|
مقدمه
باکتریها گروهی از موجودات تک یاخته‌ای ذره بینی هستند که پوشش بیرونی نسبتا ضخیمی آنها را احاطه کرده است. این موجودات ساختار ساده‌ای دارند و اندازه آنها بین 0.3 تا 4 میکرون است. باکتریها فاقد شبکه آندوپلاسمی ، دستگاه گلژی ، لیزوزومها ، میتوکندریها و واکوئلها هستند. اما در سیتوپلاسم آنها تعداد زیادی ریبوزوم وجود دارد و غشای پلاسمایی آنها دارای زایده‌هایی است، به نام مزوزوم که قاعدتا ارزش میتوکندریها را دارند.هسته باکتریها بدون غشا و هستک است و از سیتوپلاسم جدا نیست و علاوه بر آن بدون کروموزومهای غیرمشابه و جداگانه هستند. DNA در باکتریها رشته درازی است که با چسبیدن دو سر آن به هم به صورت حلقه درآمده است و غالبا فقط یک رشته غول پیکر DNA در باکتری وجود دارد که طول آن در حدود 100 میکرون است، اما این رشته به صورت کلاف در آمده و در نتیجه بسیار کوچک شده است.
|
بیشتر باکتریها فاقد کلروفیل هستند و متابولیسم خود را از راه شیمیوسنتز انجام می‌دهند. معدودی از باکتریها قادر به فتوسنتز هستند، ولی برخلاف گیاهان در واکنشهای فتوسنتز به جای اکسیژن ، گوگرد تولید می‌کنند. این موجودات تک یاخته‌ای ممکن است در هنگام رشد به یکدیگر متصل شوند و تشکیلاتی شبیه به خوشه انگور ، زنجیره و یا رشته بوجود آورند و یا در نوع عالی مانند اکتینومیستها ، میسیلوم تشکیل دهند. برخی باکتریها فاقد دیواره یاخته‌ای بوده (میکوپلاسما) و عده‌ای زندگی داخل یاخته‌ای اجباری دارند.
ساختار تشریحی باکتریها
پوشینه
در بعضی باکتریها ، غلاف ژلاتینی چسبناکی دیواره اسکلتی را احاطه کرده است. این غلاف که غالبا ساختار هیدرات کربنی دارد، پوشینه نام دارد. امروزه دانشمندان معتقدند که پوشینه توسط باکتریها ساخته شده و به خارج ترشح می‌شود، ولی به علت تراکم بسیار زیاد و عدم قابلیت نفوذ و رطوبت پذیری به صورت پوشش در اطراف باکتری باقی می‌ماند. جنس شیمیایی پوشینه بیشتر از پلی ساکاریدها همراه با مواد دیگر است.پوشینه ، باکتری را تا حدی از عوامل نامساعد محیط حفظ می‌کند. وجود پوشینه در باکتریهای بیماری‌زا قدرت بیماری‌زایی آنها را افزایش می‌دهد و گاه باکتریها با از دست دادن پوشینه به نوع بی‌آزار تبدیل می‌شوند. بنابراین نتیجه می‌شود که انواع باکتریهای پوشینه‌دار در برابر دفاع بدن میزبان ، مثلا عمل ریزه خواری گویچه‌های سفید ، بیشتر پایدارترند. برای رنگ آمیزی پوشینه از روش خاصی به نام رنگ آمیزی منفی استفاده می‌کنند.
تاژک
باکتریهای متحرک دارای زواید رشته مانندی به نام تاژک هستند. تاژک اندامکی است بسیار نازک که قاعده آن در سیتوپلاسم قرار داشته، از دیواره عبور می‌کند و در خارج باکتری قرار می‌گیرد. طول تاژک چند برابر طول باکتری ، ولی قطر آن کم است. تاژک از لحاظ ساختار تشریحی از سه قسمت تشکیل شده است:- رشته: بخشی که با رنگ آمیزی دیده می‌شود، رشته نام دارد. از نظر ساختار شیمیایی رشته متشکل از پروتئین ویژه‌ای به نام فلاژلین است. تاژک علاوه بر آنکه عامل حرکت است، از نظر مسائل ایمنی نیز اهمیت دارد، زیرا حاوی پادگن تاژکی یا H است. پادگن H نست به دما حساس است. تفاوت این پادگن در اعضای یک نوع باکتری ، مربوط به تفاوت آمینو اسیدهای تشکیل دهنده آن است. هرگاه در محلولی تاژک به علت تحریک مکانیکی یا عامل دیگری از بین برود، تاژک جدیدی به سرعت ساخته می‌شود.
- قلاب: انتهای رشته در طرف باکتری به قسمت پهن‌تری به نام قلاب متصل می‌شود که اندکی حالت خمیده دارد. قلاب به صورت ساختار مارپیچی بوده و احتمالا دارای الیاف درهم بافته پروتئینی است.
