میکروبیولوژی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
یک ظرف آگار که بر روی آن به کمک ریزاندامگان خطوطی کشیده شده است.

میکروبیولوژی، (به فرانسوی: Microbiologie) (از یونانی [μῑκρος- [mīkros به‌معنای "کوچک، ریز" و βίος [bios] به‌معنای "زندگی، زیست" و -λογία [logia] به‌معنای "سخن، گفتن" و در علوم به‌معنی مطالعه و شناخت)[۱][۲] مطالعه ریزاندامگانی است که تک‌سلولی، چندسلولی یا بی‌سلولی هستند.[۳][۴] میکروبیولوژی دربرگیرنده چندین زیرشاخه شامل ویروس‌شناسی، باکتری‌شناسی، آغازیان‌شناسی، قارچ‌شناسی، ایمنی‌شناسی و انگل‌شناسی است.

ریزاندامگان یوکاریتوی دارای اندامک‌های غشادار اند که شامل قارچ‌ها و آغازیان می‌شوند، در حالی که همه پروکاریوت‌ها ریزاندام اند، اما تمایزشان با دیگر موارد مذکور در نداشتن غشا بوده و جاندارانی چون باکتری‌ها و باستانیان (آرکی ها) را دربرمی‌گیرند.[۵][۶] میکروبیولوژیست‌ها به طور سنتی به کشت، رنگ آمیزی و ریزبینی (میکروسکوپی) در مطالعاتشان تکیه می‌کنند. با این حال، کمتر از ۱٪ از ریزاندامگان موجود در محیط‌های معمولی را با ابزارهای کنونی می‌توان به صورت ایزوله (جدا از محیط) کشت کرد.[۷] میکروبیولوژیست‌ها اغلب به ابزارهای زیست‌شناسی ملکولی چون شناسایی بر اساس توالی یابی DNA تکیه می‌کنند، مانند توالی ژنی 16S rRNA که جهت شناسایی باکتریایی به‌کار می‌رود.

ویروس‌ها به‌طور متغیر (یعنی توافق نظر کلی وجود ندارد) به‌عنوان جاندار درنظرگرفته شده‌اند،[۸] به گونه‌ای که توسط برخی به عنوان جانداران ساده و توسط برخی دیگر به عنوان ملکولهای پیچیده در نظر گرفته شده اند. پریون‌ها هرگز به عنوان ریزاندامگان در ظر گرفته نشده، و توسط ویروس‌شناسان مطالعه می‌شوند. در گذشته اثرات بالینی پریون ناشی از عفونت ویروسی فرض می‌شد، اما ویروس شناسان پس از پژوهش متوجه شدند که "پروتئین‌های عفونی" دلیل چنین بیماری‌هایی هستند.

وجود ریزاندامگان، قرن‌ها پیش از آن که برای نخستین بار مشاهده گردند، پیش‌بینی شده بودند، به عنوان مثال جینز در هند و مارکوس ترنتیوس وارو در روم باستان جزو چنین پیش‌بینی کنندگانی بودند. نخستین مشاهدات میکروسکوپی ثبت شده، اجسام بارورکننده کپک‌ها بود که توسط رابرت هوک در ۱۶۶۶ ثبت شد، اما احتمالاً این کشیش مسیحی، آتاناسیوس کیرشه بود که به گفته خودش آن‌ها را در شیر و مواد فاسد شده در سال ۱۶۵۸ برای نخستین بار مشاهده کرده بود. آنتونی فان لیوونهوک را پدر میکروسکوپی به شمار می‌آورند، چرا که ریزاندامگان میکروسکپی را در دهه ۱۶۷۰ با استفاده از میکروسکوپی که خودش طراحی نموده بود، مشاهده کرد. میکروبیولوژیِ علمی، در قرن ۱۹م میلادی از طریق کارهای لویی پاستور در زمینه میکروبیولوژی پزشکی توسعه و تکوین یافت.

تاریخچه

ابن سینا وجود میکروارگانیسم‌ها (ریزاندامگان) را فرضیه‌سازی کرد.

