروجينوسومات ، والتي لا تزال موجودة في جميع أنواع حقيقيات النوى المعروفة (في بعض الأحيان في شكل مختزل للغاية ، على سبيل المثال في الكائنات الأولية "الأميتوكوندريا" القديمة). في وقت لاحق ، قامت بعض حقيقيات النوى التي احتوت بالفعل على الميتوكوندريا أيضًا بابتلاع الكائنات الحية الشبيهة بالبكتيريا الزرقاء ، مما أدى إلى تكوين البلاستيدات الخضراء في الطحالب والنباتات. يُعرف هذا باسم التعايش الداخلي الأولي. [29] [30]

    تعرض البكتيريا مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام ، تسمى الأشكال. يبلغ حجم الخلايا البكتيرية حوالي عُشر حجم الخلايا حقيقية النواة ويبلغ طولها عادة 0.5-5.0 ميكرومتر. ومع ذلك ، يمكن رؤية بعض الأنواع بالعين المجردة - على سبيل المثال ، ثيومارجريتا ناميبينسيس يصل طوله إلى نصف ملليمتر [31] و Epulopiscium fishelsoni يصل إلى 0.7 ملم. [32] من بين أصغر أنواع البكتيريا أعضاء من الجنس الميكوبلازما، التي تبلغ 0.3 ميكرومتر فقط ، وهي صغيرة مثل أكبر الفيروسات. [33] قد تكون بعض أنواع البكتيريا أصغر حجمًا ، لكن هذه البكتيريا فائقة الميكروبات لم يتم دراستها جيدًا. [34]

    تسمى معظم الأنواع البكتيرية إما كروية المكورات (العصعص المفردمن اليونانية kókkos، حبوب ، بذرة) ، أو على شكل قضيب ، تسمى عصيات (يغني. bacillus من اللاتينية باكولوس، عصا). [35] تسمى بعض البكتيريا اهتزاز، على شكل قضبان منحنية قليلاً أو أخرى على شكل فاصلة يمكن أن تكون على شكل حلزوني ، تسمى سبيريلا، أو ملفوفة بإحكام ، تسمى spirochaetes. تم وصف عدد قليل من الأشكال الأخرى غير العادية ، مثل البكتيريا على شكل نجمة. [36] يتم تحديد هذه المجموعة الواسعة من الأشكال بواسطة جدار الخلية البكتيرية والهيكل الخلوي ، وهي مهمة لأنها يمكن أن تؤثر على قدرة البكتيريا على اكتساب العناصر الغذائية والالتصاق بالأسطح والسباحة عبر السوائل والهروب من الحيوانات المفترسة. [37] [38]

    توجد العديد من الأنواع البكتيرية ببساطة كخلايا مفردة ، بينما يرتبط البعض الآخر بأنماط مميزة: النيسرية شكل ثنائي (أزواج) ، العقدية سلاسل الشكل و المكورات العنقودية تجمع معا في مجموعات "عناقيد العنب". يمكن أن تتجمع البكتيريا أيضًا لتشكيل هياكل متعددة الخلايا أكبر ، مثل الخيوط الطويلة أكتينوباكتيريا، مجاميع البكتيريا المخاطيةو الواصلة المعقدة لـ ستربتوميسيس. [39] غالبًا ما تُرى هذه الهياكل متعددة الخلايا فقط في ظروف معينة. على سبيل المثال ، عند تجويع الأحماض الأمينية ، تكتشف البكتيريا المخاطية الخلايا المحيطة في عملية تُعرف باسم استشعار النصاب ، وتهاجر نحو بعضها البعض ، وتتجمع لتشكيل أجسام مثمرة يصل طولها إلى 500 ميكرومتر وتحتوي على ما يقرب من 100000 خلية بكتيرية. [40] في هذه الأجسام المثمرة ، تؤدي البكتيريا مهامًا منفصلة ، على سبيل المثال ، تهاجر حوالي خلية واحدة من كل عشر خلايا إلى الجزء العلوي من الجسم الثمر وتتحول إلى حالة نائمة متخصصة تسمى بوغ مخاطي ، وهي أكثر مقاومة للجفاف وغيرها من العوامل البيئية الضارة. شروط. [41]

    غالبًا ما تلتصق البكتيريا بالأسطح وتشكل تجمعات كثيفة تسمى الأغشية الحيوية ، وتشكيلات أكبر تُعرف باسم الحصائر الميكروبية. يمكن أن تتراوح سماكة هذه الأغشية الحيوية والحصائر من بضعة ميكرومتر إلى عمق يصل إلى نصف متر ، وقد تحتوي على أنواع متعددة من البكتيريا والطلائعيات والعتائق. تُظهر البكتيريا التي تعيش في الأغشية الحيوية ترتيبًا معقدًا للخلايا والمكونات خارج الخلية ، وتشكل هياكل ثانوية ، مثل المستعمرات الدقيقة ، والتي من خلالها توجد شبكات من القنوات لتمكين انتشار أفضل للمغذيات. [42] [43] في البيئات الطبيعية ، مثل التربة أو أسطح النباتات ، ترتبط غالبية البكتيريا بأسطح الأغشية الحيوية. [44] تعتبر الأغشية الحيوية مهمة أيضًا في الطب ، حيث توجد هذه الهياكل غالبًا أثناء الالتهابات البكتيرية المزمنة أو في التهابات الأجهزة الطبية المزروعة ، كما أن قتل البكتيريا المحمية داخل الأغشية الحيوية يكون أصعب بكثير من قتل البكتيريا الفردية المعزولة. [45]

    الهياكل داخل الخلايا

    يحيط بالخلية البكتيرية غشاء خلوي يتكون أساسًا من الدهون الفوسفورية. يحيط هذا الغشاء محتويات الخلية ويعمل كحاجز للاحتفاظ بالمغذيات والبروتينات والمكونات الأساسية الأخرى للسيتوبلازم داخل الخلية. [46] على عكس الخلايا حقيقية النواة ، تفتقر البكتيريا عادةً إلى هياكل كبيرة مرتبطة بالغشاء في السيتوبلازم مثل النواة والميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء والعضيات الأخرى الموجودة في الخلايا حقيقية النواة. [47] ومع ذلك ، فإن بعض البكتيريا لديها عضيات مرتبطة بالبروتين في السيتوبلازم والتي تقسم جوانب التمثيل الغذائي البكتيري ، [48] [49] مثل الكربوكسيسوم. [50] بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك البكتيريا هيكل خلوي متعدد المكونات للتحكم في توطين البروتينات والأحماض النووية داخل الخلية وإدارة عملية انقسام الخلية. [51] [52] [53]

    تحدث العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية المهمة ، مثل توليد الطاقة ، بسبب تدرجات التركيز عبر الأغشية ، مما يخلق فرقًا محتملًا مشابهًا للبطارية. يعني النقص العام في الأغشية الداخلية في البكتيريا أن هذه التفاعلات ، مثل نقل الإلكترون ، تحدث عبر غشاء الخلية بين السيتوبلازم والجزء الخارجي من الخلية أو المحيط. [54] ومع ذلك ، في العديد من بكتيريا التمثيل الضوئي ، يكون غشاء البلازما مطويًا بدرجة عالية ويملأ معظم الخلية بطبقات من الغشاء الذي يجمع الضوء. [55] قد تشكل هذه المجمعات التي تجمع الضوء هياكل مغلقة للدهون تسمى الكلوروسومات في بكتيريا الكبريت الأخضر. [56]

