Lecture 3: Bacterial Nomenclature PDF
Document Details
Tags
Summary
This lecture provides a detailed overview of bacterial nomenclature, covering the historical approach to naming organisms, and introducing the binomial system. It explains the use of both common and scientific names for bacteria, highlighting the importance of these systems in biological classification and how they function in the scientific community.
Full Transcript
تسمية البكتيريا أن التاريخ القديم يبين محاولة العلماء لتسمية الكائنات الحية فقد قام ارسطو 322-384قبل الميالد بجمع Carl نباتات عديدة مختلفة محاوالً تسميتها وتقسيمها وتبعه بعد ذلك عدة محاوالت إلى أن جاء العالم السويدي 1753Ven Linneبوضع نظام التسمية المزدوج Binomial Systemلتس...
تسمية البكتيريا أن التاريخ القديم يبين محاولة العلماء لتسمية الكائنات الحية فقد قام ارسطو 322-384قبل الميالد بجمع Carl نباتات عديدة مختلفة محاوالً تسميتها وتقسيمها وتبعه بعد ذلك عدة محاوالت إلى أن جاء العالم السويدي 1753Ven Linneبوضع نظام التسمية المزدوج Binomial Systemلتسمية النباتات .ثم اقتبس هذا النظام فيما بعد لتسمية الحيوانات والكائنات الدقيقة .والزال مستعمالً إلى اآلن . ولما كانت البكتيريا تمتلك صفات كل من النباتات والحيوانات األمر الذي أدى إلى ارتباك العلماء في اتباع الكود النباتي ( القوانين واللوائح الخاصة بتسمية وتقسيم النباتات ) أو اتباع الكود الحيواني لتسمية البكتريا وتقسيمها .وفي عام 1903اصطلح على استخدام الكود النباتي لتسمية وتقسيم البكتيريا .وفي عام 1947انشيء أول كود بكتيريولوجي Code International bacteriologyاثناء انعقاد الجمعية الميكروبيولوجية الدولية في كوبنهاجن بالدنمارك . Carl Ven Linne يعتبر نظام التسمية المزدوج Binomial Systemالذي وضعه لعالم السويدي 1753م اول نظام تقسيمي تم تطبيقه في تسمية النباتات ثم اقتبس هذا النظام فيما بعد لتسمية الحيوانات والكائنات الدقيقة إتفق علماء التقسيم باستخدام النظم المتبعة لتسمية النباتات في تسمية البكتيريا وذلك لوجود بعض الصفات المتشابهة بين النباتات والبكتيريا. األسماء العلمية Scientific names لكل كائن حي نوعان من األسماء ،أسماء دارجة Commonأو Vernicalأو Trivalوهذه األسماء الدارجة تختلف من مكان إلى آخر فمثالً البكتيريا التي تسبب مرض التيفود يشار إليها باللغة اإلنجليزية Typhoid bacillusوباأللمانية Typhus bazilenوبالفرنسية Bacille typhiqueوتستعمل هذه األسماء الدارجة وهي ذات طابع محلي عادة لغرض التبيسط بدالً من استعمال األسماء العلمية المعقدة والطويلة . 1 والنوع اآلخر من التسمية هو التسمية العلمية Scientific namesأو Collequial namesوهي األسماء ذات الطابع الدولي يستعملها العلماء .