طبقه بندی باکتری ها: مقدمه

• این متن مقدمه ای بر طبقه بندی باکتری ها است که توسط دکتر یلدا ملک زادگان ارائه شده است.

مقدمه

• فقط 10 درصد از پاتوژن های عامل بیماری در انسان شناسایی شده اند
• علت این امر ناتوانی محققان در کشت یا ردیابی این موجودات با استفاده از نشانگرهای مولکولی است.
• تنوع میکروارگانیسم ها بسیار زیاد است، شناخت تفاوت ها در عوامل عفونی مهم و ارزشمند است.
• ارائه یک سیستم برای تقسیم بندی باکتری ها به گروه های منظم، ضروری است.

گروه بندی باکتری ها

• Taxonomy پایه ای ترین علم در زیست شناسی است.
• مقایسه و شناسایی کامل، از بررسی علمی موجودات است.
• علم طبقه بندی شامل:
• دسته بندی موجودات (Classification)
• نامگذاری موجودات(Nomenclature)
• شناسایی موجودات(Identification)
• شناسایی، استفاده عملی از روش های دسته بندی باکتری است.
• هدف این است که باکتری ها را شناسایی کرده و در گروه های taxonomic قرار دهیم که می تواند در آزمایشگاه های ساده یا پیچیده انجام شود.

نام گذاری

• لینوس، نام گذاری دوتایی (Genera + Species) را توصیف کرد.

اصول نام گذاری باکتری

• کوچک ترین و قطعی ترین سطح هر بخش گونه ها هستند
• گونه پائین ترین سطح طبقه بندي در باكتري ها است.
• گونه: مجموعه ای از سویه ها و ایزوله های باکتری است که از نظر ژنتیکی مرتبط هستند و در بسیاری از ویژگی ها مشترک هستند.
• Strain به آن سویه می گویند که همگی عضو یک گونه هستند.
• به باکتری جدا شده در آزمایشگاه، ایزوله می گویند.
• سویه مرجع یا reference strain سویه تعیین شده است و در محلی قابل دسترس به محققین نگهداری می شود.
• PTCC व ATCC، سویه های مرجع هستند.

سلسله مراتب

• پایین ترین سطح از طبقه بندی گونه Species ، (مانند Staphylococcus aureus )است.
• چند گونه در یک جنس Genus قرار می گیرند.(مانند جنس Staphylococcus)
• چند جنس در یک خانواده Family قرار می گیرند.(Staphylococcus در خانواده Staphylococcaceae)
• چند خانواده در یک راسته Order قرار می گیرند.(Staphylococcaceae در راسته Bacillales)
• چند راسته یک رده Class را می سازند.(Bacillales در رده Bacilli )
• چند کلاس یک بخش یا Division or Phylum را می سازند.(Bacilli در بخش Firmicutes)
• هنگام نامگذاری این رده بندی ها از سطح Family به بالا از یک سری پسوندها یی استفاده شده است.
• family از پسوند (aceae) و برای راسته Order از پسوند (ales)استفاده می شود.
• حرف اول نام تمامی سطوح طبقه بندی باید بزرگ نوشته شود
• هنگام ذکر نام گونه نام جنس باید ذکر شود .(روش دو اسمی)
• جزء اول اسم جنس، جزء دوم نام اختصاصی گونه است.
• حرف اول جز اول نام گونه باید بزرگ و حرف اول جز دوم باید کوچک نوشته شود( مانند: Staphylococcus aureus)
• نام جنس و گونه باید از حروف ایتالیک(خوابیده) استفاده شود( مانند Staphylococcus aureus)
• نام family و بالا تر از حروف ایستاده و مستقیم باید استفاده شود( مانند Staphylococcaceae)
• اگر امکان ایتالیک در دسترس نبود زیر هر قسمت جداگانه خط کشیده شود مانند: (نام) Staphylococcus
• اولین بار در یک نوشته نام گونه بصورت کامل آورده شود( Staphylococcus aureus)
• در دفعات بعد (Staphylococcus .s. aureus) استفاده شود.
• واژه ی species زمانی که برای مشخص کردن چندین گونه بکار میرود باید از (Staphylococcus.spp)استفاده شود.
• زمانی که واژه ی species در مشخص کردن یک گونه از (Staphylococcus) استفاده میشود باید از (Staphylococcus .s p) استفاده شود.