    لا تحتوي البكتيريا على نواة مرتبطة بالغشاء ، وعادة ما تكون مادتها الجينية عبارة عن كروموسوم بكتيري دائري واحد من الحمض النووي الموجود في السيتوبلازم في جسم غير منتظم الشكل يسمى النواة. [57] يحتوي النوكليود على الكروموسوم مع البروتينات المرتبطة به والحمض النووي الريبي. مثل جميع الكائنات الحية الأخرى ، تحتوي البكتيريا على ريبوسومات لإنتاج البروتينات ، لكن بنية الريبوسوم البكتيري تختلف عن بنية حقيقيات النوى والعتائق. [58]

    تنتج بعض البكتيريا حبيبات تخزين المغذيات داخل الخلايا ، مثل الجليكوجين ، [59] متعدد الفوسفات ، [60] الكبريت [61] أو متعدد هيدروكسي الألكانات. [62] البكتيريا مثل البكتيريا الزرقاء الضوئية ، تنتج فجوات غازية داخلية ، والتي تستخدمها لتنظيم طفوها ، مما يسمح لها بالتحرك لأعلى أو لأسفل في طبقات المياه ذات شدة الضوء المختلفة ومستويات المغذيات. [63]

    الهياكل خارج الخلية

    يوجد جدار الخلية حول الجزء الخارجي من غشاء الخلية. تتكون جدران الخلايا البكتيرية من ببتيدوغليكان (يُسمى أيضًا مورين) ، وهو مصنوع من سلاسل عديد السكاريد المتشابكة بواسطة ببتيدات تحتوي على أحماض أمينية د. [64] تختلف جدران الخلايا البكتيرية عن جدران خلايا النباتات والفطريات ، والتي تتكون من السليلوز والكيتين ، على التوالي. [65] كما يختلف جدار الخلية للبكتيريا عن تلك الموجودة في الأركيا ، والتي لا تحتوي على الببتيدوغليكان. جدار الخلية ضروري لبقاء العديد من البكتيريا ، والمضاد الحيوي البنسلين (الذي ينتجه فطر يسمى بنسيليوم) قادر على قتل البكتيريا عن طريق تثبيط خطوة في تخليق الببتيدوغليكان. [65]

    يوجد على نطاق واسع نوعان مختلفان من جدار الخلية في البكتيريا ، والتي تصنف البكتيريا إلى بكتيريا موجبة الجرام والبكتيريا سالبة الجرام. تنشأ الأسماء من تفاعل الخلايا مع صبغة جرام ، وهو اختبار طويل الأمد لتصنيف الأنواع البكتيرية. [66]

    تمتلك البكتيريا موجبة الجرام جدارًا خلويًا سميكًا يحتوي على طبقات عديدة من أحماض الببتيدوغليكان والتيشويك. في المقابل ، تحتوي البكتيريا سالبة الجرام على جدار خلوي رقيق نسبيًا يتكون من بضع طبقات من الببتيدوغليكان محاط بغشاء دهني ثان يحتوي على عديدات السكاريد الدهنية والبروتينات الدهنية. تحتوي معظم البكتيريا على جدار خلوي سالب الجرام ، وفقط الثبات والبكتيريا الشعاعية (المعروفة سابقًا باسم البكتيريا المنخفضة G + C و G + C عالية الموجبة للجرام ، على التوالي) لها الترتيب البديل الموجب للجرام. [67] هذه الاختلافات في التركيب يمكن أن تنتج اختلافات في حساسية المضادات الحيوية على سبيل المثال ، يمكن للفانكومايسين قتل البكتيريا موجبة الجرام فقط وغير فعال ضد مسببات الأمراض سالبة الجرام ، مثل المستدمية النزلية أو الزائفة الزنجارية. [68] بعض البكتيريا لها هياكل جدار خلوي لا تكون موجبة الجرام أو سالبة الجرام. وهذا يشمل البكتيريا المهمة سريريًا مثل الفطريات التي لها جدار خلوي ببتيدوغليكان سميك مثل بكتيريا موجبة الجرام ، ولكن أيضًا طبقة خارجية ثانية من الدهون. [69]

    في العديد من البكتيريا ، تغطي طبقة S من جزيئات البروتين المصفوفة بشكل صارم السطح الخارجي للخلية. [70] توفر هذه الطبقة حماية كيميائية وفيزيائية لسطح الخلية ويمكن أن تعمل كحاجز انتشار جزيئي ضخم. تحتوي الطبقات S على وظائف متنوعة ولكنها في الغالب غير مفهومة جيدًا ، ولكن من المعروف أنها تعمل كعوامل ضراوة في كامبيلوباكتر وتحتوي على إنزيمات سطحية في Bacillus stearothermophilus. [71]

    الأسواط عبارة عن هياكل بروتينية صلبة ، يبلغ قطرها حوالي 20 نانومترًا ويصل طولها إلى 20 ميكرومترًا ، وتستخدم للحركة. يتم تحريك فلاجيلا من خلال الطاقة المنبعثة عن طريق نقل الأيونات إلى أسفل التدرج الكهروكيميائي عبر غشاء الخلية. [72]

    Fimbriae (تسمى أحيانًا "الشعيرة المرفقة") عبارة عن خيوط دقيقة من البروتين ، يبلغ قطرها عادة 2-10 نانومتر ويصل طولها إلى عدة ميكرومترات. تتوزع على سطح الخلية وتشبه الشعر الناعم عند رؤيتها تحت المجهر الإلكتروني. يعتقد أن Fimbriae متورط في التعلق بالأسطح الصلبة أو بالخلايا الأخرى ، وهي ضرورية لضراوة بعض مسببات الأمراض البكتيرية. [73] بيلي (يغني. Pilus) هي زوائد خلوية ، أكبر قليلاً من fimbriae ، يمكنها نقل المادة الوراثية بين الخلايا البكتيرية في عملية تسمى الاقتران حيث يطلق عليها الاقتران pili أو sex pili (انظر الوراثة البكتيرية ، أدناه). [74] يمكنهم أيضًا توليد الحركة حيث يطلق عليهم النوع الرابع pili. [75]

    يتم إنتاج Glycocalyx بواسطة العديد من البكتيريا لتطويق خلاياها ، ويختلف في التعقيد الهيكلي: بدءًا من طبقة مخاطية غير منظمة من المواد البوليمرية خارج الخلية إلى كبسولة عالية التنظيم. يمكن لهذه الهياكل حماية الخلايا من ابتلاع الخلايا حقيقية النواة مثل البلاعم (جزء من جهاز المناعة البشري). [76] يمكن أن تعمل أيضًا كمستضدات وأن تشارك في التعرف على الخلايا ، بالإضافة إلى مساعدة الارتباط بالأسطح وتشكيل الأغشية الحيوية. [77]

    يعتمد تجميع هذه الهياكل خارج الخلية على أنظمة الإفراز البكتيري. تنقل هذه البروتينات من السيتوبلازم إلى المحيط المحيط بالخلية أو إلى البيئة المحيطة بالخلية. العديد من أنواع أنظمة الإفراز معروفة وغالبًا ما تكون هذه الهياكل ضرورية لضراوة مسببات الأمراض ، لذلك تتم دراستها بشكل مكثف. [78]

    الإندوسبورات

    أجناس معينة من البكتيريا موجبة الجرام ، مثل عصية, المطثية, سبوروهالوباكتر, اللاهوائية، و الهليوباكتيريوم، يمكن أن تشكل هياكل نائمة ومقاومة للغاية تسمى الأبواغ. [79] تتطور الإندوسبورات داخل السيتوبلازم للخلية بشكل عام يتطور بوغ داخلي واحد في كل خلية. [80] يحتوي كل بوغ داخلي على نواة من الحمض النووي والريبوزومات محاطة بطبقة قشرة ومحمية بطبقة صلبة متعددة الطبقات تتكون من الببتيدوغليكان ومجموعة متنوعة من البروتينات. [80]

