طبقه بندی باکتری ها

طبقه بندی باکتری ها و باکتری های باستانی:

میکروب ها یا میکروارگانیسم ها شامل گروه بزرگ و متعددی از اجرام تک سلولی می‌باشند، که به دلیل داشتن اندازه‌ی میکروسکوپی در یک گروه قرار می‌گیرند. این گروه شامل باکتری ها، باکتری های باستانی، قارچ ها، پروتوزوآها، ویروس ها و بعضی جلبک ها می‌باشند.

پروکاریوت ها و یوکاریوت ها:

سلول های همه موجودات زنده با توجه به تشکیلات درون سلولی خود، یوکاریوتی و یا پروکاریوتی می‌باشند.

سلول های یوکاریوت دارای یک هسته غشادار هستند، در حالی که سلول های پروکاریوت دارای یک منطقه هسته ای می‌باشند که کروموزوم به طور آزاد در داخل سلول قرار میگیرد. باکتری ها و باکتری های باستانی پروکاریوت می‌باشند و همه گروه های دیگر یوکاریوت هستند (یوکاریا، آغازیان).

مطالعات اخیر با بکارگیری تعیین توالی های ژنی مربوط به اسید ریبونوکلئیک ریبوزوم نشان داده اند که از نظر فیلوژنتیکی سه دودمان مشخص سلولی وجود دارد که دو مورد پروکاریوتی بوده و یک مورد یوکاریوتی می‌باشد. بنابراین، باکتری های حقیقی و باکتری ها باستانی دو دسته از پروکاریوت های شناخته شده می‌باشند.

باکتری ها از نظر شکل ظاهری:

بسیاری از باکتری ها تک سلولی هستند. باکتری ها از نظر شکل ظاهری به اشکال مختلف یافت می‌شوند و به طور معمول دارای دیواره سلولی حاوی پپتیدوگلیکان می‌باشند، اما فاقد هسته‌ی سلولی مشخص و ارگانل های غشا دار هستند و اکثراً مواد غذایی را از محیط اطرافشان دریافت می‌کنند. اگر چه تعدادی نیز قادر به ساخت غذای خود از راه فتوسنتز یا شیمیوسنتز می‌باشند.باکتری ها به طور وسیع در طبیعت پراکنده اند.

باکتری های باستانی:

باکتری های باستانی شامل گروهی از اجرام هستند که قبلا تصور می‌شد از باکتری ها قدیمی تر باشند. آنالیز بیشتر این گروه نشان داده که این مورد واقعیت نداشته، اما با وجود این، نام آرکه آ (باستانی) برای  این گروه پذیرفته شد. این میکروارگانیسم ها فاقد هسته  سلولی و ارگانل های غشادار بوده، دارای دیواره‌ی سلولی متشکل از موادی غیر از پپتیدوگلیکان می‌باشند و در محیط های نامساعد به خوبی رشد می‌نمایند که بخاطر این ویژگی به عنوان اکستریموفیل (تحمل شرایط محیطی نامساعد) در نظر گرفته می‌شوند. باکتری های باستانی از محیط های نامساعد با غلظت بالای نمک، چشمه های جوشان سولفور و محیط باکتری های تولید کننده متان جدا شده اند. تاکنون هیچ باکتری باستانی بیماریزا تشخیص داده نشده است.

قارچ ها:

قارچ ها گروه بسیار متنوعی هستند که تک سلولی (مخمر و بعضی از کپک ها) یا به شکل چند سلولی ماکروسکوپی ( مثل قارچ های خوراکی) می‌باشند. دیواره‌ی سلولی قارچ ها از کیتین یا سلولز ساخته شده است. قارچ ها دارای یک هسته سلولی و ارگانل های غشادار هستند، آنها نیز با پراکندگی وسیع در طبیعت وجود دارند. تعداد نسبتا کمی از اعضای این گروه بیماریزا هستند.

یکی از فواید قابل توجه در قارچ ها:

بعضی از قارچ ها در تولید آنتی بیوتیک های مفید نقش دارند.

ویژگی پروتوزوآها:

۱- پروتوزوآها اجرام تک سلولی هستند، که دارای هسته سلولی و ارگانل های غشادار هستند.

۲- به طور معمول فاقد دیواره ی سلولی هستند.

۳- همانند قارچ ها مواد غذایی مورد نیاز خود را از محیط دریافت می‌کنند، با وجود این بعضی از آنها قابلیت سنتز مواد غذایی مورد نیاز خود را برای مثال از طریق فتوسنتز دارند.

۴- پروتوزوآها به طور وسیع در طبیعت پراکنده اند و تعداد کمی از آنها بیماری‌زا هستند.

ویروس ها:

ویروس ها اجرام ریز غیر سلولی هستند، که به تنهایی قادر به انجام هیچ یک از فعالیت هایی که در سایر میکروب ها صورت می‌گیرد، مثل متابولیسم نمی‌باشند. آنها از اسید نوکلئیکیک تشکیل شده اند که به وسیله‌ی یک پوشش پروتئینی احاطه شده است. آن دسته از ویروس هایی که قادر به تهاجم به سلول ها هستند بیماری‌زا می‌باشند.

