میکروبیولوژی

میکروبیولوژی (به فرانسوی: Microbiologie، میکروبیولوژی) (به انگلیسی: Microbiology، مایکروبایالجی) (از یونانی μῑκρος، با تلفظ mīkros، به معنای "کوچک" و βίος که bios خوانده شده و به معنای "زندگی" است و -λογία که به صورت logia خوانده شده و معنای مطالعه کردن دارد)، مطالعه ریزاندامگانی (میکرو-اورگانیسم) است که تک سلولی، چند سلولی یا بی سلولی (بدون سلول) اند.[۱][۲] میکروبیولوژی دربرگیرنده چندین زیرشاخه شامل ویروس‌شناسی، باکتری‌شناسی، آغازیان‌شناسی، قارچ‌شناسی، ایمنی‌شناسی و انگل‌شناسی است.

یک ظرف آگار که بر روی آن به کمک ریزاندامگان خطوطی کشیده شده است.

ریزاندامگان یوکاریتوی دارای اندامک های غشادار اند که شامل قارچ‌ها و آغازیان می شوند، در حالی که تمامی پروکاریوت‌ها ریزاندام اند، اما تمایزشان با بقیه موارد مذکور در نداشتن غشا بوده و جاندارانی چون باکتری‌ها و باستانیان (آرکی ها) را در بر می گیرند.[۳][۴] میکروبیولوژیست‌ها به طور سنتی به کشت، رنگ آمیزی و ریزبینی (میکروسکوپی) در مطالعاتشان تکیه می کنند. با این حال، کمتر از ۱٪ از ریزاندامگان موجود در محیط های معمولی را با ابزارهای کنونی می توان به صورت ایزوله (جدا از محیط) کشت کرد.[۵] میکروبیولوژیست‌ها اغلب به ابزارهای زیست‌شناسی ملکولی چون شناسایی بر اساس توالی یابی DNA تکیه می کنند، مثلا توالی ژنی 16S rRNA جهت شناسایی باکتریایی به کار می رود.

ویروس‌ها به طور متغیر (یعنی توافق نظر کلی وجود ندارد) به عنوان جاندار در نظر گرفته شده اند،[۶] به گونه ای که توسط برخی به عنوان جانداران ساده و توسط برخی دیگر به عنوان ملکول های پیچیده در نظر گرفته شده اند. پریون‌ها هرگز به عنوان ریزاندامگان در نظر گرفه نشده، و توسط ویروس‌شناسان مطالعه می شوند. در گذشته اثرات بالینی پریون ناشی از عفونت ویروسی فرض می شد، اما ویروس شناسان پس از تحقیقات متوجه شدند که "پروتئین های عفونی" دلیل چنین بیماری هایی اند.

وجود ریزاندامگان، قرن‌ها پیش از آن که برای اولین بار مشاهده گردند، پیش بینی شده بودند، به عنوان مثال جینز در هند و مارکوس ترنتیوس وارو در روم باستان جزو چنین پیش بینی کنندگانی بودند. اولین مشاهدات میکروسکوپی ثبت شده، اجسام بارورکننده کپک ها بود که توسط رابرت هوک در ۱۶۶۶ ثبت شد، اما احتمالاً این کشیش مسیحی، آتاناسیوس کیرشه بود که به گفته خودش آن ها را در شیر و مواد فاسد شده در سال ۱۶۵۸ برای اولین بار مشاهده کرده بود. آنتونی فان لیوونهوک را پدر میکروسکوپی به شمار می آورند، چرا که ریزاندامگان میکروسکپی را در دهه ۱۶۷۰ با استفاده از میکروسکوپی که خودش طراحی نموده بود، مشاهده کرد. میکروبیولوژی علمی در قرن ۱۹م میلادی از طریق کارهای لویی پاستور در زمینه میکروبیولوژی پزشکی توسعه و تکوین یافت.

تاریخچهویرایش

نخستین کسی که در مورد جانداران میکروسکوپی اندیشید، دانشمند ایتالیایی، گیرولامو فراکاستورو بود که گمان می‌کرد بیماری‌ها واگیردار هستند. با این که زاخاریاس یانسن در سال ۱۶۰۹ اساس میکروسکوپ را کشف کرد، اما پایه‌ریزی دانش میکروب‌شناسی به قرن ۱۷ میلادی بازمی‌گردد که یک بازرگان پارچهٔ هلندی به نام آنتونی فان لیوون‌هوک توانست با میکروسکوپ اختراعی خود، نخست الیاف پارچه‌ها و سپس دنیایی از جانداران و ذرات ریز را در قطره آب برکه مشاهده کند. او حتی توانست گلبول قرمز را هم ببیند. در اواخر قرن ۱۷ نظریه تولید خودبخودی مورد بحث قرار گرفت. در این زمان بسیاری از دانشمندان از جمله فرانسیکو ردی، فکر می‌کردند میکروارگانیسم‌ها از مواد غیر زنده ایجاد شده‌اند. در سال ۱۷۶۶ اسپالانزانی نتیجه گرفت که میکروب‌ها از هوای غیرسترون وارد محلول‌های غذایی شده و آن‌ها را فاسد می‌کنند. دو دانشمندی که به کنار گذاشتن نظریه خلق‌الساعه کمک شایانی کردند شیمیدان فرانسوی به نام لویی پاستور و پزشک انگلیسی به نام تندال بود. در ۱۰۰ سال گذشته میکروب شناسان موفق به دریافت چند جایزه نوبل شده‌اند.