    لا تظهر الإندوسبورات أي استقلاب يمكن اكتشافه ويمكنها تحمل الضغوط الفيزيائية والكيميائية الشديدة ، مثل المستويات العالية من الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما والمنظفات والمطهرات والحرارة والتجميد والضغط والجفاف. [81] في هذه الحالة السباتية ، قد تظل هذه الكائنات الحية قابلة للحياة لملايين السنين ، [82] [83] [84] وتسمح الأبواغ الداخلية للبكتيريا بالبقاء على قيد الحياة من التعرض للفراغ والإشعاع في الفضاء ، وربما يمكن توزيع البكتيريا في جميع أنحاء العالم. الكون عن طريق الغبار الفضائي ، النيازك ، الكويكبات ، المذنبات ، الكواكب أو عن طريق البانسبيرميا الموجهة. [85] [86] يمكن أن تسبب البكتيريا المكونة للبوغ أيضًا المرض: على سبيل المثال ، يمكن أن تنتقل الجمرة الخبيثة عن طريق استنشاق عصيات الجمرة الخبيثة الأبواغ ، وتلوث الجروح العميقة كلوستريديوم الكزازية الإندوسبورات تسبب الكزاز. [87]

    تُظهر البكتيريا مجموعة متنوعة للغاية من أنواع التمثيل الغذائي. [88] تم استخدام توزيع السمات الأيضية داخل مجموعة من البكتيريا تقليديًا لتحديد تصنيفها ، ولكن هذه السمات غالبًا لا تتوافق مع التصنيفات الجينية الحديثة. [89] يتم تصنيف التمثيل الغذائي البكتيري إلى مجموعات غذائية على أساس ثلاثة معايير رئيسية: مصدر الطاقة ، والجهات المانحة للإلكترون المستخدمة ، ومصدر الكربون المستخدم للنمو. [90]

    تستمد البكتيريا الطاقة من الضوء باستخدام عملية التمثيل الضوئي (تسمى التغذية الضوئية) ، أو عن طريق تكسير المركبات الكيميائية باستخدام الأكسدة (تسمى التغذية الكيميائية). [91] تستخدم المواد الكيميائية التغذوية المركبات الكيميائية كمصدر للطاقة عن طريق نقل الإلكترونات من متبرع إلكترون معين إلى متقبل طرفي للإلكترون في تفاعل الأكسدة والاختزال. يطلق هذا التفاعل طاقة يمكن استخدامها لتحفيز عملية التمثيل الغذائي. يتم تقسيم المواد الكيميائية أيضًا حسب أنواع المركبات التي تستخدمها لنقل الإلكترونات. تسمى البكتيريا التي تستخدم مركبات غير عضوية مثل الهيدروجين أو أول أكسيد الكربون أو الأمونيا كمصادر للإلكترونات lithotrophs ، بينما تسمى البكتيريا التي تستخدم المركبات العضوية بالتغذية العضوية. [91] تُستخدم المركبات المستخدمة في استقبال الإلكترونات أيضًا لتصنيف البكتيريا: تستخدم الكائنات الهوائية الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترون ، بينما تستخدم الكائنات اللاهوائية مركبات أخرى مثل النترات أو الكبريتات أو ثاني أكسيد الكربون. [91]

    تحصل العديد من البكتيريا على الكربون من الكربون العضوي الآخر ، والذي يُطلق عليه اسم "التغذية غير المتجانسة". البعض الآخر مثل البكتيريا الزرقاء وبعض البكتيريا الأرجوانية ذاتية التغذية ، مما يعني أنها تحصل على الكربون الخلوي عن طريق تثبيت ثاني أكسيد الكربون. [92] في ظروف غير معتادة ، يمكن استخدام غاز الميثان بواسطة البكتيريا الميثانية التغذية كمصدر للإلكترونات وركيزة لأبناء الكربون. [93]

    الأنواع الغذائية في التمثيل الغذائي البكتيري
    النوع الغذائي مصدر للطاقة مصدر الكربون أمثلة
    فوتوتروفس ضوء الشمس المركبات العضوية (التغذية الضوئية) أو تثبيت الكربون (التغذية الضوئية) البكتيريا الزرقاء أو بكتيريا الكبريت الأخضر أو ​​الكلوروفليكسي أو البكتيريا الأرجواني
    ليثوتروفس مركبات غير عضوية المركبات العضوية (lithoheterotrophs) أو تثبيت الكربون (lithoautotrophs) البكتيريا الحرارية ، Hydrogenophilaceae، أو Nitrospirae
    التغذية العضوية مركبات العضوية المركبات العضوية (مواد التغذية الكيميائية) أو التثبيت بالكربون (المواد الكيميائية المغذية) عصية, المطثية أو المعوية

    من نواحٍ عديدة ، يوفر التمثيل الغذائي البكتيري سمات مفيدة للاستقرار البيئي وللمجتمع البشري. أحد الأمثلة هو أن بعض البكتيريا لديها القدرة على تثبيت غاز النيتروجين باستخدام إنزيم النيتروجيناز. يمكن العثور على هذه السمة المهمة بيئيًا في بكتيريا معظم أنواع التمثيل الغذائي المذكورة أعلاه. [94] وهذا يؤدي إلى العمليات الهامة بيئيًا المتمثلة في نزع النتروجين ، واختزال الكبريتات ، وتكوين الأسيتات ، على التوالي. [95] [96] تعتبر عمليات التمثيل الغذائي البكتيرية مهمة أيضًا في الاستجابات البيولوجية للتلوث ، على سبيل المثال ، تعد البكتيريا التي تقلل الكبريتات مسؤولة إلى حد كبير عن إنتاج الأشكال عالية السمية من الزئبق (ميثيل وثنائي ميثيل الزئبق) في البيئة. [97] تستخدم اللاهوائية غير التنفسية التخمر لتوليد الطاقة وتقليل الطاقة ، وإفراز المنتجات الثانوية الأيضية (مثل الإيثانول في التخمير) كنفايات. يمكن للكائنات اللاهوائية الاختيارية التبديل بين التخمير ومستقبلات الإلكترونات الطرفية المختلفة اعتمادًا على الظروف البيئية التي يجدون أنفسهم فيها. [98]

    على عكس الكائنات متعددة الخلايا ، ترتبط الزيادات في حجم الخلية (نمو الخلية) والتكاثر عن طريق الانقسام الخلوي ارتباطًا وثيقًا في الكائنات أحادية الخلية. تنمو البكتيريا إلى حجم ثابت ثم تتكاثر من خلال الانشطار الثنائي ، وهو شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي. [99] في ظل الظروف المثلى ، يمكن أن تنمو البكتيريا وتنقسم بسرعة كبيرة ، ويمكن أن تتضاعف أعداد البكتيريا بسرعة كل 9.8 دقيقة. [100] في حالة الانقسام الخلوي ، يتم إنتاج خليتين ابنتيتين متطابقتين. بعض البكتيريا ، بينما لا تزال تتكاثر لاجنسيًا ، تشكل هياكل تكاثر أكثر تعقيدًا تساعد في تشتيت الخلايا الوليدة المشكلة حديثًا. وتشمل الأمثلة الاثمار تكوين الجسم عن طريق البكتيريا المخاطية وتشكيل خيوط جوية بواسطة ستربتوميسيسأو في مهدها. ينطوي التبرعم على خلية تشكل نتوءًا ينفصل وينتج خلية ابنة. [101]

