خانه / شاخه های زیست شناسی / گرایش‌ میکروبیولوژی

گرایش‌ میکروبیولوژی

هدف این شاخه شناخت جانداران میکروسکوپی و مسائل مختلف مربوط به زندگی آنهاست علم میکروبیولوژی در مورد چگونگی استفاده بهینه از میکروارگانیسم ها و جلوگیری از ضررها و زیانهایی که میکروارگانیسم ها می توانند به حیات انسانها، دامها و نباتات وارد کنند، بحث می کند.

در گذشته به میکروبها شیطانهای نامرئی می گفتند اما امروزه باید به آنها فرشته های نامرئی بگوییم چرا که اگر میکروارگانیسم ها در چرخه حیات، وظیفه خویش را انجام ندهند، زندگی تمام موجودات از نباتات و حیوانات گرفته تا انسان به زوال کشیده می شود.

و باز بخشی از این میکروارگانیسم ها هستند که با ایجاد انواع بیماریهای عفونی زندگی بشر را به خطر می اندازند مانند “ابولا” که یک بیماری ویروسی ناشناخته بود و در آفریقا تعداد زیادی از افراد را به کشتن داد و یا “ایدز” که بشر را تا آستانه سال ۲۰۰۰ عاجز و ناتوان کرده است. بی شک نمی توان به نقش مهم میکروارگانیسم ها در هستی اعتقاد داشت و از اهمیت کاربرد رشته میکروبیولوژی که به عنوان بررسی میکروارگانیسم ها می پردازد

  علم‌ میکروبیولوژی‌ که‌ گرایشی‌ از علم‌ زیست‌شناسی‌ است‌ و به‌ بررسی‌ و مطالعه‌ میکرو ارگانیسم‌ها می‌پردازد. در این‌ علم‌ ارتباط‌ میکروارگانیسم‌ها با خودشان‌ و همچنین‌ با موجودات‌ عالی‌تر مانند انسان‌، حیوانات‌ و گیاهان‌ مورد بررسی‌ قرار می‌گیرد، علم‌ میکروبیولوژی‌ گرایشهای‌ مختلفی‌ دارد که‌ عبارتند از: میکروبیولوژی‌ پزشکی‌، میکروبیولوژی‌ غذایی‌ و میکروبیولوژی‌ صنعتی‌.در کنار پزشکان گرامی یک متخصص میکروبیولوژیست نیاز است تا میکروبهایی که برای انسان بیماری زا هستند و چگونگی فعالیت آنها بررسی کنند. بسیاری از مواد غذایی مثل ماست یا پنیر به یاری میکروبها تولید می شوند.پس در اینجا نیز به یک متخصص در این زمینه نیاز داریم.

در زمینة صنعت یک میکروبیولوژیست از میکروبهای مفید برای تولید مواد صنعتی مانند اسیدها و کمپوست میکروبی (تهیه کود به یاری مواد زاید و زباله ها) استفاده می کند. همچنین از میکروبها در رفع آلودگی های محیط زیست استفاده می کند.

محقق‌ ‌ گرایش‌ میکروبیولوژی از یک‌ سو می‌تواند به‌ بررسی‌ کاربرد سلاحهای‌ میکروبی‌ و راههای‌ پیشگیری‌ از این‌ سلاحها بپردازد و از سوی‌ دیگر می‌تواند در کارخانه‌های‌ عطر سازی‌ مشغول‌ باشد. میکروبیولوژی‌ پایه‌ و اساس‌ بسیاری‌ از علوم‌ از قبیل‌ بیوشیمی‌، بیوتکنولوژی‌، ژنتیک‌ و پزشکی‌ است‌.

-یکی‌ از کاربردهای‌ تحصیل کردگان میکروبیولوژی‌ در آزمایشگاههای‌ تشخیص‌ طبی‌ است‌.آنها در تشخیص‌ بیماری‌ نیز اهمیت‌ بسیاری‌ دارند.اما متاسفانه بخاطر عدم تشریح مفهوم یک میکرو بیولوژیست در جامعه کاری آزمایشگاهی تکنسین های آزمایشگاهی و کارشناسان محترم آزمایشگاهها جایگزین میکروبیولوژیست ها میشوند، در صورتی که این دو گروه کارهای متفاوتی انجام می دهند؛ یک کارشناس علوم آزمایشگاهی با آنالیز آزمایشگاهی خون، مایعات و بافت‌های بدن انسان با هدف تشخیص بیماری، سروکار دارد و در صورت آلودگی های میکروبی اطلاعات کافی ندارد در صورتی که کارشناسان میکروبیولوژی به دلیل گذراندن دوره های لازم تبحر بیشتری در مورد آلودگی های موجود در نمونه های گرفته شده و شناسایی نوع آلودگی و توصیه برای درمان دارد .پس بهتر است در کنار کارشناسان عزیز آزمایشگاهی از یک نفر میکروبیولوژیست نیز برای شناسایی میکروارگانیسم ها استفاده کرد.

