ساختمان باکتریها+تاریخچه (2) (1) PDF
Document Details
Uploaded by Deleted User
Tags
Summary
This document provides an overview of bacterial structure and history. It covers topics including prokaryotic and eukaryotic cells, identification methods, and the structure of bacterial components like the cell wall and flagella. Information about scientists like Pasteur and Koch is included, along with discussion of their contributions to the field.
Full Transcript
1 -میکرو ارگانیسم ها موجوداتی هستند که توسط چشم غیر مسلح دیده نمی شوند -اولین و قدیمی ترین تاریخ ثبت شده حیات در ارتباط با سیانو باکتری ها بوده است -کاشف دنیای میکروب ها و زندگی میکروسکوپی آنتون وان لون هوک هلندی بود -تا سالها بر اساس نظریه خود بخودی باورها چنی...
1 -میکرو ارگانیسم ها موجوداتی هستند که توسط چشم غیر مسلح دیده نمی شوند -اولین و قدیمی ترین تاریخ ثبت شده حیات در ارتباط با سیانو باکتری ها بوده است -کاشف دنیای میکروب ها و زندگی میکروسکوپی آنتون وان لون هوک هلندی بود -تا سالها بر اساس نظریه خود بخودی باورها چنین بود که بسیاری از گیاهان و جانوران و....تحت شرایط معین بطور خود بخود بوجود می ایند -در سال 1859پاستور نظریه خود بخودی حیات را رد نمود و واکسن سیاه زخم و هاری را ارائه کرد. رابرت کخ عامل در سال 1876بطور قطع عامل باکتریایی بیماری سیاه زخم را اثبات کرد 2 اصول کخ: -میکرو ارگانیسم باید در هر مورد از بیماری وجود داشته باشدو در میزبان سالم حضور نداشته باشد -از میزبان جداشده و در محیط کشت سنتتیک رشد کند -هنگامی که کشت خالص میکروارگانیسم به میزبان حساس سالم تلقیح شود بیماری مورد نظر دوباره ظاهر شود -از میزبانی که بطور تجربی الوده شده است می باید میکروارگانیسم دوباره جدا شود 3 4 کخ: *برخی ازاشکاالت اصول .1برخی از میکروارگانیسم ها در محیط های کشت آزمایشگاهی قادر به رشدو تکثیر نمی باشند .مانند عامل بیماری جذام و سیفلیس. .2برخی از میکروارگانیسم ها برای حیوانات آزمایشگاهی بیماریزایی ندارند و بیماریزایی آنها مخصوص انسان است. و باسیل عامل سل و باسیل عامل وبا را کشف کرد. *کخ اولین فردی بود که بااستفاده از آگار (عصاره جلبک قرمز دریایی)باکتری ها را در محیط جامد ایزوله کرد. *جوزف لیستر در سال 1877با استفاده از رقت های متوالی توانست به کشت خالص باکتری دست یابد.و بااستفاده از اسپری فنل دراتاقهای جراحی باعث کاهش عفونتها ی پس از جراحی گردید. *فلمینگ در سال 1928پنی سیلین و دوماک در سال 1935سولفانامید و واکسمن در سال 1943استرپتومایسین را کشف کردند. *در سال 1920گریفت و آوری پدیده ترانسفورماسیون را توصیف کردند. *با کشف روش مولکولی PCRتوسط کری مولیس انقالب شگرفی در بیولوژی اتفاق افتاد. 