    في المختبر ، تُزرع البكتيريا عادةً باستخدام وسائط صلبة أو سائلة. تُستخدم وسائط النمو الصلبة ، مثل ألواح الأجار ، لعزل الثقافات النقية للسلالة البكتيرية. ومع ذلك ، يتم استخدام وسائط النمو السائلة عند الحاجة إلى قياس النمو أو كميات كبيرة من الخلايا. يحدث النمو في الوسائط السائلة المقلبة كتعليق خلية متساوي ، مما يجعل من السهل تقسيم الثقافات ونقلها ، على الرغم من صعوبة عزل البكتيريا المفردة من الوسائط السائلة. يمكن أن يساعد استخدام الوسائط الانتقائية (الوسائط التي تحتوي على مغذيات معينة مضافة أو ناقصة ، أو مع إضافة المضادات الحيوية) في تحديد كائنات معينة. [103]

    تستخدم معظم التقنيات المختبرية لنمو البكتيريا مستويات عالية من العناصر الغذائية لإنتاج كميات كبيرة من الخلايا بتكلفة زهيدة وبسرعة. ومع ذلك ، في البيئات الطبيعية ، تكون العناصر الغذائية محدودة ، مما يعني أن البكتيريا لا يمكنها الاستمرار في التكاثر إلى أجل غير مسمى. أدى هذا الحد من المغذيات إلى تطور استراتيجيات النمو المختلفة (انظر نظرية الاختيار r / K). يمكن أن تنمو بعض الكائنات الحية بسرعة كبيرة عندما تتوفر العناصر الغذائية ، مثل تكوين الطحالب (والبكتيريا الزرقاء) التي تحدث غالبًا في البحيرات خلال فصل الصيف. [104] الكائنات الحية الأخرى لديها تكيفات مع البيئات القاسية ، مثل إنتاج العديد من المضادات الحيوية عن طريق ستربتوميسيس التي تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة المنافسة. [105] في الطبيعة ، تعيش العديد من الكائنات الحية في مجتمعات (على سبيل المثال ، الأغشية الحيوية) التي قد تسمح بزيادة الإمداد بالمغذيات والحماية من الضغوط البيئية. [44] يمكن أن تكون هذه العلاقات ضرورية لنمو كائن حي معين أو مجموعة من الكائنات الحية (تركيب). [106]

    يتبع النمو البكتيري أربع مراحل. عندما تدخل مجموعة من البكتيريا لأول مرة بيئة غنية بالمغذيات تسمح بالنمو ، تحتاج الخلايا إلى التكيف مع بيئتها الجديدة. المرحلة الأولى من النمو هي مرحلة التأخر ، وهي فترة من النمو البطيء عندما تتكيف الخلايا مع بيئة المغذيات العالية وتستعد للنمو السريع. تتميز مرحلة التأخر بمعدلات تخليق حيوي عالية ، حيث يتم إنتاج البروتينات اللازمة للنمو السريع. [107] [108] المرحلة الثانية من النمو هي المرحلة اللوغاريتمية ، والمعروفة أيضًا بالمرحلة الأسية. تتميز مرحلة السجل بالنمو الأسي السريع. يُعرف المعدل الذي تنمو به الخلايا خلال هذه المرحلة باسم معدل النمو (ك) ، والوقت الذي تستغرقه الخلايا لمضاعفة يُعرف باسم وقت الجيل (ز). أثناء مرحلة اللوغاريتم ، يتم استقلاب العناصر الغذائية بأقصى سرعة حتى يتم استنفاد أحد العناصر الغذائية ويبدأ في الحد من النمو. المرحلة الثالثة من النمو هي مرحلة ثابتة وينتج عن استنفاد المغذيات. تقلل الخلايا من نشاطها الأيضي وتستهلك البروتينات الخلوية غير الأساسية. المرحلة الثابتة هي الانتقال من النمو السريع إلى حالة الاستجابة للضغط ، وهناك زيادة في التعبير عن الجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي ، والتمثيل الغذائي لمضادات الأكسدة ، ونقل المغذيات. [109] المرحلة الأخيرة هي مرحلة الموت حيث تنفد البكتيريا من العناصر الغذائية وتموت. [110]

    تحتوي معظم البكتيريا على كروموسوم دائري واحد يمكن أن يتراوح حجمه من 160.000 زوج قاعدي فقط في البكتيريا التكافلية الداخلية كارسونيلا رودي، [111] إلى 12200000 زوج قاعدي (12.2 ميجا بايت في الثانية) في البكتيريا التي تعيش في التربة السليلوز السورانجيوم. [112] هناك استثناءات كثيرة لهذا ، على سبيل المثال البعض ستربتوميسيس و بوريليا الأنواع تحتوي على كروموسوم خطي واحد ، [113] [114] بينما البعض الآخر فيبريو الأنواع تحتوي على أكثر من كروموسوم واحد. [115] يمكن أن تحتوي البكتيريا أيضًا على البلازميدات ، وجزيئات صغيرة من الكروموسومات الإضافية من الحمض النووي التي قد تحتوي على جينات لمختلف الوظائف المفيدة مثل مقاومة المضادات الحيوية ، وقدرات التمثيل الغذائي ، أو عوامل الفوعة المختلفة. [116]

    عادةً ما تقوم جينومات البكتيريا بتشفير بضع مئات إلى بضعة آلاف من الجينات. عادة ما تكون الجينات في الجينوم البكتيري امتدادًا واحدًا مستمرًا للحمض النووي وعلى الرغم من وجود عدة أنواع مختلفة من الإنترونات في البكتيريا ، إلا أنها أكثر ندرة منها في حقيقيات النوى. [117]

    ترث البكتيريا ، ككائنات لا جنسية ، نسخة متطابقة من جينومات الوالدين وهي نسيليّة. ومع ذلك ، يمكن لجميع البكتيريا أن تتطور عن طريق الانتقاء على التغييرات التي تطرأ على المادة الوراثية DNA الناتجة عن إعادة التركيب الجيني أو الطفرات. تأتي الطفرات من الأخطاء التي تحدث أثناء تكرار الحمض النووي أو من التعرض للمطفرات. تختلف معدلات الطفرات بشكل كبير بين الأنواع المختلفة من البكتيريا وحتى بين الحيوانات المستنسخة المختلفة لنوع واحد من البكتيريا. [118] تأتي التغيرات الجينية في الجينوم البكتيري إما من الطفرة العشوائية أثناء النسخ المتماثل أو "الطفرة الموجهة بالإجهاد" ، حيث يكون للجينات المشاركة في عملية معينة للحد من النمو معدل طفرة متزايد. [119]

    تقوم بعض البكتيريا أيضًا بنقل المادة الوراثية بين الخلايا. يمكن أن يحدث هذا من خلال ثلاث طرق رئيسية. أولاً ، يمكن للبكتيريا أن تأخذ الحمض النووي الخارجي من بيئتها ، في عملية تسمى التحول. [120] يمكن للعديد من البكتيريا أن تمتص الحمض النووي من البيئة بشكل طبيعي ، بينما يجب تغيير أنواع أخرى كيميائيًا لحثها على تناول الحمض النووي. [121] عادة ما يرتبط تطوير الكفاءة في الطبيعة بالظروف البيئية المجهدة ، ويبدو أنه تكيف لتسهيل إصلاح تلف الحمض النووي في الخلايا المتلقية. [122] الطريقة الثانية التي تنقل بها البكتيريا المادة الجينية هي عن طريق التنبيغ ، عندما يؤدي تكامل العاثية إلى إدخال الحمض النووي الغريب في الكروموسوم. توجد أنواع عديدة من العاثيات ، بعضها يصيب البكتيريا المضيفة ويحللها ، بينما يدخل البعض الآخر في الكروموسوم البكتيري. [123] تقاوم البكتيريا عدوى العاثيات من خلال أنظمة تعديل التقييد التي تحط من الحمض النووي الغريب ، [124] ونظام يستخدم تسلسلات كريسبر للاحتفاظ بأجزاء من جينومات العاثيات التي اتصلت بها البكتيريا في الماضي ، مما يسمح لها منع تكاثر الفيروس من خلال شكل من أشكال تدخل الحمض النووي الريبي. [125] [126] الطريقة الثالثة لنقل الجينات هي الاقتران ، حيث يتم نقل الحمض النووي من خلال الاتصال الخلوي المباشر. في الظروف العادية ، ينطوي التنبيغ ، والاقتران ، والتحول على نقل الحمض النووي بين البكتيريا الفردية من نفس النوع ، ولكن في بعض الأحيان قد يحدث النقل بين أفراد من أنواع بكتيرية مختلفة وقد يكون لهذا عواقب كبيرة ، مثل نقل مقاومة المضادات الحيوية. [127] [128] في مثل هذه الحالات ، يسمى اكتساب الجينات من بكتيريا أو بيئة أخرى بنقل الجينات الأفقي وقد يكون شائعًا في ظل الظروف الطبيعية. [129]