وجود میکروارگانیسم‌ها (ریزاندامگان)، قرن‌ها پیش از کشفشان فرضیه‌سازی شده بودند. گفته شده که وجود حیات میکروبیولوژیکی غیر قابل رؤیت با چشم غیرمسلح، توسط مکتب جینیسم، که حاصل آموخته‌های مهاویرا بوده، در اوایل قرن ششم پیش از میلاد پیش بینی شده بود.[۱۲] پاول دونداس، می‌نویسد که ماهاویرا، وجود مخلوقات دیده نشده میکروبی را در زمین، آب، هوا و آتش، مسلم می‌انگاشته است.[۱۳] جین اسکریپچرز، نیگوداس را توصیف کرده، که مخلوقاتی زیر-میکروسکوپی اند و عمدتاً در دسته‌جات بزرگی زندگی کرده و زندگی بسیار کوتاهی داشته، و گفته می‌شد که در هر بخش از جهان شایع بوده، حتی در بافت‌های گیاهان و گوشت حیوانات.[۱۴] مارکوس ترنتیوس وارو، از روم باستان، به میکروب‌ها اشاراتی کرد. او هنگامی که قرار بود در مجاورت باتلاقها سکنا شود، در مخالفت با این کار هشدار می‌داد که "به علت تولید مثل موجودات کوچکی غیر قابل مشاهده با چشم که با شناوری در هوا، از طریق دهان و بینی وارد بدن شده و ایجاد بیماری‌های جدی می‌کنند."[۱۵]

در عصر طلایی تمدن اسلامی، دانشمندان فارسی، وجود میکروارگانیسم‌ها (ریزاندامگان) را فرض می‌گرفتند، از جمله این افراد: ابن سینا در کتابش با عنوان قانون در طب و ابن زهر که هیره هایی به نام جرب را کشف کرد، همچنین زکریای رازی که قدیمی ترین توصیف شناخته شده از آبله را در کتابش به نام الحاوی ارائه نمود.[۱۶]

در ۱۵۴۶، جیرولامو فراکاستورو پیشنهاد کرد که بیماری همه‌گیری توسط موجودات مستقل بذر مانندِ قابل انتقالی ایجاد می‌شوند که قادرند عفونت را از طریق تماس مستقیم، غیر-مستقیم یا ناقلان منتقل نمایند.[۱۷]

شاخه‌ها

یک آزمایشگاه میکروبیولوژی غذایی در دانشگاه.

شاخه‌های میکروبیولوژی را می‌توان به علوم کاربردی تقسیم بندی کرد، یا براساس تاکسونومی مثل این موارد: باکتریولوژی، میکولوژی، ویرولوژی و فیکولوژی. همپوشانی چشمگیری میان شاخه‌های خاصی از میکروبیولوژی، و همچنین بین این شاخه‌ها و شاخه‌های دیگر علمی برقرارند، به طوری که جنبه‌های خاصی از این شاخه‌ها را می‌توان فراتر از دیدگاه سنتی میکروبیولوژی توسعه داد.[۱۸][۱۹] شاخه پژوهشی محض در میکروبیولوژی را، میکروبیولوژی سلولی می‌نامند.

کاربردها

درحالی که برخی از میکروب‌ها، به علت مشارکتشان در بیماری‌های مختلف انسانی، از آن‌ها می‌ترسند، بسیاری از میکروب‌ها مسئول فرایند‌های متعدد و مفیدی چون تخمیر صنعتی (به عنوان مثال در تولید الکل، سرکه و فراورده لبنی)، تولید آنتی‌بیوتیک و استفاده از آن‌ها به عنوان ناقلان مولکولی جهت انتقال DNA به موجودا پیچیده ای چون گیاهان و جانوران. همچنین دانشمندان از دانششان در ارتباط با میکروب‌ها، جهت تولید زیست‌فناورانه‌ی آنزیمهای مهمی چون تک پلیمراز،[۲۰] ژن‌های گزارشگر برای استفاده در دیگر سامانه‌های ژنتیکی و فنون زیست‌شناسی مولکولی نوین، همچون سامانه مخمر دو-رگه، استفاده می‌کنند.

باکتری‌ها را می‌توان جهت تولید صنعتی آمینواسیدها مورد استفاده قرار داد. گونه باکتریایی Corynebacterium glutamicum، یکی از مهم ترین گونه‌های باکتریایی است که تولید آمینو اسیدهای سالانه آن به بیش از دو میلیون تن می‌رسد، که عمدتاً شامل L-گلوتامات و L-لیزین است.[۲۱] از آنجا که برخی از باکتری‌ها قادر به سنتز آنتی‌بیوتیک اند، می‌توان از آن‌ها جهت مصارف پزشکی بهره برد، همچون پیچیده‌قارچ‌ها که جهت تولید آنتی‌بیوتیک‌های آمینوگلیکوزیدی ازشان استفاده می‌شود.[۲۲]