5 یوکاریوتها پروکاریوتها مشخصات در داخل غشای بله خیر DNAهسته طبقه بندی: بله خیر تقسیم میتوز بر اساس یک تقسیم بندی بیولوژیکی عمده می توان موجودات زنده را می توان در دو گروه : همراه با بله خیر پروکاریوت ها و یوکاریوت ها دسته بندی کرد DNAهیستون بیش از یک عدد یک عدد تعداد کروموزوم اندامکهای دارای یوکاریوتها :حیوانات غشا مثل گیاهان بله خیر میتوکندری و قارچها لیزوزوم پروکاریوتها :باکتریها 80s 70s اندازه ریبوزوم جلبکهای سبز – آبی دیواره سلولی خیر بله حاوی پپتیدوگلیکان 6 7 روشهای شناسایی یک میکرو ارگانیسم: -شکل میکروسکوپی -رنگ امیزی -حرکت -خصوصیات رشد -وجود یا عدم وجود اسپور -خصوصیات بیوشیمیایی -تست های سرولوژی -محصول نهایی متابولیسم -تجزیه و تحلیل ژنتیک 8 شکل بر اساس شکل ظاهری: کوکسی , باسیل , فنری () spirillum نحوه قرار گرفتن: جفت ( دیپلوکوک) , زنجیره ای (استرپتوکوک) , خوشه انگوری ( استافیلوکوک ) اندازه 0.1-0.2 mتا 5-7 m 9 spirochete bacillus coccobacillus cocci رنگ آميزی گرم اولین روش کلیدی در شناسایی اکثر نمونه های بالینی محسوب می شود که توسط پزشک دانمارکی کریستین گرم درسال 1884توسط ابداع شد بر اساس این رنگ آمیزی اکثر باکتریها به دو گروه تقسیم می شوند : باکتریهای گرم منفی و باکتریهای گرم مثبت -رنگ امیزی گرم سبب افتراق بین دو گروه اصلی از باکتری ها می گرددکه بر اساس اختالف در دیواره ی سلولی انها می باشد 11 Gr - Gr + 14 ساختمان باکتری ها 15 اجزای خمتلف يک ابکرتی سیتوپالسم (ریبوزومها ,گرانولهای مختلف ,نوکلئوئید )..., غشای سیتوپالسمی دیواره سلولی اجزای خارجی (کپسول ,تاژک ,پیلی )... , اسپور 16 سیتوپالسم: -باکتری ها فاقد هر گونه ارگانل های درون سلولی غشادار مانند میتوکندری و گلژی وشبکه اندوپالسمی و....می باشند. -مهمترین اجزای سیتوپالسمی باکتری ها شامل ریبوزوم و گرانول است -ریبوزوم :از اسید ریبونوکلئیک و پروتئین تشکیل شده است سیتوپالسم باکتری حاوی : کروموزوم ( )DNAو پالسمیدها .1 mRNA .2 ریبوزوم ()70s .3 پروتئین و متابولیتها .4 17 غشای سيتوپالمسی غشای سیتوپالسمی:بصورت سه الیه است واز پروتئین ،لیپید ،فسفولیپید و مقدار کمی کربوهیدرات تشکیل شده است -اعمال غشای سیتوپالسمی: -نفوذ پذیری انتخابی و انتقال مواد محلول -زنجیره ی انتقال الکترون در برخی گونه ها -محلی برای انزیم ها و مولکول های ناقل جهت سنتز دیواره ی سلولی و لیپید های غشا -ترشح انزیم های هیدرو لیتیک مزوزومها :فرورفتگی های غشا سیتوپالسمی که در تقسیم سلولی حائز اهمیت هستند و محل اتصال DNA می باشند 18 19 20 ديواره سلولی - به مجموعه الیه هایی از پوشش سلول باکتری که بین غشای سیتوپالسمی و کپسول قرار دارددیواره ی سلولی گفته می شود. در باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی این ساختمان متفاوت می باشد و رنگ آمیزی گرم نیز بر اساس همین تفاوت عمل می کند -دیواره ی سلولی در باکتری های گرم مثبت ساده تر و ضخیم تر است ولی در باکتری های گرم منفی پیچیده تر و نازک تر است. - -جز اختصاصی باکتری های گرم مثبت تیک ِویک اسید و اجزای اختصاصی گرم منفی ها شامل لیپوپروتیین ،فسفولیپید و لیپوپلی ساکارید است. الیه پپتیدو گلیکان (مورین ) در