    حركة

    العديد من البكتيريا متحركة (قادرة على تحريك نفسها) وتقوم بذلك باستخدام مجموعة متنوعة من الآليات. أفضل ما تمت دراسته هو الأسواط ، وهي خيوط طويلة تدور بواسطة محرك في القاعدة لتوليد حركة تشبه المروحة. [130] يتكون السوط البكتيري من حوالي 20 بروتينًا ، مع ما يقرب من 30 بروتينًا آخر مطلوبًا لتنظيمه وتجميعه. [130] السوط عبارة عن هيكل دوار مدفوع بمحرك عكسي في القاعدة يستخدم التدرج الكهروكيميائي عبر الغشاء للحصول على الطاقة. [131]

    يمكن للبكتيريا استخدام الأسواط بطرق مختلفة لتوليد أنواع مختلفة من الحركة. العديد من البكتيريا (مثل بكتريا قولونية) وضعان متميزان للحركة: الحركة إلى الأمام (السباحة) والهبوط. يتيح لهم التراجع إعادة التوجيه ويجعل حركتهم مسيرة عشوائية ثلاثية الأبعاد. [132] تختلف الأنواع البكتيرية في عدد وترتيب الأسواط على سطحها ، وبعضها يحتوي على سوط واحد (رتيب) ، سوط في كل طرف (برمائي) ، مجموعات من الأسواط في أقطاب الخلية (لوفوتريشوس) ، في حين أن الآخرين لديهم سوط موزعة على كامل سطح الخلية (peritrichous). تم العثور على سوط مجموعة فريدة من البكتيريا ، spirochaetes ، بين غشاءين في الفضاء المحيط بالبلازما. لديهم جسم حلزوني مميز يلتف حوله أثناء تحركه. [130]

    هناك نوعان آخران من الحركة البكتيرية تسمى حركية الوخز التي تعتمد على بنية تسمى النوع الرابع بيلوس ، [133] وحركة الانزلاق ، التي تستخدم آليات أخرى. في حركية الوخز ، يمتد القضيب الشبيه بالقضيب من الخلية ، ويربط بعض الركيزة ، ثم يتراجع ، ويسحب الخلية إلى الأمام. [134]

    تنجذب البكتيريا المتحركة أو تنفر من خلال محفزات معينة في سلوكيات تسمى الضرائب: هذه تشمل الانجذاب الكيميائي ، والمحور الضوئي ، وسيارات الأجرة العاملة بالطاقة ، والانجذاب المغناطيسي. [135] [136] [137] في مجموعة واحدة غريبة ، البكتيريا المخاطية ، تتحرك البكتيريا الفردية معًا لتشكيل موجات من الخلايا التي تتمايز بعد ذلك لتشكل أجسامًا مثمرة تحتوي على جراثيم. [41] لا تتحرك البكتيريا المخاطية إلا عندما تكون على الأسطح الصلبة ، على عكس بكتريا قولونية، وهو متحرك في الوسائط السائلة أو الصلبة. [138]

    العديد من الليستريا و شيغيلا تتحرك الأنواع داخل الخلايا المضيفة عن طريق اغتصاب الهيكل الخلوي ، والذي يستخدم عادة لتحريك العضيات داخل الخلية. من خلال تعزيز بلمرة الأكتين في قطب واحد من خلاياهم ، يمكنهم تكوين نوع من الذيل يدفعهم عبر سيتوبلازم الخلية المضيفة. [139]

    تواصل

    عدد قليل من البكتيريا لديها أنظمة كيميائية تولد الضوء. غالبًا ما يحدث هذا التلألؤ البيولوجي في البكتيريا التي تعيش جنبًا إلى جنب مع الأسماك ، وربما يعمل الضوء على جذب الأسماك أو الحيوانات الكبيرة الأخرى. [140]

    غالبًا ما تعمل البكتيريا كمجموعات متعددة الخلايا تُعرف باسم الأغشية الحيوية ، وتتبادل مجموعة متنوعة من الإشارات الجزيئية للاتصال بين الخلايا ، وتنخرط في سلوك متعدد الخلايا منسق. [141] [142]

    تشمل الفوائد المشتركة للتعاون متعدد الخلايا التقسيم الخلوي للعمل ، والوصول إلى الموارد التي لا يمكن لخلايا مفردة استخدامها بفعالية ، والدفاع الجماعي ضد الخصوم ، وتحسين بقاء السكان من خلال التمايز إلى أنواع خلايا متميزة. [141] على سبيل المثال ، يمكن أن تزيد مقاومة البكتيريا الموجودة في الأغشية الحيوية للعوامل المضادة للبكتيريا بأكثر من 500 مرة من مقاومة البكتيريا "العوالق" الفردية من نفس النوع. [142]

    يُطلق على أحد أنواع الاتصالات بين الخلايا عن طريق إشارة جزيئية اسم استشعار النصاب ، والذي يخدم غرض تحديد ما إذا كانت هناك كثافة سكانية محلية عالية بما يكفي بحيث يكون من المفيد الاستثمار في العمليات التي لا تنجح إلا إذا كانت أعداد كبيرة من مماثلة تتصرف الكائنات الحية بشكل مشابه ، كما هو الحال في إفراز الإنزيمات الهاضمة أو إصدار الضوء. [143] [144]

    يسمح استشعار النصاب للبكتيريا بتنسيق التعبير الجيني ، وتمكنها من إنتاج وإطلاق واكتشاف المحرضات الذاتية أو الفيرومونات التي تتراكم مع النمو في عدد الخلايا. [145]

    يسعى التصنيف إلى وصف تنوع الأنواع البكتيرية عن طريق تسمية الكائنات الحية وتجميعها على أساس أوجه التشابه. يمكن تصنيف البكتيريا على أساس بنية الخلية أو التمثيل الغذائي الخلوي أو على أساس الاختلافات في مكونات الخلية ، مثل الحمض النووي والأحماض الدهنية والأصباغ والمستضدات والكينون. [103] بينما سمحت هذه المخططات بتحديد وتصنيف السلالات البكتيرية ، لم يكن من الواضح ما إذا كانت هذه الاختلافات تمثل تباينًا بين الأنواع المتميزة أو بين سلالات من نفس النوع. كان عدم اليقين هذا ناتجًا عن نقص الهياكل المميزة في معظم البكتيريا ، فضلاً عن نقل الجينات الجانبي بين الأنواع غير ذات الصلة. [١٤٧] بسبب نقل الجينات الجانبي ، يمكن أن يكون لبعض البكتيريا ذات الصلة الوثيقة أشكال مختلفة للغاية وعمليات التمثيل الغذائي.للتغلب على عدم اليقين هذا ، يركز التصنيف البكتيري الحديث على النظاميات الجزيئية ، باستخدام التقنيات الجينية مثل تحديد نسبة الجوانين في السيتوزين ، وتهجين الجينوم الجينوم ، بالإضافة إلى تسلسل الجينات التي لم تخضع لنقل جيني جانبي واسع النطاق ، مثل جين الرنا الريباسي. [148] يتم تحديد تصنيف البكتيريا من خلال النشر في المجلة الدولية لعلم الجراثيم النظامي ، [149] ودليل بيرجي لعلم الجراثيم النظامي. [150] تحافظ اللجنة الدولية لعلم الجراثيم النظامي (ICSB) على القواعد الدولية لتسمية البكتيريا والفئات التصنيفية وترتيبها في المدونة الدولية لتسميات البكتيريا. [151]