- پیکر پایه: این بخش از تاژک ، قلاب و رشته را به دیواره یاخته و غشای سیتوپلاسمی متصل می‌کند. پیکر پایه از محور کوچکی تشکیل یافته است که از مرکز چند جفت حلقه می‌گذرد. تعداد این حلقه‌ها در باکتریهای گرم منفی ، دو جفت و در باکتریهای گرم مثبت ، یک جفت است در باکتریهای گرم منفی جفت بالایی متشکل از دو حلقه است که به ترتیب در بخش لیپو پلی ساکارید و لایه پپتیدوگلیکان متمرکزند و جفت پایینی نیز که شامل دو حلقه است، به غشای سیتوپلاسمی قلاب می‌شود. باکتریهای گرم مثبت فاقد حلقه در جفت بالایی‌اند.
|
مژک
بعضی از انواع باکتریهای گرم منفی علاوه بر تاژک ضمایم کوچکی به نام مژک دارند. مژکها ، کوچکتر ، کوتاه‌تر و پرشمارتر از تاژکها هستند و ضمنا حرکت یکنواخت موجی نیز ندارند. مژکها بر حسب نوع عمل به دو دسته تقسیم می‌شوند:- مژکهای معمولی: مژکهای معمولی عامل چسبندگی بوده و بر چند نوع‌اند. این نوع مژکها با چسبیدن به سطوح یاخته‌های جانوری و گیاهی و حتی مواد جامد باعث مهاجرت باکتری به طرف منابع سرشار از مواد غذایی می‌شوند و علاوه بر این ، عامل بیماری‌زایی می‌باشند. همچنین دارای خاصیت پادگنی هستند، ولی نوع پادگن آنها با پادگن تاژک متفاوت است.
- مژک جنسی: این نوع مژک از انواع بلندتر و ضخیم‌تر است. تعداد مژکهای جنسی اندک است. مژکها به صورت لوله‌هایی تو خالی از جنس پروتئین هستند، این لوله به ساختار تکمه‌ای شکلی در غشای سیتوپلاسمی منتهی می‌شود و دارای جایگاههای جذب اختصاصی برای برخی از ویروسهای باکتریایی است. تارهای جنسی در عمل آمیختگی نقش دارند.
دیواره
ساختار دیواره باکتری یکی از بارزترین خصوصیات تک یاخته‌ایهای واجد هسته پراکنده است. دیواره باکتری بلافاصله در قسمت بیرونی پرده سیتوپلاسمی قرار دارد و یاخته را از بیرون کاملا می‌پوشاند. هرچند جزئیات ساختار شیمیایی دیواره باکتریها در انواع مختلف ، متفاوت است، ولی چارچوب اصلی آن در تمام باکتریها یکسان بوده و از سه قسمت تشکیل شده است:- اسکلت پلی ساکاریدی: از دو نوع واحد ساختاری به نام ان استیل گلوکز آمین و ان استیل مورامیک اسید تشکیل شده که بطور متناوب بوسیله اتصال بتا _ 1 ، 4 به یکدیگر متصل هستند. این ساختار در تمام باکتریها یکسان است.
- زنجیره‌های تتراپپتیدی: این زنجیره‌ها به مولکول ان استیل مورامیک اسید متصل هستند. هرچند ترکیب آمینو اسیدهای زنجیره در یک گونه ثابت است، ولی در گونه‌های متفاوت گوناگونیهایی به چشم می‌خورد.
- پلهای عرضی: این پلها از نوع پلی پپتید هستند و در انواع باکتریها ، ساختار متفاوتی دارند. پلهای عرضی جایگاه انتهای یک زنجیره تترا پپتیدی را به جایگاه سوم زنجیره مجاور متصل می‌کنند. باکتریها را بر اساس ساختار دیواره به دو گروه باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی تقسیم می‌کنند. در باکتریهای گرم مثبت ، قسمت اعظم آن از موکو پپتید تشکیل شده و ساختاری چند لایه دارد.
دیواره یاخته‌های گرم مثبت دارای مقادیر قابل ملاحظه‌ای از اسیدهای تیکوئیک است و به علت آنکه به سطح یاخته بار منفی می‌دهد، در تعیین موادی که وارد یاخته می‌شوند، نقش دارد. ضخامت لایه موکو پپتید دیواره در باکتریهای گرم منفی کمتر از باکتریهای گرم مثبت است. باکتریهای گرم منفی فاقد اسیدهای تیکوئیک هستند و سطح بیرونی موکو پپتید را لایه‌هایی می‌پوشانند که به ترتیب عبارتند از: لایه لیپوپروتئین ، غشای بیرونی و لایه لیپوپلی ساکارید.
|
|
غشای سیتوپلاسمی
غشای باکتری به صورت پرده نازکی در داخل دیواره باکتری قرار دارد و سیتوپلاسم را کاملا دربرمی‌گیرد. غشا از لحاظ ساختار شیمیایی از ترکیبات لیپیدی حاوی فسفاتید _ پروتئین و مقدار بسیار کمی مواد قندی تشکیل شده و به آسانی رنگهای بازی را به خود جذب می‌کند. در غشای سیتوپلاسمی پروکاریوتها ، استرول وجود ندارد. فضای بین غشای سیتوپلاسمی و دیواره را پرپیلاسم می‌نامند.ساختار غشای سیتوپلاسمی باکتریها همانند سایر یاخته‌ها متشکل از مولکولهای چربی و پروتئین است. غشا ، نیمه تراوا است. معمولا مولکولهای کوچک می‌توانند از غشا عبور کنند، ولی مولکولهای بزرگ ابتدا توسط آنزیمهای خارجی باکتری به مولکولهای کوچکتر تبدیل و سپس جذب غشا می‌شوند. غشا در جذب و دفع مواد ، رنگ پذیری باکتریها و تقسیم یاخته‌ای نقش دارد.
مزوزومها
مزوزوم از فرورفتگی غشای سیتوپلاسمی به درون سیتوپلاسم و اغلب در محل تقسیم دیواره بوجود می‌آید. مزوزوم در باکتریهای گرم مثبت ، بزرگتر از باکتریهای گرم منفی است و تعداد مزوزومها در باکتریها یک یا چند عدد است. مزوزوم در عمل تقسیم DNA ، تقسیم یاخته‌ای و همچنین تبدیل باکتری به هاگ دخالت دارد.سیتوپلاسم
در سیتوپلاسم باکتری قسمتهای زیر قابل تشخیص‌اند:- ریبوزوم: ریبوزومها ذراتی کروی به قطر 200 آنگستروم هستند که در سیتوپلاسم پراکنده‌اند. ریبوزومها از پروتئین و اسید ریبونوکلئیک تشکیل شده‌اند و در سنتز پروتئین نقش مهمی دارند. ریبوزوم باکتریها از ریبوزوم یوکاریوتها کوچکتر است.
- مواد ذخیره‌ای: مواد ذخیره‌ای شامل دانه‌های ولوتین ، لیپید ، گلیکوژن ، نشاسته و گوگرد است. این مواد به هنگام کمبود مواد غذایی به حداقل اندازه خود می‌رسد.
- ماده زمینه: در ماده زمینه ذرات ریبوزوم و مواد ذخیره‌ای یاخته در مایعی به نام ماتریکس شناورند. ماده زمینه عبارتست از: آب و یونهای کانی ، آمینو اسیدها ، نوکلئوتیدها ، لیپید ، پروتئین ، کربوهیدرات ، سیتوپلاسم فاقد شبکه آندوپلاسمی ، میتوکندری ، دستگاه گلژی ، واکوئل و فعالیتهایی نظیر جنبش سیتوپلاسمی و حرکت آمیبی است.
- کروماتوفور (باکتریهای فتوسنتز کننده): کروماتوفور دستگاه فتوسنتزی موجودات زنده در تیلاکوئیدها یا کیسه‌ها قرار دارد. در گیاهان تیلاکوئید در درون کلروپلاستها جای دارند. در باکتریهای فتوسنتز کننده قطعه‌ای که ویژه دریافت نور است، در داخل غشای یاخته‌ای کیسه‌هایی به نام کروماتوفور قرار دارد. این کیسه‌ها از گسترش غشای سیتوپلاسمی بوجود می‌آیند. در باکتریهای سبز گوگردی دستگاه فتوسنتزی در کیسه‌های درونی قرار دارند که به غشای سیتوپلاسمی متصل نیستند.
- ماده ژنتیکی
|
|
ساز و کار حرکت باکتریها
حرکت باکتریها به تامین مداوم انرژی نیاز دارد. بعضی مواد طبق پدیده شیمیوتاکسی باکتری را جذب و برخی دیگر آن را دفع می‌کنند. باکتری بوسیله گیرنده‌های خود این مواد را حس می‌کند و با بکار انداختن تلمبه پروتون به حرکت ادمه داده و یا تغییر جهت می‌دهد. در صورتی که گوانوزین مونو فسفات حلقوی ماده واسطه است که موجب متیل زدایی پروتئین ویژه‌ای در غشا می‌شود.مواد جاذب باکتری باعث ایجاد وقفه در متیل زدایی این پروتئینها و مواد دافع باعث تحریک آن می‌شوند. بدین سان به جذب و دفع باکتری تاثیر می‌گذارند. چگونگی حرکت تاژکها بدین طریق است که در باکتریهای واجد آرایش قطبی پرتاژکی ، ابتدا دسته تاژکهای قطبی به شکل مخروط درآمده و سپس باکتری به طرف نوک مخروط به شکل چرخشی حرکت می‌کند. حرکت معکوس نیز با تغییر جهت هر دو مخروط صورت می‌گیرد.