میکرو-بیولوژی محیطویرایش

به بررسی عوامل زیستی محیط اطراف ما از جمله محیط زیست می‌پردازد. به بررسی چگونگی اثر آلاینده‌ها بر بدن جانداران

میکرو-بیولوژی خاکویرایش

خاک یکی از مکان‌های عمده ریزاندامگان ها (میکروارگانیسم‌ها) محسوب می‌شود. فراوان ترین ریزاندامگان در خاک، باکتری‌ها هستند. خاک باغچه در هر گرم محتوی میلیون‌ها باکتری است. در جاهای عمیق تعداد آن‌ها کاهش می‌یابد. قارچ‌ها به تعداد کمتر از باکتری‌ها در خاک یافت می‌شوند. شاید مهم‌ترین نقش میکروارگانیسم‌های خاک، شرکت آن‌ها در چرخه‌های بیو- ژئوشیمیایی است که به گردش برخی عناصر شیمیایی در طبیعت کمک کرده و آن‌ها را قابل مصرف می‌سازد. میکروب‌شناسان در این زمینه پژوهش‌های زیادی انجام داده‌اند. خاک دارای باکتری‌های تثبیت‌کنندهً ازت می‌باشد که از جمله می‌توان به ازتوباکتر و نیتروزموناس اشاره کرد. خاک همچنین حاوی میکروب‌های بیماری‌زا است که عامل بیماری کزاز یعنی کلستریدیوم تتانی یکی از آن‌هاست.

میکرو-بیولوژی آبویرایش

در میکرو-بیولوژی آب، ریزاندامگان‌ها (میکروارگانیسم‌ها) و فعالیت آن‌ها در آب‌های طبیعی نظیر دریاچه‌ها، برکه‌ها، رودخانه‌ها و دریاها مورد مطالعه قرار می‌گیرد؛ و میکروارگانیسم‌های مفید و مضر برای انسان و سایر جانداران شناسایی می‌شوند.

میکرو-بیولوژی مواد غذاییویرایش

میکروارگانیسم‌ها تغییرات مطلوب و نامطلوب در مواد غذایی پدیدمی‌آورند؛ و از طرف دیگر تهیه بسیاری از فراورده‌های غذایی بدون کمک میکروارگانیسم‌ها، امکان‌پذیر نیست. مانند کلم شور، زیتون رسیده و پنیر. اسیدهای حاصل توسط میکروارگانیسم‌ها و اضافه کردن آن‌ها به مواد غذیی مانند خیار شور آن‌ها را از گزند میکروارگانیسم‌های نامطلوب حفظ می‌کند. این بخش از میکروبیولوژی، امروزه کاربرد زیادی دارد.

عوامل ضد میکروبیویرایش

مواد دارویی موادی هستند که برای درمان بیماری‌های عفونی یا جلوگیری از وقوع بیماری بکار می‌روند. این مواد معمولاً از باکتری ها و قارچ ها بدست می‌آیند و اخیراً برخی از آن‌ها را در کارخانجات می‌سازند. از مواد شیمیایی هنگامی می‌توان برای درمان بیماری‌های عفونی استفاده کرد که دارای اثر سمی انتخابی باشند. یعنی ضمن متوقف کردن رشد یا نابودی عامل مولد بیماری، به سلول میزبان آسیبی نرسانند. علاوه بر سمیت انتخابی، داروها باید بتوانند به داخل بافت‌ها و سلول‌های میزبان نفوذکننده و تغییری در مکانیزم دفاعی طبیعی میزبان به وجود نیاورند. از عوامل ضد میکروبی می‌توان به آنتی‌بیوتیک ها اشاره کرد.

ارتباط میکرو-بیولوژی با سایر علوم میکرو-بیولوژی یک علم کاربردی است که با بسیاری از شاخه‌های علوم رابطه نزدیک دارد. از جمله می‌توان به ژنتیک، پزشکی، زیست‌شناسی سلولی، انگل‌شناسی، قارچ‌شناسی پزشکی و بیوشیمی، گیاهپزشکی اشاره کرد.

جستارهای وابستهویرایش

پانویسویرایش

  1. "Microbiology - Latest research and news | Nature". www.nature.com. Retrieved 2020-02-01.
  2. Madigan M, Martinko J (editors) (2006). Brock Biology of Microorganisms (13th ed.). Pearson Education. p. 1096. ISBN 978-0-321-73551-5.
  3. Whitman, Whilliam B (2015). Whitman, William B; Rainey, Fred; Kämpfer, Peter; Trujillo, Martha; Chun, Jonsik; Devos, Paul; Hedlund, Brian; Dedysh, Svetlana, eds. Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. John Wiley and Sons. CiteSeerX 10.1.1.737.4970. doi:10.1002/9781118960608. ISBN 9781118960608.
  4. Pace, Norman R. (2006). "Time for a change". Nature. 441 (7091): 289. Bibcode:2006Natur.441..289P. doi:10.1038/441289a. ISSN 0028-0836. PMID 16710401. S2CID 4431143.
  5. Nitesh RA, Ludwig W, Schleifer KH (2011). "Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation". Microbiological Reviews. 59 (1): 143–169. PMC 239358. PMID 7535888.
  6. Rice G (2007-03-27). "Are Viruses Alive?". Retrieved 2007-07-23.

برای مطالعه بیشترویرایش

  • Kreft, J.-U.; Plugge, C. M.; Grimm, V.; Prats, C.;  Leveau, J. H. J. "Mighty small: Observing and modeling individual microbes becomes big science»  Proceedings of the National Academy of Sciences, 110, 45, 05-11-2013, pàg. 18027–18028. DOI: 10.1073/pnas.1317472110. ISSN: 0027-8424. PMC: PMC3831448. PMID: 24194530.
  • Madigan M.T., Martinko J.M., Dunlap P-V., Clark D.P. 2009. Brock. Biología de los microorganismos. Pearson Educación, Madrid, pp. 1296

پیوندهای بیرونیویرایش