    تم تطبيق مصطلح "البكتيريا" بشكل تقليدي على جميع بدائيات النوى المجهرية أحادية الخلية. ومع ذلك ، أظهر النظاميات الجزيئية أن الحياة بدائية النواة تتكون من مجالين منفصلين ، كان يطلق عليهما في الأصل يوبكتيريا و العتائق، ولكن يسمى الآن بكتيريا و العتيقة التي تطورت بشكل مستقل عن سلف مشترك قديم. [1] ترتبط البدئيات وحقيقيات النوى ببعضها البعض ارتباطًا وثيقًا أكثر من ارتباط أي منهما بالبكتيريا. هذان المجالان ، إلى جانب Eukarya ، هما أساس نظام المجالات الثلاثة ، والذي يعد حاليًا نظام التصنيف الأكثر استخدامًا في علم الأحياء الدقيقة. [152] ومع ذلك ، نظرًا للإدخال الحديث نسبيًا للمنظومات الجزيئية والزيادة السريعة في عدد تسلسلات الجينوم المتاحة ، يظل التصنيف البكتيري مجالًا متغيرًا ومتوسعًا. [153] [154] على سبيل المثال ، جادل كافاليير سميث بأن العتائق وحقيقيات النوى تطورت من بكتيريا إيجابية الجرام. [155]

    التعرف على البكتيريا في المختبر له أهمية خاصة في الطب ، حيث يتم تحديد العلاج الصحيح من خلال الأنواع البكتيرية المسببة للعدوى. وبالتالي ، كانت الحاجة إلى تحديد مسببات الأمراض البشرية دافعًا رئيسيًا لتطوير تقنيات لتحديد البكتيريا. [156]

    ال غرام وصمة عارتم تطويره في عام 1884 من قبل هانز كريستيان جرام ، وهو يميز البكتيريا بناءً على الخصائص الهيكلية لجدرانها الخلوية. [66] تلون الطبقات السميكة من الببتيدوغليكان في جدار الخلية "موجب الجرام" باللون الأرجواني ، بينما يظهر جدار الخلية الرقيق "سالب الجرام" باللون الوردي. من خلال الجمع بين التشكل وتلطيخ الجرام ، يمكن تصنيف معظم البكتيريا على أنها تنتمي إلى واحدة من أربع مجموعات (مكورات موجبة الجرام ، عصيات موجبة الجرام ، عصيات سالبة الجرام ، عصيات سالبة الجرام). من الأفضل التعرف على بعض الكائنات الحية عن طريق البقع بخلاف صبغة جرام ، خاصةً البكتيريا المتفطرة أو نوكارديا، والتي تظهر ثبات الحمض على بقع زيل - نيلسن أو بقع مشابهة. [157] قد تحتاج الكائنات الحية الأخرى إلى التعرف عليها من خلال نموها في وسط خاص ، أو عن طريق تقنيات أخرى ، مثل الأمصال. [158]

    تم تصميم تقنيات الاستزراع لتعزيز النمو والتعرف على بكتيريا معينة ، مع تقييد نمو البكتيريا الأخرى في العينة. غالبًا ما يتم تصميم هذه التقنيات لعينات محددة على سبيل المثال ، سيتم معالجة عينة من البلغم لتحديد الكائنات الحية التي تسبب الالتهاب الرئوي ، بينما تُزرع عينات البراز على وسائط انتقائية لتحديد الكائنات الحية التي تسبب الإسهال ، مع منع نمو البكتيريا غير المسببة للأمراض. تُزرع العينات التي تكون عقيمة عادةً ، مثل الدم أو البول أو السائل الشوكي ، في ظل ظروف مصممة لتنمية جميع الكائنات الحية الممكنة. [103] [159] بمجرد عزل الكائن الممرض ، يمكن تمييزه بشكل أكبر من خلال شكله وأنماط نموه (مثل النمو الهوائي أو اللاهوائي) وأنماط انحلال الدم والتلطيخ. [160]

    كما هو الحال مع التصنيف البكتيري ، يتزايد استخدام الأساليب الجزيئية لتحديد البكتيريا. تحظى عمليات التشخيص التي تستخدم الأدوات القائمة على الحمض النووي ، مثل تفاعل البوليميراز المتسلسل ، بشعبية متزايدة بسبب خصوصيتها وسرعتها ، مقارنة بالطرق القائمة على الثقافة. [161] تسمح هذه الطرق أيضًا باكتشاف وتحديد الخلايا "القابلة للحياة ولكن غير القابلة للزراعة" النشطة الأيضية ولكنها غير مقسمة. [162] ومع ذلك ، حتى باستخدام هذه الأساليب المحسنة ، فإن العدد الإجمالي للأنواع البكتيرية غير معروف ولا يمكن تقديره بأي قدر من اليقين. بعد التصنيف الحالي ، يوجد أقل بقليل من 9300 نوع معروف من بدائيات النوى ، والتي تشمل البكتيريا والعتائق [163] ولكن محاولات تقدير العدد الحقيقي للتنوع البكتيري تراوحت بين 10 7 إلى 10 9 أنواع - وحتى هذه التقديرات المتنوعة قد يكون خارج بعدة أوامر من حيث الحجم. [164] [165]

    شجرة النشوء والتطور

    وفقًا لتحليل النشوء والتطور لـ Zhu (2019) ، يمكن أن تكون العلاقات على النحو التالي: [166]

    على الرغم من بساطتها الواضحة ، يمكن للبكتيريا تكوين روابط معقدة مع الكائنات الحية الأخرى. يمكن تقسيم هذه الارتباطات التكافلية إلى التطفل والتكافل والتعايش. نظرًا لصغر حجمها ، تنتشر البكتيريا المتعايشة في كل مكان وتنمو على الحيوانات والنباتات تمامًا كما ستنمو على أي سطح آخر. ومع ذلك ، يمكن زيادة نموها عن طريق الدفء والعرق ، كما أن أعدادًا كبيرة من هذه الكائنات في البشر هي سبب الرائحة الكريهة. [168]

    الحيوانات المفترسة

    بعض أنواع البكتيريا تقتل ثم تستهلك الكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، وتسمى هذه الأنواع البكتيريا المفترسة. [169] وتشمل هذه الكائنات الحية مثل Myxococcus xanthus، التي تشكل أسرابًا من الخلايا تقتل وتهضم أي بكتيريا تصادفها. [170] تلتصق مفترسات بكتيرية أخرى بفرائسها من أجل هضمها وامتصاص العناصر الغذائية ، مثل فامبيروفيبريو كلورلافوروس، [171] أو تغزو خلية أخرى وتتكاثر داخل العصارة الخلوية ، مثل دابتوباكتر. [172] يُعتقد أن هذه البكتيريا المفترسة قد تطورت من الرخويات التي استهلكت الكائنات الحية الدقيقة الميتة ، من خلال التكيفات التي سمحت لها بإيقاع كائنات أخرى وقتلها. [173]