جلبک ها:

جلبک ها گروه بسیار متنوعی هستند، که دارای واریته های تک سلولی و چند سلولی می‌باشند. دارای یک هسته سلولی، ارگانل های غشادار و دیواره‌ی سلولی متشکل از سلولز می‌باشند. همه ی جلبک ها از طریق فتوسنتز قادر به سنتز مواد غذایی مورد نیاز خود می‌باشند. آنها به طور وسیع در آب های شیرین و اقیانوس ها پراکنده اند. با وجود اینکه بعضی از جلبک ها سمومی را تولید می‌کنند اما بندرت باعث بیماری می‌شوند.

اصول طبقه بندی و دسته بندی باکتری ها:

دسته بندی( تاکسونومی) به عنوان علم طبقه بندی تعریف شده است( دسته بندی کردن منظم اجرام) طبقه بندی بیولوژیکی اصولا بر اساس ارتباطات طبیعی و تکاملی بین اجرام صورت می‌گیرد.

در گذشته  دسته بندی اجرام عالی تر بر اساس ساختار های قابل مشاهده و خواص دیگر صورت می‌گرفت. این روش برای طبقه بندی پروکاریوت ها کافی نیست. برای مثال: پروکاریوت‌ها در گذشته بر اساس ویژگی های فنوتیپی قابل مشاهده در آزمایشگاه مثل شکل ظاهری، خواص رشد و رنگ آمیزی، فعالیت بیوشیمیایی، نیازمندی به اکسیژن و غیره طبقه بندی شده اند. امروزه معیار های مولکولی اساس طبقه بندی جدید فیلوژنتیکی میکروارگانیسم ها می‌باشند.

طبقه بندی بر اساس خواص ژنتیکی:

اطلاعات ژنتیکی باکتری ها، توسط توالی بازهای اسیدداکسی ریبونوکلئیک( DNA) کد می‌شوند. ماهیت ژنتیکی باکتری در اثر جهش، لقاح( پدیده جنسیت) و ترانسداکشن دچار تغییرات مکرر شده و انتخاب در محیط های مختلف اغلب به تکامل نسبتاً سریع منجر می‌شود.

ترکیبات بازی DNA:

نسبت های چهار باز موجود در کل DNA  یک جرم را می‌توان تعیین نمود. به طوری قراردادی، ترکیب بازی یک DNA خالص به صورت نسبت درصد گوانین-سیتوزین( GC) به مقدار کلی DNA بیان می‌شود. از آنجائیکه درمورد DNA  میزان (آدنین+تیمین)  GC+AT برابر ۱۰۰% است، لذا اگر میزان GC  برابر ۴۰% باشد، میزان AT 60% خواهد بود. تعیین درصد GC نسبتاً ساده بوده و در دسته بندی ارزشمند است. با وجود این، مشابه بودن ترکیب بازی الزاما نشان دهنده یکسانی DNA نمی‌باشند. درصد GC ژنوم های همه مهره داران ۴۴% می‌باشد که با درصد GC بعضی از میکروارگانیسم ها یکسان است.

مقایسه توالی RNA  ریبوزومی 16S:

RNAریبوزومی 16S یک نوکلئوتید بزرگ( حدود ۱۵۰۰ باز) ریبوزوم پروکاریوت ها است که دارای توالی های کاملاً محافظت شده (ثابت) از نوکلئوتید ها و نیز توالی هایی بسیار متغیر می‌باشد. نشانگرهای فیلوژنتیکی دیگر مثل RNA ریبوزومی 23S معرفی شده اند، اما RNA ریبوزومی 16S همچنان استانداردی برای توصیف فیلوژنی باکتریایی می‌باشد. RNA  ریبوزومی 18S در یوکاریوت ها معادل RNA ریبوزومی 16S می‌باشد.

آمیخته گری DNA:

تشابه توالی DNA بین دو جرم را می‌توان با تعیین میزان آمیختگی بین دو DNA با منشأ های مختلف مشخص نمود. این روش در تشخیص  راسته های نزدیک و درجه تشابه DNA مربوط به گروه های باکتریایی که ارتباط بسیار نزدیکی با هم دارند، مورد استفاده قرارگرفته است. البته این روش بسیار تخصصی تر از آن است که بتوان از آن برای تعین ارتباط بین گروه های باکتریایی غیر مشابه استفاده نمود. آمیختگی بین مولکول های DNA مربوط به دو سویه ایکلای ممکن است، نزدیک ۱۰۰% باشد اما آمیختگی ایکلای با یک سویه سالمونلا ممکن است در حدود ۴۵% باشد. تعریف فیلوژنتیکی یک گونه عمدتاً شامل سویه هایی است که ارتباط DNA-DNA آنها تقریبا ۷۰% یا بیشتر است.

انگشت نگاری DNA:

انگشت نگاری DNA جهت تشخیص میکروارگانیسم ها در حد گونه و سویه به کار می‌رود. آنزیم ها برای برش دادن مولکول DNA در محل هایی که دارای توالی خاصی از بازها هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. قطعات برش داده شده از طریق الکتروفورز بر روی ژل از هم جدا می‌شوند. مقایسه تعداد و اندازه قطعات ایجاد شده از اجرام مختلف نشان دهنده میزان تشابه ژنتیکی آنها می‌باشد.