میکروارگانیسم ها (میکروب ها) موجودات تک سلولی در نظر گرفته می شوند که اندازه آنها از 0.1 میلی متر تجاوز نمی کند. نمایندگان این گروه بزرگ ممکن است سازماندهی سلولی، ویژگی های مورفولوژیکی و قابلیت های متابولیک متفاوتی داشته باشند، یعنی ویژگی اصلی که آنها را متحد می کند اندازه است. اصطلاح "میکروارگانیسم" به خودی خود دارای مفهوم طبقه بندی نیست. میکروب ها به طیف گسترده ای از واحدهای طبقه بندی تعلق دارند و سایر نمایندگان این واحدها می توانند چند سلولی باشند و به اندازه های بزرگ برسند.
رویکردهای کلی طبقه بندی میکروارگانیسم ها
در نتیجه انباشت تدریجی مطالب واقعی درباره میکروب ها، وضع قوانینی برای توصیف و نظام مندی آنها ضروری شد.
طبقه بندی میکروارگانیسم ها با وجود گونه های زیر مشخص می شود: دامنه، شاخه، طبقه، ردیف، خانواده، جنس، گونه. در میکروبیولوژی، دانشمندان از سیستم دوجمله‌ای ویژگی‌های جسم استفاده می‌کنند، یعنی نام‌گذاری شامل نام‌های جنس و گونه است.
برای اکثر میکروارگانیسم هایک ساختار بسیار بدوی و جهانی مشخص است، بنابراین، تقسیم آنها به گونه ها را نمی توان تنها با توجه به ویژگی های مورفولوژیکی انجام داد. ویژگی‌های عملکردی، داده‌های بیولوژیکی مولکولی، الگوهای فرآیندهای بیوشیمیایی و غیره به عنوان معیار استفاده می‌شوند.
ویژگی های شناسایی
برای شناسایی یک میکروارگانیسم ناشناخته، تحقیقاتی برای مطالعه خواص زیر انجام شده است:
- سیتولوژی سلولی (عمدتاً متعلق به ارگانیسم های طرفدار یا یوکاریوتی).
- مورفولوژی سلول ها و کلنی ها (تحت شرایط خاص).
- ویژگی های فرهنگی (ویژگی های رشد در رسانه های مختلف).
- مجموعه خواص فیزیولوژیکی که طبقه بندی میکروارگانیسم ها بر اساس نوع تنفس (هوازی، بی هوازی) بر اساس آن است
- علائم بیوشیمیایی (وجود یا عدم وجود مسیرهای متابولیک خاص).
- مجموعه ای از خواص بیولوژیکی مولکولی، از جمله در نظر گرفتن توالی نوکلئوتیدی، امکان هیبریداسیون اسیدهای نوکلئیک با مواد سویه های نوع.
- شاخص‌های شیمی‌تاکسونومیک، که ترکیب شیمیایی ترکیبات و ساختارهای مختلف را در نظر می‌گیرد.
- ویژگی های سرولوژیکی (واکنش های "آنتی ژن - آنتی بادی"؛ به ویژه برای میکروارگانیسم های بیماری زا).
- وجود و ماهیت حساسیت به فاژهای خاص.
سیستماتیک و طبقه‌بندی میکروارگانیسم‌های مرتبط با پروکاریوت‌ها با استفاده از "راهنمای Burgey برای سیستماتیک باکتری‌ها" انجام می‌شود. شناسایی با استفاده ازتعیین کننده برگی.
روش های مختلف طبقه بندی میکروب ها
برای تعیین وابستگی طبقه بندی یک موجود زنده، چندین روش برای طبقه بندی میکروارگانیسم ها استفاده می شود.
با طبقه بندی عددی رسمی، همه ویژگی ها به یک اندازه مهم در نظر گرفته می شوند. یعنی وجود یا عدم وجود یک ویژگی خاص در نظر گرفته می شود.
طبقه‌بندی مورفوفیزیولوژیک شامل مطالعه کلیت خصوصیات مورفولوژیکی و ویژگی‌های جریان فرآیندهای متابولیک است. در این صورت، به معنای و اهمیت خاصیت خاصی از یک شیء است. قرار گرفتن یک میکروارگانیسم در یک گروه طبقه بندی خاص و اختصاص یک نام در درجه اول به نوع سازمان سلولی، مورفولوژی سلول و کلنی و الگوهای رشد بستگی دارد.
محاسبه ویژگی های عملکردی امکان استفاده از مواد مغذی مختلف توسط میکروارگانیسم ها را فراهم می کند. همچنین وابستگی به برخی عوامل فیزیکی و شیمیایی محیط و به‌ویژه راه‌های کسب انرژی مهم است. میکروب هایی وجود دارند که برای شناسایی آنها نیاز به مطالعات کموتاکسونومیک دارند. میکروارگانیسم های بیماری زا نیاز به تشخیص سرمی دارند. واجد شرایط برای تفسیر نتایج آزمون های فوق استفاده می شود.