-در مواد غذایی‌ و تولید مواد غذایی‌ مختلف‌ اثر میکروارگانیسم‌ها را برسی میکنند‌. برای توضیح این مورد تنا به آودن نام چند میکرو ارگانیسم و طرح یک سوال بسنده میکنم.

آلکالیجنس (Alcaligenes): باکتری های این جنس معمولا در محیط رشدشان یک واکنش قلیایی انجام می دهند و به همین دلیل به این نام خوانده می شوند. A.viscolactis سبب طنابی شدن شیر و A.metalcaligenes موجب لزج شدن پنیر کاتیج می شود. منشا این باکتری ها کودها، غذای دام، خاک، آب و گرد و غبار است. علاوه بر این در این جنس باکتری هایی وجود دارند که قبلا در جنس آکروموباکتر (Achromobacter) طبقه بندی می شدند.

باسیلوس (Bacillus):اندوسپورهای گونه های این باکتری های هوازی تا هوازی اختیاری، معمولا سبب تورم سلول نمی شوند. گونه های مختلف این جنس ممکن است مزوفیل یا گرمادوست، شدیدا پروتئولیتیک، کمی پروتئولیتیک یا غیر پروتئولیتیک، تولید کننده یا غیر تولید کننده ی گاز و لیپولیتیک یا غیرلیپولیتیک باشند. به طور کلی اسپور باکتری های مزوفیل مثل B.subtilis، نسبت به سپور گرمادوست ها از مقاومت حرارتی کمتری برخوردارند. اسپور باسیلوس های گرمادوست مطلق مثل B.stearothermophilus نسبت به اسپور گرمادوست های اختیاری مثل B.coagulans مقاوم ترند. گونه های شدیدا پروتئولیتیک مانند B.cereus معمولا باعث طعم شیرین شیر می شوند. B.polymexa و B.macerans دو گونه ی مهم تولید کننده ی اسید و گاز هستند، که گاهی اوقات با عنوان ائروباسیلوس ها (Aerobacilli) نامیده می شوند. اکثر گونه های مزوفیل گلوکز و سایر قندها را به اسید تبدیل می کنند. اما معمولا مقدار اسید تولیدی بسیار کم است و توسط آمونیاک تولید شده از مواد غذایی ازت دار، خنثی می شود. باکتری های گرمادوست عامل ترشیدگی مسطح (Flat sour) که باعث فساد کنسرو سبزی ها می شوند، قادرند مقدار زیادی قند را به اسید لاکتیک تبدیل کنند. از این رو از چنین کشت هایی برای تولید اسید اکتیک استفاده می شود. خاک یکی از منابع عمده ی گونه های باسیلوس است. تعدادی از نژاد های این جنس که با شناسه ی ATCC مشخص می شوند، میکروارگانیزم های شاخص فرایند استریلیزاسیون هستند. B.pumilus شاخص استریلیزاسیون با اشعه گاما، B.stearothermophilus شاخص استریلیزاسیون با بخار، B.subtilis نیز شاخص استریلیزاسیون با بخار و هم چنین شاخص تشخیص پنی سیلین در شیر و B.subtilis var.niger شاخص استریلیزاسیون با اکسید اتیلن هستند.

سوال:آیا کارشناسان عزیز علوم تغذیه یا صنایع اطلاعات کافی در مورد نمونه های مثال زده شده دارند؟

همچنین‌ میکروبیولوژی‌ستها در کشاورزی‌ بطور بسیار وسیعی‌ در تشخیص‌ آفات‌ گیاهی‌، مبارزه‌ با آفات‌ گیاهی‌ و ایجاد مقاومت‌ میتوانند فعالیت داشته باشند.

– در صنایع‌ و معادن‌ نیز برای‌ استخراج‌ فلزات‌ سنگین‌ و در تصفیه‌ نفت‌ در گوگردزدایی‌ از نفت‌ دانشهای لازم را دارند. اخیراً باکتری‌های دریایی جدیدی که قادر به تجزیه آلودگی‌های نفتی در محیط‌های دریایی می‌باشند از ناحیه‌ای در نزدیکی جزیره بورکوم در دریای شمال، شناسایی شده‌اند. این باکتری‌های دریایی میله‌ای شکل، گرم منفی و هوازی اجباری بودند. این باکتری‌ها هیدروکربن‌های آلیفاتیک مختلفی مانند هیدروکربنهای آلیفاتیک خطی یا زنجیره‌ای شاخه دار و ترکیبات آروماتیک مانند تولوئن، نفتالین، فنانترن و آنتراسن (نه اسید آمینه، پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها یا پلی ساکاریدها) را به عنوان تنها منبع کربن و انرژی مورد استفاده قرار می‌دهند. این باکتریها از نظر فیلوژنتیکی سابقه قبلی نداشته و در جنس جدیدی تحت عنوان Alcanivorax طبقه‌بندی شده‌اند. این باکتریها قادرند در NaCl با غلظت‌های ۰٫۰۸–۳٫۵M زندگی کنند. این میکروارگانیسم‌ها، فیزیولوژی و ترکیب سلولی غیرعادی دارند. کوچک بوده، حجم آنها۰٫۲ میکرو متر مکعب است و سیتوپلاسم رقیقی دارند. این باکتریها فقط نصف تعدادپروتئینهای بیان شده به وسیله اشریشیا کلی رابیان می‌کنند. ژنوم آنهانسبتاً کوچک استmb۳–۴ و فقط۱–۲ اپرون rRNA را دربر می‌گیرد.