جميعاً مهما اختلفت لغاتهم ،وتكوين هذا اإلسم من األسماء يراعى فيه نظام معين متفق عليه دولياً طبقاً للمباديء والقوانين التي جاءت في الكود البكتيريولوجي المقترح عام 1947م ويشمل هذا الكود مجموعة من اللوائح والتوصيات والتي تشبه كثي اًر تلك الخاصة بالكود النباتي إال أنها تختلف في بعض التفاصيل . ومن األساسيات العامة في تسمية البكتيريا علمياً ما يلي :ـ -1البكتيريا المتشابهة والمتطابقة تماماً تكون ما يسمى بالنوع . Species -2تبعاً لنظام التسمية المزدوجة binomialفإن كل نوع بكتيري يطلق عليها اسم مكون من كلمتين كل منهما يجب أن تكون التينية أو يونانية األصل وإن لم تكن كذلك يجب أن تعامل معاملة التينية أو يونانية. يكتب عادة أول حرف من الكلمة األولى وهي تشير إلى اسم الجنس Genusوقد يكون اسم الجنس مذكر ) اإلسم ًا المستعمل مذك اًر أو مؤنثاً أو محايداً .فمثالً اإلسم Lactobacillusالتيني األصل ( Sarcinaالتيني األصل مؤنثاً و Micrococcusيوناني األصل مذك اًر Corynebacteriumيوناني األصل محايداً Clostridiumيوناني األصل محايداً .وهكذا وبعض األسماء ألجناس معينة قد تكون أسماء لبعض األشخاص تخليداً لذكراهم وفي هذه الحالة يجب أن يعامل األسم معاملة التينية مثل Pasteurellaتخليداً لذكرى باستير و Neisseriaتخليداً لذكرى .A.neisser والكلمة الثانية في اإلسم العلمي تشير إلى النوع البكتيري وتعرف ب Speciesوهذه اليكون حرفها األول كبير إال أنها عادة تكون -: -1صفة تتأثر باإلسم السابق لها بمعنى أنها تتبعه في الدرجة كماSarcina alba 2 -2صفة في صورة فعل مضارع مثل Clostridium dissolves -3أو تكون الكلمة الثانية المكونة لإلسم العلمي عبارة عن اسم يعطي معنى التملك مثل Streptococcus/actis -4أن يكون اسماً للتوضيح بمعنى يوضح طبيعة اإلسم السابق لهActinomyces Scabies ويمكن إضافة كلمة ثالثة إلى األسم العلمي الثنائي ليشير إلى مؤلف األسم الثنائي وليس إلى مكتشف الميكروب Bacillus Coagulans و Bacillus Subtilis Cohn كما قد يعتقد البعض مثل : Hammer وأحياناً تشاهد أكثر من كلمة واحدة عقب األسم العلمي الثنائي تكون األولى منها بين قوسين مثل : Staphylococcus aureus (Rosenbach) Winslow & Rogers.وهذا يعني أن Rosenbachهو أول من سمى هذا الميكروب وأعطاه األسم النوعي Speciesولكن كان وضعه تحت جنس آخر اال أن Winslow & Rogersهما اللذان وضعا هذا النوع تحت الجنس Staphylococcus أحياناً يقسم النوع إلى أصناف أو سالالت Varieties or Strainsوهذا يحدث عندما تتواجد اختالفات بسيطة بين أفراد النوع ال تكفي لوضعها في نوع مستقل .فمثالً ساللة البكتيريا Streptococcus Lactisوالتي تعطي Strept. Lactis Var. maltige اللبن طعم الشعير تعرف باإلسم -: من األساسيات العامة في تسمية البكتيريا علمياً تكون البكتيريا المتشابهة والمتطابقة تماماً تكون ما يسمى بالنوع . Species تقسيم البكتيريا Classification of Bacteria 3 يعتمد تقسيم البكتيريا على العالقة بينهما أو بمعنى آخر كثرة أو قلة التشابه بينهما وتوجد أساليب مختلفة لتحديد درجة التشابه بين البكتيريا المختلفة من الصفات الظاهرية ( المورفولوجيه) والفسيولوجية والمزرعية والمصلية والمرضية والبيئية وغيرها . وال يوجد إتفاق تام على األهمية النسبية لكل نوع من الصفات في تقسيم البكتيريا .وكثي اًر ما تعطي صفة معينة أهمية على غيرها من الصفات للحصول على تقسيم طبيعي Natural Classificationأو تقسيم تطوري Phylogenetic Classificationللبكتيريا يوضح عالقة البكتيريا ببعضها على أساس منشأها المحتمل وتطورها .