در طبقه بندی ژنتیکی مولکولی، ساختار مولکول های مهم ترین پلیمرهای زیستی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.
روش شناسایی میکروارگانیسم ها
امروزه، شناسایی یک موجود میکروسکوپی خاص با شروع می شودجداسازی کشت خالص آن و تجزیه و تحلیل توالی نوکلئوتیدی 16S rRNA. بنابراین، مکان میکروب روی درخت فیلوژنتیک تعیین می شود و مشخصات بعدی بر اساس جنس و گونه با استفاده از روش های میکروبیولوژیکی سنتی انجام می شود. مقدار تصادفی 90٪ به شما امکان می دهد جنس و 97٪ - گونه را تعیین کنید.
حتی تمایز واضح‌تر میکروارگانیسم‌ها بر اساس جنس و گونه با استفاده از طبقه‌بندی چندفازی (چند فازی) امکان‌پذیر است، زمانی که تعیین توالی‌های نوکلئوتیدی با استفاده از اطلاعات در سطوح مختلف تا اکولوژیکی ترکیب شود. به این معنا که ابتدا جستجوی گروه‌هایی از سویه‌های مشابه انجام می‌شود، سپس موقعیت‌های فیلوژنتیکی این گروه‌ها مشخص می‌شود، تفاوت‌های بین گروه‌ها و نزدیک‌ترین همسایگان آنها مشخص می‌شود و داده‌هایی برای افتراق گروه‌ها جمع‌آوری می‌شود.
گروه های اصلی میکروارگانیسم های یوکاریوتی: جلبک
این دامنه شامل سه گروه است که در آن موجودات میکروسکوپی وجود دارد. ما در مورد جلبک ها، تک یاخته ها و قارچ ها صحبت می کنیم.
جلبک ها فوتوتروف های تک سلولی، استعماری یا چند سلولی هستند که فتوسنتز اکسیژنی را انجام می دهند. توسعه یک طبقه بندی ژنتیکی مولکولی میکروارگانیسم های متعلق به این گروه هنوز کامل نشده است. بنابراین، در حال حاضر، در عمل، طبقه بندی جلبک ها بر اساس ترکیب رنگدانه ها و مواد ذخیره، ساختار دیواره سلولی، وجود تحرک و روش تولید مثل استفاده می شود.
نمایندگان نمونه این گروه هستندموجودات تک سلولی متعلق به داینوفلاژل ها، دیاتوم ها، اوگلنوئیدها و جلبک های سبز. همه جلبک ها با تشکیل کلروفیل و اشکال مختلف کاروتنوئیدها مشخص می شوند، اما توانایی سنتز سایر اشکال کلروفیل ها و فیکوبیلین ها در نمایندگان این گروه به روش های مختلف ظاهر می شود.
ترکیب این یا آن رنگدانه ها رنگ آمیزی سلول ها را در رنگ های مختلف مشخص می کند. آنها می توانند سبز، قهوه ای، قرمز، طلایی باشند. رنگدانه سلولی یک ویژگی گونه است.
دیاتومها اشکال پلانکتونیک تک سلولی هستند که در آنها دیواره سلولی شبیه یک پوسته دوکفه ای سیلیکونی است. برخی از نمایندگان قادر به حرکت با نوع کشویی هستند. تولید مثل هم غیرجنسی و هم جنسی است.
زیستگاه جلبک های تک سلولی اوگلنا مخازن آب شیرین هستند. آنها با کمک تاژک حرکت می کنند. دیواره سلولی وجود ندارد. توانایی رشد در تاریکی به دلیل فرآیند اکسیداسیون مواد آلی.
دینوفلاژله ها ساختار خاصی از دیواره سلولی دارند که از سلولز تشکیل شده است. این جلبک های تک سلولی پلانکتون دارای دو تاژک جانبی هستند.
برای نمایندگان میکروسکوپی جلبک های سبز، زیستگاه ها آب های شیرین و دریایی، خاک و سطح اجرام مختلف زمینی هستند. گونه های غیر متحرک وجود دارد و برخی از آنها قادر به حرکت با استفاده از تاژک هستند. درست مانند داینوفلاژلات ها، ریزجلبک های سبز دارای دیواره سلولی سلولزی هستند. ذخیره نشاسته در سلول ها مشخص است. تولید مثل هم غیرجنسی و هم جنسی استراه.