    المتعاونون

    تشكل بكتيريا معينة روابط مكانية وثيقة ضرورية لبقائها على قيد الحياة. تحدث إحدى هذه الارتباطات المتبادلة ، والتي تسمى نقل الهيدروجين بين الأنواع ، بين مجموعات من البكتيريا اللاهوائية التي تستهلك الأحماض العضوية ، مثل حمض الزبد أو حمض البروبيونيك ، وتنتج الهيدروجين ، والأركيا الميثانوجينية التي تستهلك الهيدروجين. [174] البكتيريا في هذا الارتباط غير قادرة على استهلاك الأحماض العضوية لأن هذا التفاعل ينتج الهيدروجين الذي يتراكم في محيطها. فقط الارتباط الوثيق مع الأركيا المستهلكة للهيدروجين يحافظ على تركيز الهيدروجين منخفضًا بما يكفي للسماح للبكتيريا بالنمو. [175]

    في التربة ، تقوم الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في منطقة الجذور (منطقة تشمل سطح الجذر والتربة التي تلتصق بالجذر بعد الاهتزاز اللطيف) بتثبيت النيتروجين ، وتحويل غاز النيتروجين إلى مركبات نيتروجينية. [176] يعمل هذا على توفير شكل سهل الامتصاص من النيتروجين للعديد من النباتات ، والتي لا يمكنها إصلاح النيتروجين بنفسها. تم العثور على العديد من البكتيريا الأخرى على أنها متكافلة في البشر والكائنات الحية الأخرى. على سبيل المثال ، يمكن أن يساهم وجود أكثر من 1000 نوع من البكتيريا في بكتيريا الأمعاء البشرية الطبيعية في الأمعاء ، في تكوين مناعة الأمعاء ، وتوليف الفيتامينات ، مثل حمض الفوليك وفيتامين ك والبيوتين ، وتحويل السكريات إلى حمض اللاكتيك (انظر اكتوباكيللوس) ، وكذلك تخمير الكربوهيدرات المعقدة غير القابلة للهضم. [177] [178] [179] كما أن وجود فلورا الأمعاء يمنع نمو البكتيريا المُمرضة (عادة من خلال الاستبعاد التنافسي) وبالتالي يتم بيع هذه البكتيريا المفيدة كمكملات غذائية بروبيوتيك. [180]

    مسببات الأمراض

    إذا شكلت البكتيريا ارتباطًا طفيليًا بكائنات أخرى ، فإنها تصنف على أنها مسببات الأمراض. البكتيريا المسببة للأمراض هي سبب رئيسي لوفاة الإنسان والمرض وتسبب عدوى مثل التيتانوس (التي يسببها كلوستريديوم الكزازية) ، حمى التيفوئيد ، الدفتيريا ، الزهري ، الكوليرا ، الأمراض المنقولة بالغذاء ، الجذام (التي تسببها الميكوباكتيريوم الجذام) والسل (سببه السل الفطري). قد لا يتم اكتشاف السبب الممرض لمرض طبي معروف إلا بعد سنوات عديدة ، كما كان الحال مع هيليكوباكتر بيلوري ومرض القرحة الهضمية. تعتبر الأمراض البكتيرية مهمة أيضًا في الزراعة ، حيث تسبب البكتيريا بقعة الأوراق ، ولفحة النار والذبول في النباتات ، وكذلك مرض جون والتهاب الضرع والسالمونيلا والجمرة الخبيثة في حيوانات المزرعة. [181]

    كل نوع من أنواع الممرض له طيف مميز من التفاعلات مع مضيفيه من البشر. بعض الكائنات الحية مثل المكورات العنقودية أو العقدية، يمكن أن يسبب التهابات جلدية ، والالتهاب الرئوي ، والتهاب السحايا ، وتعفن الدم ، واستجابة التهابية جهازية تنتج الصدمة ، وتوسع الأوعية الدموية الهائل والموت. [182] ومع ذلك ، فإن هذه الكائنات الحية هي أيضًا جزء من النباتات الطبيعية للإنسان وعادة ما توجد على الجلد أو في الأنف دون أن تسبب أي مرض على الإطلاق. تتسبب الكائنات الحية الأخرى دائمًا في حدوث المرض لدى البشر ، مثل الريكتسيا ، التي تلزم الطفيليات داخل الخلايا القادرة على النمو والتكاثر فقط داخل خلايا الكائنات الحية الأخرى. يسبب أحد أنواع الريكتسيا التيفوس ، بينما يسبب نوع آخر حمى روكي ماونتين المبقعة. الكلاميدياهي فئة أخرى من الطفيليات الملزمة داخل الخلايا ، وتحتوي على أنواع يمكن أن تسبب الالتهاب الرئوي أو عدوى المسالك البولية وقد تكون متورطة في أمراض القلب التاجية. [183] ​​أخيرًا ، بعض الأنواع مثل الزائفة الزنجارية, Burkholderia cenocepacia، و المتفطرة الطيرية، من مسببات الأمراض الانتهازية وتسبب المرض بشكل رئيسي في الأشخاص الذين يعانون من كبت المناعة أو التليف الكيسي. [184] [185]

    يمكن علاج الالتهابات البكتيرية بالمضادات الحيوية ، والتي تصنف على أنها مبيدات للجراثيم إذا كانت تقتل البكتيريا أو تقاوم البكتيريا إذا كانت تمنع نمو البكتيريا فقط. هناك أنواع عديدة من المضادات الحيوية ، وكل فئة تمنع عملية مختلفة في العامل الممرض عن تلك الموجودة في المضيف. من الأمثلة على كيفية إنتاج المضادات الحيوية سمية انتقائية هو الكلورامفينيكول والبوروميسين ، اللذين يثبطان الريبوسوم البكتيري ، ولكن ليس الريبوسوم حقيقيات النوى المختلف هيكليًا. [١٨٦] تستخدم المضادات الحيوية في علاج الأمراض التي تصيب الإنسان وفي الزراعة المكثفة لتعزيز نمو الحيوانات ، حيث قد تساهم في التطور السريع لمقاومة المضادات الحيوية في التجمعات البكتيرية. [187] يمكن الوقاية من العدوى عن طريق إجراءات مطهرة مثل تعقيم الجلد قبل ثقبه بإبرة حقنة ، والعناية المناسبة بالقسطرة الساكنة. يتم أيضًا تعقيم الأدوات الجراحية وأدوات طب الأسنان لمنع التلوث بالبكتيريا. تستخدم المطهرات مثل المبيضات لقتل البكتيريا أو مسببات الأمراض الأخرى على الأسطح لمنع التلوث وتقليل مخاطر العدوى. [188]

    البكتيريا ، وغالبًا ما تكون بكتيريا حمض اللاكتيك ، مثل اكتوباكيللوس و المكورات اللبنية، إلى جانب الخمائر والعفن ، تم استخدامها منذ آلاف السنين في تحضير الأطعمة المخمرة ، مثل الجبن والمخللات وصلصة الصويا ومخلل الملفوف والخل والنبيذ والزبادي. [189] [190]

    إن قدرة البكتيريا على تحلل مجموعة متنوعة من المركبات العضوية رائعة وقد استخدمت في معالجة النفايات والمعالجة الحيوية. غالبًا ما تستخدم البكتيريا القادرة على هضم الهيدروكربونات في البترول لتنظيف الانسكابات النفطية. [191] تمت إضافة الأسمدة إلى بعض الشواطئ في برنس ويليام ساوند في محاولة لتعزيز نمو هذه البكتيريا التي تحدث بشكل طبيعي بعد عام 1989 إكسون فالديز تسرب النفط. كانت هذه الجهود فعالة على الشواطئ التي لم تكن مغطاة بالنفط بكثافة. تستخدم البكتيريا أيضًا في المعالجة الحيوية للنفايات الصناعية السامة. [192] في الصناعة الكيميائية ، تعتبر البكتيريا أكثر أهمية في إنتاج المواد الكيميائية النقية لاستخدامها كأدوية أو كيماويات زراعية. [193]