إذ يجمع البكتيريا ذات المنشأ المشترك مع بعضها البعض أكثر من تلك التي تختلف في المنشأ .ويمكن الوصول لمثل ذلك التقسيم لو توفرت معلومات كافية عن سائر البكتيريا والحلقات المفقودة بينهما ولكن ذلك غير متوفر حاليأ .ولذلك فبناء مثل ذلك التقسيم من الصعوبة بمكان في الوقت الحالي . التقسيم الطبيعي للبكتيريا -: يعتمد تقسيم البكتيريا على العالقة بينهما أو بمعنى آخر كثرة أو قلة التشابه بينهما وتوجد أساليب مختلفة لتحديد درجة التشابه بين البكتيريا المختلفة من الصفات الظاهرية والصفات األخرى والتي أشير إليها سابقاً . التقسيم االصطناعي للبكتيريا Artificial System ولذلك يستخدم نوع آخر من التقسيم يسمى التقسيم االصطناعي أو التقسيم الشكلي وهو يعتمد على صفات يسهل مالحظتها . وهذا التقسيم ذو فائدة عملية لتعريف البكتيريا غير المعروفة باإلضافة إلى أنه يبين العالقات بين هذه األحياء الدقيقة .وتعتمد طبيعة هذه العالقات على المعاييرالمستعملة لتكوين هيكل التقسيم .وبحكم الحاجة نشأ تقسيم 4 البكتيريا على هذا األساس .فمثالً يمكن االستنتاج أن البكتيريا الكروية قريبة من بعضها البعض وأنها نشأت ووضعت مع بعضها البعض منفصلة عن البكتيريا العصوية أو الحلزونية أو الخيطية . التقسيم العددي للبكتيريا Numerical Taxonomy ونظر ًا نظ اًر لعدم إمكانية بناء تقسيم طبيعي للبكتيريا لقلة المعلومات المتوفرة عنها وعن الحلقات المفقودة فيما بينها ، لعدم كفاية التقسيم االصطناعي أو الشكلي للبكتيريا لوضع هيكل تقسيمي ثابت ودائم ،فالقيمة التقسيمية للصفات المختلفة في التقسيم االصطناعي تتغير من وقت آلخر حسب االكتشافات المستمرة . لذلك نشأ نوع آخر من التقسيم يسمى التقسيم العددي Numerical Taxonomyوهو يأخذ في الحسبان كل اإلختالفات بنفس القيمة التقسيمية .ومما سهل إجراء هذا النوع من التقسيم هو وجود الحاسبات اآللية التي تقوم بمقارنة البكتيريا المختلفة على أساس جميع الصفات المختلفة وتوضيح هذه اإلختالفات في جداول سهلة ويعاب على هذا النوع من التقسيم عدم إيضاح األهمية ( القيمة ) التقسيمية لبعض الصفات الهامة على غيرها من الصفات ذات األهمية المحدودة.لذلك فهذا التقسيم ال يوضح العالقات التطورية التي يرجى الوصول إليها بالتقسيم الطبيعي. التقسيم على أساس التشابه في األحماض النووية : يحتوي الحمض النووي د.ن.أ D N Aعلى القواعد األربع المعروفة آدنين( ) Aوثيمين ( )Tوجوانين( )Gوسياتوسين ( )Cوفي السلسلة المزدوجة لهذا الحمض النووي ترتبط قواعد الجوانين ( )Gبقواعد السيايتوسين ( )Cبرابطة إشتراكية ثالثية .وترتبط قواعد الثايمين ( )Tبقواعد اآلدنين( )Aبرابطة إشتراكية ثنائية .وعلى ذلك تكون نسبة الجوانين = نسبة السبايتوسين في أي بكتيريا .كما تكون نسبة األدنين = نسبة الثايمين. 5 وكذلك فإنه كلما زادت نسبة الجوانين والسبايتوسين تقل نسبة األدنين والثايمين في الحمض النووي ألي بكتيريا . وبمعنى آخر كلما كانت نسبة الجوانين +السبايتوسين = %60فإن نسبة األدنين +الثايمين = . %40فهذا يعني أن نسبة كل من الجوانين والسبايتوسين = %30لكل منهما ونسبة كل من األدنين والثايمين = %20لكل منهما . وقد اثبتت الدراسات عند بداية معرفة التركيب الدقيق لألحماض النووية أن األحياء المختلفة تحتوي على نسب مختلفة من هذه القواعد األربع ولذلك ظهرت قيمة تقسيمية لتحديد نسبة كل من الجوانين +السبايتوسين ( وهي تقاس بتقدير درجة اإلنصهار Melting pointعادة للحمض النووي . D N A وقد ثبت أيضاً أن الكثير من األحياء التي تحتوي على نفس النسب من القواعد المختلفة قد يكون بينها اختالف كثير .