جانداران یوکاریوتی: تک یاخته
اصول اساسی طبقه بندی میکروارگانیسم های متعلق به تک یاخته ها بر اساس ویژگی های مورفولوژیکی است که در بین نمایندگان این گروه بسیار متفاوت است.
توزیع همه جا، حفظ سبک زندگی ساپروتروفیک یا انگلی تا حد زیادی تنوع آنها را تعیین می کند. تک یاخته های زنده آزاد غذایی عبارتند از باکتری ها، جلبک ها، مخمرها، سایر تک یاخته ها و حتی بندپایان کوچک و همچنین بقایای مرده گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها. اکثر نمایندگان دیواره سلولی ندارند.
آنها می توانند زندگی ثابتی داشته باشند یا با کمک وسایل مختلف در اطراف حرکت کنند: تاژک، مژک و پرولگ. چندین گروه دیگر در گروه طبقه بندی تک یاخته ها وجود دارد.
نمایندگان ساده ترین
آمیب ها با اندوسیتوز تغذیه می شوند، با کمک شبه پاها حرکت می کنند، جوهر تولید مثل در تقسیم اولیه سلول به دو نهفته است. بیشتر آمیب ها اشکال آبزی آزاد هستند، اما برخی نیز وجود دارند که باعث بیماری در انسان و حیوانات می شوند.
سلول های اینفوزوریا دو هسته متفاوت دارند، تولید مثل غیرجنسی شامل تقسیم عرضی است. نمایندگانی وجود دارند که تولید مثل جنسی برای آنها مشخص است. یک سیستم هماهنگ از مژه ها در حرکت شرکت می کند. اندوسیتوز با گرفتن غذا در یک حفره دهانی خاص انجام می شود و بقایای آن از طریق دفع می شوند.سوراخ در انتهای پشت در طبیعت، مژه‌داران در آب‌های آلوده به مواد آلی و همچنین در شکمبه نشخوارکنندگان زندگی می‌کنند.
تاژک‌ها با وجود تاژک مشخص می‌شوند. جذب مواد مغذی محلول توسط کل سطح CPM انجام می شود. تقسیم فقط در جهت طولی اتفاق می افتد. در میان تاژکداران، هم گونه های آزاد و هم همزیست وجود دارد. همزیست های اصلی انسان و حیوان عبارتند از تریپانوزوم ها (باعث بیماری خواب)، لیشمانیا (باعث ایجاد زخم های سخت ترمیم شونده)، ژیاردیا (به اختلالات روده می شود).
اسپوروزوئرها پیچیده ترین چرخه زندگی را در بین همه تک یاخته ها دارند. معروف ترین نماینده اسپروزوئرها پلاسمودیوم مالاریا است.
میکروارگانیسم های یوکاریوتی: قارچ
طبقه بندی میکروارگانیسم ها بر اساس نوع تغذیه، نمایندگان این گروه را به هتروتروف ها ارجاع می دهد. بیشتر آنها با تشکیل میسلیوم مشخص می شوند. تنفس معمولاً هوازی است. اما بی هوازی اختیاری نیز وجود دارد که می تواند به تخمیر الکلی تبدیل شود. روش های تولید مثل رویشی، غیرجنسی و جنسی است. این ویژگی است که به عنوان معیاری برای طبقه بندی بیشتر قارچ ها عمل می کند.
اگر در مورد اهمیت نمایندگان این گروه صحبت کنیم، جالب ترین آنها در اینجا گروه ترکیبی غیر طبقه بندی مخمرها است. این شامل قارچ هایی می شود که مرحله رشد میسلیوم ندارند. بی هوازی اختیاری زیادی در بین مخمرها وجود دارد. با این حال، گونه های بیماری زا نیز وجود دارد.
گروه های اصلی میکروارگانیسم های پروکاریوتی:archaea
مورفولوژی و طبقه بندی میکروارگانیسم های پروکاریوتی آنها را در دو حوزه ترکیب می کند: باکتری ها و باستانی ها که نمایندگان آنها تفاوت های زیادی با هم دارند. آرکی ها دیواره سلولی پپتیدوگلیکان (مورئین) معمولی باکتری ها را ندارند. آنها با حضور یک هتروپلی ساکارید دیگر - سودومورئین، که حاوی N-استیل مورامیک اسید نیست، مشخص می شوند.
Archaea به سه شاخه تقسیم می شود.
ویژگی های ساختار باکتری
اصول طبقه بندی میکروارگانیسم هایی که میکروارگانیسم ها را در این حوزه متحد می کنند بر اساس ویژگی های ساختاری غشای سلولی و به ویژه محتوای پپتیدوگلیکان در آن است. در حال حاضر 23 فیلا در دامنه وجود دارد.