ساختمان دیواره سلولی هر دو نوع باکتری وجود دارد . این الیه بسیار محکم است و در تعیین شکل خاص باکتری نقش دارد 21 پپتیدوگلیکان: در باکتری های گرم مثبت پپتیدوگلیکان تا حدود 40الیه و 50درصد از دیواره سلولی را به خود اختصاص داده و در باکتری های گرم منفی 1تا 2الیه بوده و 5تا 10درصد از دیواره سلولی را تشکیل می دهد. - در استحکام دیواره سلول باکتری نقش اصلی را دارد - در یک گونه باکتری تنوع انتی ژنیک در پپتیدوگلیکان مشاهده نمی شود. ساختمان پپتیدوگلیکان: -1اسکلت پلی ساکاریدی -2زنجیره ی تترا پپتیدی -3پلهای عرضی 22 اسکلت پلی ساکاریدی: این ساختار در اکثر باکتری های دارای دیواره مشابه بوده و از واحدهای تکراری و متناوبان-استیل مورامیک اسید و ان-استیل گلوکز آمین تشکیل شده است. -پیوند میان این دوواحد به اثر لیزوزیم و گلیکوزیدازها حساس می باشد. -زنجیره تتراپپتیدی: به هر مولکول اسید مورامیک یک تترا پپتید مرکب از اسیدهای آمینه Dو Lاتصال دارد که در هر نوع باکتری متفاوت است تترا پپتید -L :آالنین -D ,گلوکزامین -اسیدامینه ی سوم متغیرترین اسیدامینه بوده و در باکتری های گرم مثبت عمدتا -Lلیزین و در باکتری های گرم منفی عمدتا - Dآمینوپایمیلیک اسید است. اسیدامینه ی چهارم Dآالنین است. 23 پلهای عرضی: اتصال پپتیدی بین اسیدامینه سوم یک زنجیره تتراپپتیدی با اسید امینه چهارم زنجیره الیه پپتیدوگلیکان مجاور را پلهای عرضی گویند -نقش های پپتیدوگلیکان: استحکام دیواره سلولی و مقاومت در برابر فشار اسمزی -تعیین شکل باکتری -در تقسیم باکتری نقش اساسی داشته و به عنوان پیش ساز در بیوسنتز خود عمل می کند 24 جزاختصاصی ديواره سلولی ابکرتی های گرم مثبت: جزاختصاصی ديواره سلولی ابکرتی های گرم مثبت تيکويک اسيد وتی کورونيک اسيد است و 50درصد از وزن ديواره را تشکيل می دهد. پلی مرهای حملول در اب هستند که حاوی واحد های ربيتول ای گليسرول بوده که توسط اتصاالت فسفودی اسرت به يکديگر متصل شده و حاوی يک ای چنداسيدامينه ای قند می ابشند. در حميط فاقد فسفات ابکرتی گرم مثبت به جای تيکوييک اسيد ،تی کورونيک اسيد سنتز می کند. نقش تیکويیک اسید: اتصال و استحکام ديواره سلولی مقاومت ديواره سلولی در برابر ليزوزوم ها -گرینده ی فاژ در اتصال ابکرتی ها به يکديگر -فاکتور ويروالنس و جذب قطعات DNAاز حميط 26 ديواره سلولی در ابکرتی های گرم منفی باکتریهای گرم منفی دارای غشاء خارجی هستند که منحصر به این نوع باکتریها می باشد.این الیه شامل لیپوپلی ساکارید ,لیپوپروتئین و فسفو لیپید می باشد. الیه مابین غشای خارجی و غشائ سیتوپالسمی فضای پری پالسمیک نام دارد. در این فضا آنزیم های هیدرولیتیک و فاکتورهای بیماری زائی وجود دارند میزان پپتیدوگلیکان در باکتریهای گرم منفی بسیار کمتر از باکتریهای گرم مثبت است. 27 ساختمان غشاء خارجی در ابکرتيهای گرم منفی دارای ساختار دو الیه غیر قرینه است: الیه داخلی حاوی فسفولیپید های معمولی که در غشاء سیتوپالسمی نیز یافت می شوند الیه خارجی از لیپو پلی ساکاری( )LPSتشکیل