إذ أن وجود نفس القواعد بترتيب مختلف الشك ينتج عنه أحياء مختلفة ولذلك فكر العلماء ( علماء التقسيم) في دراسة مدى تطابق ترتيب القواعد في الحمض النووي . D N A ويمكن دراسة مدى تطابق ترتيب القواعد النتروجينية في الحمض النووي D N Aألحياء مختلفة بدراسة إمكانية تكوين سالسل مزدوجة Duplexمن سالسل مفردة مأخوذة من أحياء مختلفة . قبل أن ندخل في تقسيم المجموعات البكتيرية يجب أن نلم بمدلول بعض المصطلحات المستعملة في الدراسة التقسيمية فمثالً : النوع Species: وهو مجموعة تشمل كل البكتيريات المتشابهة في جميع صفاتها .ويترك للباحث تحديد اإلختالف التي تميز بين أي نوعين مختلفين حيث ال يوجد أي مباديء قياسية يمكن إتباعها في هذا الصدد ،والنوع هو اعتبار تقسيمي محض من الصعب تعريفه وتحديده ،هذا وقد أجمع العلماء على أن الصفات التي يمكن تقسيم النوع على أساسها يجب أن تكون صفات ثابتة وغير متغيرة. الجنس Qenus : 6 هي مجموعة تشمل األنواع التي تتميز بصفات ثابتة وغير متغيرة .بينها وبين بعضها عالقة وراثية بمعنى أن تجمع عدة أنواع تحت جنس واحد يجب أن يتم طبقاً للتشابه في الصفات الطبيعية الثابتة التي ترجع إلى تطابق التركيب الوراثي لألنواع . وهناك عدة صعوبات لتصنيف األنواع داخل الجنس الواحد أهمها أن معظم األنواع ليست مدروسة دراسة وافية . بدرجة تسمح بالتفرقة بين صفاتها الثابتة األخرى التأقلمية التي تتغير طبقاً للظروف البيئية عالوة على الصعوبة التي تتمثل في تعدد األسماء الدارجة والمحلية للنوع البكتيري الواحد .وللتغلب على تلك الصعوبات في إدماج األنواع في جنس واحد يتحتم على مكتشفي األنواع الجديدة أن يبحثوا وينقبوا في المراجع البكتيريولوجية للتاكد من ان النوع الجديد المكتشف لم يوصف من قبل فإذا كان األمر كذلك كان عليهم القيام بوصفه وصفاً دقيقاً .وقد يكون الجنس وحيد النوع بمعنى أنه يشمل نوعاً بكتيرياً واحد Monotypicأو أن يحتوي الجنس على عدة أنواع العائلة Family : Type هي مجموعة تضم األجناس المتشابهة أو المتقاربة .وعادة يشتق اسم العائلة من اسم الجنس المثالي لها genusمع إضافة المقطع aceaeفمثالً Bacillaceaeسميت تبعاً لجنسها المثالي Actinomy Cetaceae Bacillusسميت تبعاً لجنسها المثالي Actinomycesوهكذا . الرتبة Order : تضم مجموعة من العائالت المتشابهة أو المتقاربة .ويشتق اسم الرتبة من اسم العائلة المثالية Type Familyمع استبدال المقطع aceaeبالمقطع ( Speirochae + ales )alesو Actinomy Cetalesوهناك بعض المجاميع الفرعية مثل تحت الرتبة Suborderأو Tribeحيث تضم األولى عدة عائالت وتبعاً لطبعة 1974من المرجع Bergeys Manualفإن الكائنات ذات النواة البدائية بما فيها البكتيريا ضمت في مملكة قائمة بذاتها 7 تعرف بمملكة البروكاريوتات King dom procaryotaeوفي التصنيف الحديث للبكتيريا تصنيف ( برجي _ الطبعة التاسعة ) 1989 تركيب الخلية البكتيرية: -1الجدار الخلوي Cell wall يعطى للخلية النباتية شكلها الثابت والمميز كما انه يقوم بحماية محتويات الخلية الداخلية و يحميها من التمزق عند تعرضها للضغوط االسموزية المنخفضة ويتركب الجدارمن مادة الببتيدوجليكان التى تتكون من جزيئين من السكريات باالضافة الى سلسلة من االحماض االمينية لتكون طبقة صلبة . 