باکتری ها حلقه مهمی در چرخه مواد در طبیعت هستند. ماهیت اهمیت آنها در این فرآیند جهانی، تجزیه بقایای گیاهی و حیوانی، تصفیه آب های آلوده به مواد آلی و اصلاح ترکیبات معدنی است. بدون آنها، وجود حیات بر روی زمین غیرممکن خواهد بود. این میکروارگانیسم ها در همه جا زندگی می کنند، زیستگاه آنها می تواند خاک، آب، هوا، بدن انسان، حیوانات و گیاهان باشد.
با توجه به شکل سلول ها، وجود وسایلی برای حرکت، مفصل بندی سلول ها در بین خود، این حوزه در طبقه بندی بعدی میکروارگانیسم ها انجام می شود. میکروبیولوژی بر اساس شکل سلول ها انواع باکتری های زیر را در نظر می گیرد: گرد، میله ای شکل، رشته ای، پیچ خورده، مارپیچی. با توجه به نوع حرکت، باکتری ها می توانند بی حرکت، تاژک دار یا به دلیل دفع حرکت کنند.مخاط بر اساس روشی که سلول‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، باکتری‌ها را می‌توان جدا کرد، به شکل جفت، گرانول و شکل‌های شاخه‌دار به هم پیوند زدند.
میکروارگانیسم های بیماری زا: طبقه بندی
میکروارگانیسم های بیماری زا در میان باکتری های میله ای شکل (عوامل ایجاد کننده دیفتری، سل، تب حصبه، سیاه زخم) بسیار هستند. تک یاخته ها (پلاسمودیوم مالاریا، توکسوپلاسما، لیشمانیا، ژیاردیا، تریکوموناس، برخی آمیب های بیماری زا)، اکتینومیست ها، مایکوباکتری ها (عوامل ایجاد کننده سل، جذام)، کپک ها و قارچ های مخمر مانند (عوامل ایجاد میکوز، کاندیدیاز). قارچ ها می توانند انواع ضایعات پوستی را ایجاد کنند، به عنوان مثال، انواع مختلف گلسنگ (به استثنای هرپس زوستر که ویروس در آن نقش دارد). برخی از مخمرها که ساکنان دائمی پوست هستند، در شرایط عادی سیستم ایمنی اثر مضری ندارند. با این حال، اگر فعالیت سیستم ایمنی کاهش یابد، باعث بروز درماتیت سبورئیک می شود.
گروه های بیماری زایی
خطر اپیدمیولوژیک میکروارگانیسم‌ها معیار گروه‌بندی همه میکروب‌های بیماری‌زا به چهار گروه مربوط به چهار دسته خطر است. بنابراین، گروه‌های بیماری‌زایی میکروارگانیسم‌ها که طبقه‌بندی آنها در زیر آورده شده است، بیشترین علاقه را برای میکروبیولوژیست‌ها دارد، زیرا آنها مستقیماً بر زندگی و سلامت جمعیت تأثیر می‌گذارند.
ایمن ترین، چهارمین گروه بیماری زایی، شامل میکروب هایی است که سلامتی فرد را تهدید نمی کند (یا خطر این تهدید ناچیز است.کم اهمیت). یعنی خطر عفونت بسیار کم است.
گروه سوم
با خطر متوسط عفونت برای یک فرد مشخص می شود، خطر کم برای جامعه به عنوان یک کل. چنین پاتوژن‌هایی از نظر تئوری می‌توانند باعث بیماری شوند، و حتی در صورت ایجاد، درمان‌های مؤثر ثابت شده و همچنین مجموعه‌ای از اقدامات پیشگیرانه وجود دارد که می‌تواند از گسترش عفونت جلوگیری کند.
دومین گروه بیماری زایی شامل میکروارگانیسم هایی است که برای فرد خطر بالایی دارند، اما برای کل جامعه کم خطر هستند. در این حالت، عامل بیماری زا می تواند باعث بیماری شدید در انسان شود، اما از یک فرد آلوده به فرد دیگر سرایت نمی کند. روش‌های مؤثر درمان و پیشگیری در دسترس هستند.
اولین گروه بیماری زایی با خطر بالایی هم برای فرد و هم برای جامعه به عنوان یک کل مشخص می شود. یک پاتوژن که باعث ایجاد بیماری شدید در انسان یا حیوان می شود، می تواند به راحتی از راه های مختلف منتقل شود. درمان‌های مؤثر و اقدامات پیشگیرانه معمولاً در دسترس نیستند.
میکروارگانیسم های بیماری زا که طبقه بندی آنها تعلق آنها را به یک یا آن گروه بیماری زایی مشخص می کند، تنها در صورتی به سلامت عمومی آسیب زیادی وارد می کنند که متعلق به گروه 1 یا 2 باشند.