Subtyping ساب تایپینگ

• زیر گروه بندی بر اساس ماهیت ویژگی ها نام گذاری شود.
• اعضای یک گونه ممکن است در بعضی ویژگی ها متفاوت باشند.
• طبقه بندی زیرین بر اساس ویژگی ها برای قرار دادن در گروه های کوچکتر است.

انواع آزمایشات ساب تایپینگ

• Biotyping: باکتری های یک گونه بر اساس واکنش شیمیایی گروه بندی شوند.
• Serotyping: باکتری های یک گونه بر اساس واکنش با آنتی بادی گروه بندی شوند.
• Morphotyping: اعضای یک گونه باکتری در اساس شکل گروه بندی شوند.
• Phage typing: اعضای یک گونه بر اساس حساسیت به باکتریوفاژ ها طبقه بندی شوند.

کلونی Colony

• کلونی، یک باکتری ست که روی یک محیط کشت جامد تولید مثل می کند و به حدی زیاد می شود که با چشم دیده شود.
• واحد تشکیل دهنده کلونی، واحد تشکیل دهنده کلونی (CFU) نام دارد.

رده بندی

• طبقه بندی گروه های Taxonomic ایجاد می کند.
• این طبقه بندی یک مقایسه بر اساس تفاوت ها یا شباهت های پروکاریوتی است.
• تفاوت ها در ویژگی های بیوشیمیایی، فیزیولوژی ، ژنتیکی و مورفولوژیکی هستند.
• به هر گروه یک Taxon و به جمع آنها Taxa می گویند.

معیارهای طبقه بندی باکتری ها

• طبقه بندی فنوتیپی از خصوصیات ظاهری استفاده می کند و یا خصوصیات ذیل:
• خصوصیات ماکروسکوپی
• خصوصیات میکروسکوپی
• بیوتایپینگ
• سروتایپینگ
• الگو های آنتی بیوگرام
• فاژتایپیگ.
• رشد در کشت میکروسکوپی
• محیط های کشت به صورت انتخابی و غیر انتخابی
• رشد باکتری ها بروی کلونی
• ویژگی کلونی, شکل , رنگدانه،همولیز میتواند کمک کننده طبقه بندی باشد.
• رنگ آمیزی گرم در طبقه بندی باکتری یکی از مفیدترین روش هاست.
• این رنگ امیزی بر علت تفاوت بین ساختارهای دیواره ای سلولی است.
• باکتری های گرم مثبت دارای لایه ضخیمی پپتیدوگلیکان بر روی دیواره سلول خود است اما باکتریهای گرم منفی دیواره نازکی دارند.
• اکسیداز از یک گیرنده اکسید با فرمول شیمیایی c جهت تشخیص ارگانیسم است که بر اساس حضور یا عدم حضور آنزیم تشخیص داده می شود. در
• این آزمایش کمک به افتراق خانواده ی انتروباکتریاسه از سایر باسیل های گرم منفی می کند.
• کاتالازجهت افتراق کوکسی های گِرم مثبت
• آزمایش های بیو شیمیایی یا آزمایش بیوتایپینگ است.

آزمایشات بیو شیمیایی

• آزمایش شکست کربو هیدراتها با بررسی خصوصیات متابولیکی اسیدی و یا اکسیداتیو فرآوردهای متابولیکی اسیدی و یا قلیایی مشخص می شود و شناسایی اکثریت گروه های باکتریایی بکار میرود و همچنین برای اهداف کاربردی مکانیسم فرآیند را مشخص میکند.
• تولید کاتالاز آنزیم کاتالاز تبدیل پراکسید هیدروژن به اب و اکسیژن و ازدیاید هوا برای ازیادس میکرب و از متمایز کردن باکتری استافیلوکوکها از استرپتوکوکها مفید است
• مصرف سترات از طریق کشت آکار در محیط باکتری در شرایط بی هوازی صورت میگرد و اگر رشد کند به اصطلاح مثبت خوانده میشود.
• برای نمونه از دکربوکسیلاسین و د آمیناسیون از اسیدهای آمینه لیزین و ارژنین و اورنیتین همراه آمین استفاده میشود که مختص آزمایش با سیل های منفی است.
• کواگولار یکی از فرآورده های پلاسمایی است برای تبدیل فیبرینوژن به الخته فیبرینی.
• تولید H2S از اسید آمینه و دیگر ترکیب های گوگرد دار بر اساس طبقه بندی تاکزونومیک است.
• از حلقه ای به رنگ قرمز با ترکیبات بنز آلدئیدی برای دیدن تولید مشخص بوجود میاید
• آزمایش به اختیاه نیترات توانایی باکتری ها را در احیا با آزمایش گاز نیتروژن مشخص میشود
• در آزمایش (0 نیترو فنیل-D کالاکتوزید (NPG به شکست تخمیرلاکتوز توسط انزیم B کمک میکند, کالاکتوزید در کالاکتوزید و لاکتوز است در ورودیB تاثیر گذار میباشد