    يمكن أيضًا استخدام البكتيريا بدلاً من المبيدات الحشرية في المكافحة البيولوجية للآفات. هذا عادة ما ينطوي على Bacillus thuringiensis (وتسمى أيضًا BT) ، وهي بكتيريا موجبة الجرام تعيش في التربة. تُستخدم الأنواع الفرعية من هذه البكتيريا كمبيدات حشرية خاصة بقشريات الأجنحة تحت أسماء تجارية مثل Dipel و Thuricide. [194] نظرًا لخصوصية هذه المبيدات ، فإنها تعتبر صديقة للبيئة ، ولها تأثير ضئيل أو معدوم على البشر والحياة البرية والملقحات وأكثر الحشرات الأخرى فائدة. [195] [196]

    نظرًا لقدرتها على النمو السريع والسهولة النسبية التي يمكن التلاعب بها ، تعد البكتيريا بمثابة حيل عمل لمجالات البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة والكيمياء الحيوية. من خلال إحداث طفرات في الحمض النووي البكتيري وفحص الأنماط الظاهرية الناتجة ، يمكن للعلماء تحديد وظيفة الجينات والإنزيمات والمسارات الأيضية في البكتيريا ، ثم تطبيق هذه المعرفة على الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا. [197] يصل هذا الهدف لفهم الكيمياء الحيوية للخلية إلى أكثر تعبيراتها تعقيدًا في تخليق كميات هائلة من البيانات الحركية للإنزيم والتعبير الجيني في نماذج رياضية لكائنات كاملة. يمكن تحقيق ذلك في بعض البكتيريا المدروسة جيدًا ، مع نماذج من الإشريكية القولونية يتم الآن إنتاج عملية التمثيل الغذائي واختبارها. [198] [199] هذا الفهم لعملية التمثيل الغذائي للبكتيريا وعلم الوراثة يسمح باستخدام التكنولوجيا الحيوية لبكتيريا الهندسة الحيوية لإنتاج البروتينات العلاجية ، مثل الأنسولين أو عوامل النمو أو الأجسام المضادة. [200] [201]

    نظرًا لأهميتها للبحث بشكل عام ، يتم عزل عينات من السلالات البكتيرية وحفظها في مراكز الموارد البيولوجية. هذا يضمن توافر السلالة للعلماء في جميع أنحاء العالم. [202]

    لوحظ البكتيريا لأول مرة من قبل المجهر الهولندي أنتوني فان ليوينهوك في عام 1676 ، باستخدام مجهر أحادي العدسة من تصميمه. [203] ثم نشر ملاحظاته في سلسلة من الرسائل إلى الجمعية الملكية في لندن. [204] [205] [206] كانت البكتيريا هي أكثر الاكتشافات المجهريّة شهرة ليوينهوك. لقد كانوا فقط في حدود ما يمكن أن تصنعه عدساته البسيطة ، وفي واحدة من أكثر الثغرات إثارة في تاريخ العلم ، لم يرها أحد مرة أخرى لأكثر من قرن. [207] وقد اشتملت ملاحظاته أيضًا على الكائنات الأولية التي أطلق عليها اسم حويصلات الحيوانات ، وتم النظر في النتائج التي توصل إليها مرة أخرى في ضوء النتائج الأحدث لنظرية الخلية. [208]

    قدم كريستيان جوتفريد إهرنبرغ كلمة "بكتيريا" في عام 1828. [209] في الواقع ، البكتيريا كان جنسًا يحتوي على بكتيريا غير بوغية على شكل قضيب ، [210] على عكس عصية، وهو جنس من البكتيريا على شكل قضيب مكونة للجراثيم التي حددها إهرنبرغ في عام 1835. [211]

    أوضح لويس باستير في عام 1859 أن نمو الكائنات الحية الدقيقة يسبب عملية التخمير ، وأن هذا النمو لا يرجع إلى التكاثر التلقائي (الخمائر والعفن ، التي ترتبط عادة بالتخمير ، ليست بكتيريا ، بل فطريات). إلى جانب معاصره روبرت كوخ ، كان باستير من أوائل المدافعين عن نظرية جرثومة المرض. [212] قبلهم ، أدرك إجناز سيميلويس وجوزيف ليستر أهمية تعقيم الأيدي في العمل الطبي. تم رفض أفكار سيميلويس وأدان المجتمع الطبي كتابه حول هذا الموضوع ، ولكن بعد أن بدأ ليستر الأطباء في تطهير أيديهم في سبعينيات القرن التاسع عشر. في حين أن سيميلويس الذي بدأ بقواعد غسل اليدين في مستشفاه في أربعينيات القرن التاسع عشر سبق انتشار الأفكار حول الجراثيم نفسها وعزا الأمراض إلى "تحلل المادة العضوية الحيوانية" ، كان ليستر نشطًا في وقت لاحق. [213]

    روبرت كوخ ، رائد في علم الأحياء الدقيقة الطبية ، عمل على الكوليرا والجمرة الخبيثة والسل. في بحثه حول مرض السل ، أثبت كوخ أخيرًا نظرية الجراثيم ، التي حصل عليها على جائزة نوبل في عام 1905. [214] في افتراضات كوخ ، وضع معايير لاختبار ما إذا كان الكائن الحي هو سبب المرض ، وهذه الافتراضات لا تزال قائمة تستخدم اليوم. [215]

    يُقال إن فرديناند كوهن هو مؤسس علم الجراثيم ، ودرس البكتيريا منذ عام 1870. وكان كوهن أول من صنف البكتيريا بناءً على مورفولوجيتها. [216] [217]

    على الرغم من أنه كان معروفًا في القرن التاسع عشر أن البكتيريا هي سبب العديد من الأمراض ، إلا أنه لم تتوفر علاجات فعالة مضادة للبكتيريا. [218] في عام 1910 ، طور بول إيرليش أول مضاد حيوي ، عن طريق تغيير الأصباغ الملطخة بشكل انتقائي اللولبية الشاحبة- اللولبية التي تسبب مرض الزهري - إلى مركبات تقتل بشكل انتقائي الممرض. [219] حصل إيرليش على جائزة نوبل عام 1908 لعمله في علم المناعة ، وكان رائدًا في استخدام البقع للكشف عن البكتيريا والتعرف عليها ، حيث كان عمله أساس صبغة غرام وصمة عار زيل - نيلسن. [220]

    جاءت خطوة كبيرة إلى الأمام في دراسة البكتيريا في عام 1977 عندما أدرك كارل ووز أن العتائق لها سلالة تطورية منفصلة عن البكتيريا. [3] اعتمد هذا التصنيف الجديد للتطور الوراثي على تسلسل الحمض النووي الريبوزي 16S ، وقسم بدائيات النوى إلى مجالين تطوريين ، كجزء من نظام المجالات الثلاثة. [1]

    آدامز ، كيسي ج.ميد ، توماس ج. (2021). "الفصل 15. تصوير البكتيريا بالرنين المغناطيسي المعزز بالتباين". أيونات المعادن في تقنيات التصوير الحيوي. سبرينغر. ص 425 - 435. دوى: 10.1515 / 9783110685701-021.


    شاهد الفيديو: Helico bakterija - zablude i činjenice (كانون الثاني 2023).