شده است LPSبه عنوان اندوتوکسین نیز شناخته شده است. LPS -در غشای سیتوپالسمی ساخته می شود. - -نسبت به حرارت والکل مقاوم است -ساختمان LPS -پلی ساکارید :O -به عنوان انتی ژن عمده سطحی باکتری گرم مطرح بوده و به نام انتی ژن سوماتیک نیز نامیده می شود - -به عنوان گیرنده فاژ نیز مطرح است - -باکتری های گرم منفی بر اساس انتی ژن Oگروه بندی می شوند - -وجود انتی ژن Oباعث بروز کلنی صاف می شود و از دست رفتن ان باعث ایجاد کلنی خشن می شود - -باعث مقاومت به فاگوسیتوز می شود - -برخی از باکتری ها بطور طبیعی فاقد انتی ژن 0بوده وبنام لیپوالیگوساکارید)(LOS شناخته می شوند 28 : coreخبش مرکزی در متامی گونه های يک ابکرتی گرم منفی که دارای LPSهستند پلی ساکاريد مرکزی مشابه می ابشد. به دو خبش داخلی و خارجی تقسیم می شود: :1خبش داخلی حاوی هپتوز ،فسفات ،کتوديوکسی اکتولونیک می ابشد -2خبش خارجی شامل هگزوز ها و ساير قندها می ابشد. -مهمرتين نقش پلی ساکاريد مرکزی اتصال بنی انتی ژن - Oو لیپید Aاست -و لیپید:A ازواحدهای دی ساکاريدگلوکز امنی فسفريله متصل به تعدادی اسید های چرب اب زجنریه طويل تشکیل شده است. يک اسیدچرب 14کربنه به انم بتا هیدروکسی مریيستیک اسید از اجزای اثبت ان می ابشد. -از 29 -مسيت انشی از اندوتوکسنی مربوط به اين ليپيد می ابشد. - :ساير نقشهای :LPS مسيت مستقيم برروی برخی سلول ها -فعال منودن کمپلمان -اساس سپسيس بستگی به تواانيی ازاد شدن ليپيد Aاز ابکرتی در جراین خون دارد -فعالیت های بیولوژيکی انشی ازلیپید :A ب ،لکوپنی ،لکوسيتوز ،افزايش تنفس ،کاهش پالکت ها ،اجیاد گرانول های مسی در نوتروفيل ها ،افت قند خون، کاهش اکسيژن ،تنفس سريع ،افزايش ضرابن قلب ،شوک ،سپسيس 30 31 32 ساختارهای خارجی کپسول و الیه لعابی فالژل (تاژک) فیمبریه (پیلی) 33 کپسول و اليه لعابی تعدادی از باکتری های گرم منفی و گرم مثبت در هنگام رشد در محیط طبیعی خود مقادیر زیادی از پلی مرهای خارج سلولی تولید می کنند که عمدتا از جنس پلی ساکارید است ( به استثنای باکتری باسیلوس آنتراسیس که جنس کپسول آن پروتئینی است) هنگامی که این الیه محکم و متراکم باشدکپسول نامیده می شود. در مواردی که چسبندگی کپسول محکم نباشد و تراکم و ضخامت یکسانی نداشته باشدو شبکه سستی از رشته هادر اطراف باکتری باشد به آن گلیکوکالیکس گفته می شود ودر مواردی که ازسلول جداشده باشد الیه لعابی یا Slim layerگفته می شود. اهمیت : )1جلوگیری از فاگوسیتوز باکتری و افزایش بیماری زائی )2عامل چسبیدن باکتری به بافتهای مختلف میزبان )3خاصیت آنتی ژنیکی )4ضدکمپلمان )5در تعیین شکل کلنی باکتری )6گیرنده فاژ )7مانع نفوإبرخی از انتی بیوتیک ها )8به34عنوان انتی ژن K 35 فالژل ساختار شبیه ریسمان که از واحدهای پروتئینی به نام فالژلین تشکیل شده است -به عنوان اندام الزم جهت حرکت مطرح بوده -به عنوان انتی ژن H -از غشای داخلی منشا می گیرد محل قرار گرفتن و تعداد تاژک در باکتریهای مختلف متفاوت است ساختار فالژل: جسم پایه ،قالب ،رشته اهمیت: )1امکان حرکت به سمت غذا (کموتاکسی) و دوری از مواد سمی )2جذب باکتری به سمت اکسیژن )3جذب باکتری به سمت پذیرنده های الکترون )4جذب باکتری های فتوسنتزکننده به سمت نور )5خاصیت آنتی ژنیک 36 : A مونوتریش : B لوفوتریش : C آمفی تریش : D پری تریش 38 فيمربيه ای پيلی ساختار شبیه مو در سطح خارجی باکتری که از زیر واحدهای پروتئینی به نام پیلین ساخته شده است .قطر پیلی از تاژک کمتر است و تعداد آن نیز بیشتر است. اهمیت: (1پیلی معمولی :اتصال باکتری به گیرنده های اختصاصی موجود بر روی سطح سلولهای میزبان و یا سایر باکتریها (2پیلی جنسی :اتصال باکتری به سایر باکتری ها اهمیت دارد و باعث اتصال باکتری دهنده به باکتری گیرنده برای انتقال قطعات بزرگی از کروموزوم باکتری عمل می کند 39 اسپور برخی از باکتریهای گرم مثبت مانند باسیلوسها و کلستریدیومها اسپور تولید می کنند اسپور یک ساختمان به شدت مقاوم در برابر شرایط نامطلوب از قبیل حرارت ,اشعه و مواد شیمیائی می باشد در مقایسه با فرم فعال باکتری میزان انزیم االنین راسماز ،منیزیم ،کلسیم در اسپور بیشتر بوده و فسفر و پتاسیم ان کمتر است انرژی در اسپور بصورت -3فسفوگلیسرات ذخیره می شود. انزیم دی پیکولینات سنتتاز به عنوان انزیم اختصاصی اسپور مطرح است. اسپور از نظر متابولیکی غیر فعال است و فرم غیرتکثیری محسوب می شودیعنی از هر اسپور یک باکتری و از هر باکتری مولد اسپور یک اسپور ایجاد می شود 41 ساختمان اسپور -1خبش مرکزی پروتوپالست اسپور به انم خبش مرکزی مطرح بوده و شامل کروموزوم ،اجزای دستگاه سنتز پروتينی می ابشد. -در خبش مرکزی دی پيکولينات کلسيم به ميزان زایدی وجود دارد -2ديواره اسپور داخلی ترين اليه ای است که غشای داخلی اسپور(پروتوپالست) اسپور را احاطه منوده است. -ازجنس پپتيدوگليکان طبيعی است و در هنگام جوانه زدن اسپور ،ديواره ی سلولی را تشکيل می دهد -3کورتکس ضخيم ترين اليه از پوشش اسپور است. از پپتيدوگليکان غری طبيعی (پلهای عرضی کمرتی دارد) -کورتکس عالوه بر پپتيدوگليکان حاوی ديپيکولينات می ابشد ( -4پوشینه (:(coat از جنس پروتينی شبه کراتنی بوده و غنی از پيوندهای دی سولفيدی است و ابعث مقاومت اسپور به ليزوزمی و مواد شيميايی و اشعه می شود 42 43 44 جوانه زدن اي ژرمیناسیون اسپور در فرایندی به نام جوانه زدن به یک باکتری فعال تبدیل می شود. اسپورزایی در حدود 6ساعت زمان نیاز دارد.در حالی که پدیده جوانه زدن به 90دقیقه زمان نیاز دارد - جوانه زدن در 3مرحله زیرصورت می گیرد: -1فعال شدن این مرحله باعث افزایش نفوذپذیری اسپور برای جوانه زدن می شودو برگشت پذیر می باشد عواملی از جمله Phاسیدی ،دمای پایین ،عوامل شیمیایی در فعال شدن نقش دارند -2جوانه زدن طی جوانه زدن درساختاراسپور تغییرات غیرقابل برگشتی صورت می گیرد که شامل: -از دست رفتن مقاومت به حرارت -رهایی ca+2 -رهایی دی پیکولینات -هیدرولیز پپتیدوگلیکان -هیدرولیز پوشینه و کورتکس -هیدراتاسیون پروتوپالست -3 -رشد دراین مرحله اسپور جوانه می زند و به فرم فعال تبدیل می شود 45 -