پروتئیناز

• فعالیت پروتئولیتینک با رشد ارگانیسم در حضور موادی چون ژلاتین با تخم مرغ منعقد شده مشخص میشود.
• اوره اژ باعث تولید آلومونیاک و CO2شده که در نتیجه باعث افزایش PH که در اثر آن آمونیاک تولید میشود و گونه های اوره آرا در مقدار آنزیم تولیدی بررسی میشود
• به همین منطور از این دسته ها میتوانن بسیار مثب ویا در حالت منفی باشند
• روش دیگر شناسی استیل متیل کربینول است بخشی از گلوکوز بروی یکدیگر است در مسیر بوتن گلیکول تخمیر گلوکز است

تست های ایمونولوژی و سروتایپ ها

• واژه سرو Sero به استفاده از آنتی بادی های پلی کلونال یا مونوکلونال برای واکنش های با ساختار های سطحی خاص واکنش میدهد
• اصطلاحات سرووار, سروتایپ یا سروگروه دارای معنی یکسان برای اهداف عمل است.
• زمانی که تحت شرایطی مانند بیماری سویه ای خاص در واگیری اهمیت خاصی پیدا میکند این روش استفاده میشود به نام (Subtyping)هم یاد میشود.
• ساب تایپینگ با بیو تایپ بندی, انجام تست حساسیت مقاومت میکرروبی و باکتریوقاژ انجام می شود

سروگروه-ها

• ۱۳۰سروگروه ویبریو کلرا بر اساس خصوصیات پادتن و تفاوت حلقه شناسی (O) پلی‌ ساکاریدی شنا سایی شده است. در (O1 )و(O139) آن بیماری های وبای پاندمیک مرتبط هستند.
• بررسی و آزمایش حساسيت به مواد ضد میکروبی جهت طبقه بندی و شناسایی از مواد ضد میکروبی
• برای مثال تست باکتری که آیا مقاومت در برابر خانواده پی سیلینها یا مقاومت به ونکومایسن دارد

طبقه بندی فاژتایپ

• فاژها یا باکتريوفاژها ویروس اند، با آلوده‌ باکتری‌ها میتوانند طبقه بندی بشوند

معیار های طبقه بندی ژنوتیپی( با استفاده از تست های ژنتیکی) میاشد

شامل:

• درصد G بعلاوه C
• هیبریداسیون DNA با اضافه نمودن(کمک گرفتن از کاوشگر )
• ریبوتایپینگ
• قطعه های چند شکلی طولی محدود شده با (RFLP)

طیقه بندی تحلیلی با استفاده از اجزای ساختاری

:

• آنالیز اسید چرب دیواره . تجزیه لیپیدی سلولی. آنالیز پروتیینی .

درصد GC

• براساس میزان سیتوسین و گوانین در مواد ژنتیکی DNA میشود.
• هیبریداسیون DNA برای پیدا کردن و مشخص کردن توالی DNA است
• ریبوتاپی با یافتن تغییرت ۱۶s rRNA برای گروه بندی ها استفاده میشود
• برای پیدا کردن و مشخص کردن قسمتی محدود شده محدودیت در پلی مورفشیم می استفاده میشود روش (RFLP)

تجزیه‌ی و تحلیل گروهی

• الکتروفورز آنزیمی برای یافتن تعداد حرکات مولکولی از ۱۰ تا ۲۰ آنزیم کمک میگیرد

• آزمایشات طبقه بندی بر اساس خصوصیات فنوتیپ ها هستند و با تحلیل و درهم آمیختن دیتا با کمک کامپیوتر طبقه بندی انجام میشودو

دسته بندی ها

• دسته باکتری(پروکایوت) بر ۲ دسته تقسیم میشوند.

  • باکتری
  • آرچه باکتری

• دسته اصلی از پروکاریوت که یوباکتری و باکتری هستند از دید استاندارد به ۴ قسمت تقسیم میشود:

  • گراسیلی کوتس )باکتری های گرم منفی)
  • فیرمی کوتس (باکتری های گرم مثبت)
  • تونای کوترها(باکتری فاقد دیواره سلولی)
  • مندوتر( آرکی باکتری)