جستارهای وابسته

پانویس

  1. "microbiology". en.wiktionary.org. Retrieved 2021-03-11.
  2. Liddell, Henry George; Scott, Robert. "A Greek–English Lexicon". Perseus Project.
  3. "Microbiology - Latest research and news | Nature". www.nature.com. Retrieved 2020-02-01.
  4. Madigan M, Martinko J (editors) (2006). Brock Biology of Microorganisms (13th ed.). Pearson Education. p. 1096. ISBN 978-0-321-73551-5.
  5. Whitman, Whilliam B (2015). Whitman, William B; Rainey, Fred; Kämpfer, Peter; Trujillo, Martha; Chun, Jonsik; Devos, Paul; Hedlund, Brian; Dedysh, Svetlana, eds. Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. John Wiley and Sons. CiteSeerX 10.1.1.737.4970. doi:10.1002/9781118960608. ISBN 9781118960608.
  6. Pace, Norman R. (2006). "Time for a change". Nature. 441 (7091): 289. Bibcode:2006Natur.441..289P. doi:10.1038/441289a. ISSN 0028-0836. PMID 16710401. S2CID 4431143.
  7. Nitesh RA, Ludwig W, Schleifer KH (2011). "Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation". Microbiological Reviews. 59 (1): 143–169. PMC 239358. PMID 7535888.
  8. Rice G (2007-03-27). "Are Viruses Alive?". Retrieved 2007-07-23.
  9. Kelly, Kate: The Scientific Revolution and Medicine: 1450–1700. (Facts on File, 2009, شابک ‎۹۷۸−۰۸۱۶۰۷۲۰۷۱, p. 81)
  10. Lane, Nick (6 March 2015). "The Unseen World: Reflections on Leeuwenhoek (1677) 'Concerning Little Animal'". Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 370 (1666): 20140344. doi:10.1098/rstb.2014.0344. PMC 4360124. PMID 25750239.
  11. Ford, Brian J. (1992). "From Dilettante to Diligent Experimenter: a Reappraisal of Leeuwenhoek as microscopist and investigator". Biology History. 5 (3).
  12. Mahavira is dated 599 BC - 527 BC. See Dundas, Paul; John Hinnels ed. (2002). The Jain. London: Routledge. ISBN 978-0-415-26606-2. p. 24
  13. Dundas, Paul (2002) p. 88
  14. Jaini, Padmanabh (1998). The Jaina Path of Purification. New Delhi: Motilal Banarsidass. p. 109. ISBN 978-81-208-1578-0.
  15. Marcus Terentius Varro. Varro on Agriculture 1, xii Loeb.
  16. "فى الحضارة الإسلامية - ديوان العرب" [Microbiology in Islam]. Diwanalarab.com (به عربی). Retrieved 14 April 2017.
  17. Fracastoro, Girolamo (1546), De Contagione et Contagiosis Morbis transl. Wilmer Cave Wright (1930). New York: G.P. Putnam's
  18. "Branches of Microbiology". General MicroScience. 2017-01-13. Retrieved 2017-12-10.
  19. Brock Biology of Microorganisms (14th ed.). ISBN 978-0321897398.
  20. Gelfand, David H. (1989). "Taq DNA Polymerase". In Erlich, Henry A. PCR Technology. PCR Technology: Principles and Applications for DNA Amplification. Palgrave Macmillan UK. pp. 17–22. doi:10.1007/978-1-349-20235-5_2. ISBN 978-1-349-20235-5.
  21. Burkovski A (editor). (2008). Corynebacteria: Genomics and Molecular Biology. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-30-1. Retrieved 2016-03-25.
  22. Fourmy, Dominique; Recht, Michael I.; Blanchard, Scott C; Puglisi, Joseph D. (1996). "Structure of the A site of Escherichia coli 16S ribosomal RNA complexed with an Aminoglycoside Antibiotic" (PDF). Science. 274 (5291): 1367–1371. Bibcode:1996Sci...274.1367F. doi:10.1126/science.274.5291.1367. PMID 8910275. S2CID 21602792. Retrieved 2016-04-05.

برای مطالعه بیشتر

  • Kreft, J.-U.; Plugge, C. M.; Grimm, V.; Prats, C.;  Leveau, J. H. J. «Mighty small: Observing and modeling individual microbes becomes big science»  Proceedings of the National Academy of Sciences, 110, 45, 05-11-2013, pàg. 18027–18028. DOI: 10.1073/pnas.1317472110. ISSN: 0027-8424. PMC: PMC3831448. PMID: 24194530.
  • Madigan M.T., Martinko J.M., Dunlap P-V., Clark D.P. 2009. Brock. Biología de los microorganismos. Pearson Educación, Madrid, pp. 1296

پیوند به بیرون