8 -2الكبسولة Capsule عبارة عن مادة هالمية عديدة التسكر او مواد اخرى تكون غالفا حول الخلية وتقوم هذه الطبقة بحماية الخلية البكتيرية من الظروف البيئية غير المناسبة مثل الجفاف كما ان وجودها هو العامل الرئيسى لتثبيت الخلية البكتيرية على خلية العائل واحداث المرض. -3الغشاء البالزمي Plasma membrane يحيط الغشاء البالزمي بالسيتوبالزم الداخلي وهو غشاء رقيق جدا ويتميز بخاصية النفاذية االختيارية ويحتوى على كثير من اإلنزيمات الهامة مثل إنزيم التنفس وذلك لعدم احتواء الخلية البكتيرية على الميتوكوندريا ويتكون الغشاء البالزمى من مواد بروتينية ودهون مفسفرة. -4السيتوبالزم Cytoplasm يتكون من خليط معقد من مواد بروتينية وكربوهيدراتية ودهون وأحماض أمينية وامالح وفيتامينات ، وتوجد هذه المواد مذابة في الماء أو معلقة فيه ووظيفة السيتوبالزم انه مركز العمليات الحيوية بالخلية ويتكون من حوالي ٪٨٥من وزنه ماء ٪١٥مواد صلبة كما يحتوى السيتوبالزم مواد غذائية مدخرة. -5المادة النووية Nucleoid تتكون من كروموسوم واحد دائرى الشكل DNAملتف داخل من الحامض النووي الخلية وباالضافة الى هذا الكروموسوم يوجد انواع متعددة من البكتيريا تحتوى على خيط مزدوج من DNAيسمى البالزميد ويحتوى البالزميد على جينات اضافية و يوجد منفصال عن كروموسوم الخلية البكتيرية. -6الريبوسومات 9 تنتشر فى السيتوبالزم وهى المسئولة عن تكوين البروتين فى الخلية. حركة البكتيريا تختلف البكتيريا من حيث قدرتها علي الحركة فمنها: -عديمة االسواط :مثل البكتيريا الكروية حيث تنتقل بواسطه الهواء أو السوائل أو بواسطة االنتقال الميكانيكي كإلتصاقه باألجسام الصلبة. -ومنها المزودة بأعضاء حركة علي هيئة أسواط تدفعه لإلنتقال. و تبعا لعدد األسواط ووضعها تنقسم البكتيريا إلى .1بكتيريا وحيدة السوط Monotrichousوفيها يخرج سوط واحد من أحد أطراف الخلية. .2بكتيريا سوطية الطرف Lophotrichousوفيها تخرج مجموعة من األسواط من أحد أطراف الخلية . .3بكتيريا سوطية الطرفين Amphitrichousوفيها يخرج سوط واحد أو مجموعة أسواط من كال القطبين. .4بكتيريـا محيطيـة األسـواط Peritrichousوفيهـا تخـرج األسواط من جميع أسطح البكتيريا. 10 شكل يوضح وضع أسواط البكتيريا. التجرثم: تتخذ بعض أنواع البكتيريا من التجرثم إسلوبا لحفظ النوع وليست للتكاثر وذلك بتكوين جراثيم داخل الخلية وهذه الجراثيم شديدة المقاومة للظروف البيئية الغير مالئمة كالح اررة والبرودة والجفاف وعندمل تتحسن الظروف تنبت الجراثيم وتعطي خلية خضرية. شكل يوضح تركيب الجرثومة. 11 https://microbenotes.com/bacteria/ شكل يوضح تكوين الجرثومة في البكتيريا. 12 صبغ البكتيريا Bacteria staining البكتريا كائن دقيق ،عديمة اللون شبه شفافة ،ولذلك فإنه من الصعب رؤيتها في غير التحضيرات المصبوغة ، من أجل ذلك فإن صبغ البكتيريا ا يعتبر من العمليات الضرورية حتى يمكن تمييزها عن الوسط الموجودة به ، وحتى يتسنى د ا رسة الشكل الظاهري والتركيبات الخارجية والداخلية المختلفة للخاليا مما يساعد على التعرف عليها وعلى تمييزها. الصبغات: Dyes الصبغة عبارة عن مادة كيميائية عضوية ملونة لها القد رة على اإلتحاد مع بعض المواد األخرى وإكسابها لونا معينا– وأغلب الصبغات المستعملة في الدا رسات البكتريولوجية تنتمي إلى مجموعة االنيلين Anillineمذابة في الماء أو الكحول وتقسم الصبغات إلى: .1صبغات حامضيةAcidic ويرجع لونها إلى االنيون ،وهذه تتفاعل عادة مع المواد القاعدية الموجودة بالخلية ومن أمثلة هذه الصبغات الفوكسين الحامضي ،االيوسين ، Eiosinالكونجو رد ، Kongo redالنج روسينNegrosin. .2صبغات قاعدية Basic ويرجع لونها إلى الكاتيون ،وهذه تتفاعل مع المواد الحامضية في الخلية ،ومن هذه األصباغ الفوكسين القاعدي والصفرانين والكرستال البنفسجي) الجنسيان( ،أزرق الميثيلين ،أخضر الماالكيت ،ولألصباغ القاعدية قدرة كبيرة علي صبغ الخلية البكتيرية وخاصة النواة ،وهي شائعة االستعمال في صبغ البكتيريا. الصبغات البسيطة: Simple Stains تستعمل هذه الصبغات لتمييز البكتريا من الوسط المحيط بها ،ولبيان شكلها وحجمها وفي هذه الطرق تستعمل صبغة 13 واحدة ويأخذ الميكروب لون الصبغة وذلك مثل الصبغ بكربول الفوكسين أو أزرق الميثيلين. الصبغات التفريقية: Differential Stains في هذه الحالة تستعمل أكثر من صبغة في عدة خطوات متتالية أو في خطوة واحدة .وتستعمل هذه الطرق ألغراض خاصة مثل إظهار الفروق بين األنواع البكتيرية المختلفة أو بين المكونات المختلفة للخلية .ومن هذه الطرق: الصبغ بطريقة: Gram Stain تعتبر طريقة الصبغ بجرام من أهم الطرق المستعملة لد ارسة البكتيريا ،وفي هذه الطريقة يعرض الغشاء المثبت لصبغة الجنسيان ) الكريستال البنفسجي ( ثم محلول اليود ثم محلول اإليثانول ) إلزالة اللون ( ثم الصفرانين ) الفوكسين المخفف( وحسب نتيجة الصبغ تقسم البكتيريا إلى مجموعتين: .1بكتيريا موجبة لصبغة جرام Gram Positive وهي التي تحتفظ بصبغة الجنسيان بعد معاملتها بالمذيبات مثل الكحول وتظهر الخاليا بلون بنفسجي. .2بكتيريا سالبة لصبغة جرام - Gram Negative وهي التي تفقد صبغة الجنسيان عقب معاملتها بالكحول وتكتسب لون الصبغة المضادة المستعملة وهي الصفرانين فتأخذ البكتيريا اللون األحمر. وفسرت نتيجة الصبغ بصبغة جرام بعدة نظريات أهمها نظرية السطح الخارجي Surface theory سواء نظرية الثغور ونظرية تركيب الجدار الخلوي) الببتيدوجليكان( والتي مؤداها أن المادة المسئولة عن نتيجة الصبغ بجرام هي عبارة عن مركب موجود بسطح الخاليا هو المسئول عن ايجابية الصبغ في الميكروبات الموجبة لجرام وكذلك وجود ملح ريبونيوكالت المغنسيوم RNA-Mg saltsمتحد مع بروتين الخلية وعند إضا فة اليود 14 فإنه يتحد مع ذلك المركب عن طريق روابط السلفاهيدريل Sulfhydryl Groupsالموجودة بالبروتين فيتكون مركب معقد يتفاعل مع صبغة الجنسيان ويثبتها بالخلية خالف البكتيريا السالبة لجرام https://microbenotes.com/bacteria/ شكل يوضح خطوات صبغ البكتيريا بصبغة جرام. 15