باکتری‌های نفت خوار چگونه می‌توانند موادنفتی تجزیه ویابه عبارتی دیگر آنرا بخورند؟

این باکتری ماده ای به نام Biosurfactant ازخودخارج می کندکه این ماده کشش سطحی نفت را کاهش داده وآن را امولسیونه می‌کند. البته همین خاصیت امولسیون کنندگی کاربردهای صنعتی زیادی هم دارد. نفت امولسیون شده توسط باکتری تجزیه می‌شود وبه این ترتیب به دی اکسید کربن ومواد ساده‌تری تبدیل میشودکه جذب میکروب‌های موجوددرطبیعت شوند. درمواردی نظیر ترک خوردگی لوله‌های نفت ویاغرق شدن یک نفت کش که مقدارزیادی نفت وارد دریا (طبیعت) می‌شود باانتقال این باکتری هابه محل می‌توانیم آلودگی ناشی از وجود نفت راازبین ببریم. یکی دیگرازموارد مهم ایجاد آلودگی‌های نفتی تخلیه آب توازن نفت کش هاست. یک نفت کش نفت راازکشوری به کشور دیگر حمل، موقع برگشت باید بخشی ازتانکر آن برای حفظ تعادل باآب پر شود؛ که این آب درنزدیکی محل نفت گیری مجددتخلیه می شودوباین ترتیب نفت باقی مانده داخل تانکر، متأسفانه وارد دریا می‌گردد. این نفت درروی سطح دریا لکه ای ایجاد کرده ومانع ورود اکسیژن(O2)به آب می شودوباامواج دریاساحل رانیز آلوده می‌نماید. اگر مقداری از باکتری نفت خواررابه آب توازن تانکر یانفت کش منتقل کنیم می‌تواند قبل ازتخلیه این آب، نفت موجود روی آنرا تجزیه کرده ومانع از انتقال آن به آب دریا شود. درمحل آلودگی تازمانی که نفت وجوددارد، باکتری هافعال وتکثیر می‌شوند، اماپس از تمام شدن نفت ودرمواقع ازمیان رفتن آلودگی باکتری هابه تدریج وخودبه خودازتعدادشان کم خواهدشد ومی میرند، ولاشه‌های باقیمانده توسط موجودات دیگر خورده خواهدشد ووارد چرخه طبیعت وهیچ خطری برای محیط زیست ندارند. با توضیحات مختصر بالا میتوان به لزوم حضور میکروبیولوژیست ها در جایگاههای نفتی اشاره کرد.اما متاسفانه به دلیل عدم آشنایی با علوم نوینی چون زیست شناسی میکروبیولوژی جایگاه افراد تحصیل کرده در مناطق  نفتی کشور بسیار کم و گاهی مواقع خالیست.که مضرات این کمبود سالهای اتی به صورت آلودگی های ایجاد شده ی نفتی در کشور دیده خواهد شد که شاید آن زمان جبران ناپذیر باشد.

پلیکان آلوده شده به نفت خام

در محافظت‌ از محیط‌ زیست‌، تصفیه‌ فاضلابها و مبارزه‌ بیولوژیک‌ با عفونتها آلودگی‌های‌ فاضلابی‌ حتی‌ در علم‌ نساجی‌ نیز فارغ التحصیلان این رشته مورد نیاز هستند. به‌ تازگی‌ در صنعت‌ نساجی‌ از میکروارگانیسم‌ها برای‌ تثبیت‌ نشاسته‌ و آهار دادن‌ پارچه‌ استفاده‌ می‌شود.

تهیه‌ لوازم‌ آزمایشگاهی‌ مورد نیاز در این‌ گرایش‌ یکی‌ از جایگاههای است که نیاز به حضور میکروبیولوژیست دارد.تنها یک میکروبیولوژیست است که با آشنایی با چرخه ی زندگی میکرو ارگانیسم ها و مواد مورد نیاز برای ادامه ی حیات و یا قطع سیکل زندگی آنها می تواند توصیه های لازم در ساخت تجهیزات آزمایشگاهی،و یا موارد و دستگاههای مورد نیاز در یک آزمایشگاه مربوط را تشخیص و در یک رابطه مستقیم با دیگر گروهها این نیاز ها را برطرف کند.

گردآورنده: فرناز راثی بناب

درباره‌ی دکتر سمیه عرب زاده

همچنین ببینید

اهمیت زیست شناسی در چیست؟

اهمیت زیست شناسی در چیست؟ هیچ دانشی به اندازه زیست شناسی به وجود ما نزدیک …

یک نظر

  1. عالیه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *