میکروبیولوژی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از میکروب شناسی)
یک ظرف آگار که روی آن، با کمک ریزاندامگان، خطوطی کشیده شده‌است.

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 چند زیرشاخه همچون: ویروس‌شناسی، باکتری‌شناسی، آغازیان‌شناسی، قارچ‌شناسی، ایمنی‌شناسی و انگل‌شناسی است.

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

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

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

تاریخچه[ویرایش]

ابن سینا وجود میکروارگانیسم‌ها (ریزاندامگان) را فرضیه‌سازی کرد.

وجود میکروارگانیسم‌ها (ریزاندامگان)، قرن‌ها پیش از کشفشان فرضیه‌سازی شده بودند. گفته شده که وجود حیات میکروبیولوژیکی غیرقابل رؤیت با چشم غیرمسلح، توسط مکتب جینیسم-که حاصل آموخته‌های مهاویرا بوده-در اوایل قرن ششم پیش از میلاد پیش‌بینی شده بود.[۱۲] پاول دونداس می‌نویسد که ماهاویرا، وجود مخلوقات دیده‌نشده میکروبی را در زمین، آب، هوا و آتش، مسلم می‌انگاشته‌است.[۱۳] جین اسکریپچرز، نیگوداس را توصیف کرده که مخلوقاتی زیر-میکروسکوپی‌اند 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 ساکن شود، در مخالفت با این کار، هشدار می‌داد که «به علت تولیدمثل موجودات کوچکی غیر قابل مشاهده با چشم، 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، کسانی همچون: ابن سینا در کتابش با عنوان قانون در طب و ابن زهر که هیرههایی به نام جرب را کشف کرد، همچنین زکریای رازی که قدیمی‌ترین توصیف شناخته‌شده از آبله را در کتابش به نام الحاوی ارائه نمود.[۱۶]

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

شاخه‌ها[ویرایش]

یک آزمایشگاه میکروبیولوژی غذایی در دانشگاه

شاخه‌های میکروبیولوژی را می‌توان به علوم کاربردی تقسیم‌بندی کرد یا براساس تاکسونومی، به این اقسام: باکتریولوژی، میکولوژی، ویرولوژی و فیکولوژی. همپوشانی چشمگیری میان شاخه‌های خاصی از میکروبیولوژی و نیز 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[ویرایش]

در حالی که برخی از افراد از میکروب‌ها به دلیل مشارکتشان در ایجاد بیماری‌های مختلف انسانی، می‌ترسند، بسیاری از میکروب‌ها مسئول فرایندهای متعدد و مفیدی همچون: تخمیر صنعتی (برای مثال در تولید الکل، سرکه و فرآورده لبنی)، تولید آنتی‌بیوتیک و استفاده از آن‌ها به‌عنوان ناقلان مولکولی برای انتقال DNA به موجودات پیچیده‌ای مانند گیاهان و جانوران. همچنین دانشمندان از دانششان در ارتباط با میکروب‌ها، جهت تولید زیست‌فناورانهٔ آنزیمهای مهمی چون تک پلیمراز،[۲۰] ژن‌های گزارشگر برای استفاده در دیگر سامانه‌های ژنتیکی و فنون زیست‌شناسی مولکولی نوین، همچون سامانه مخمر دورَگه، استفاده می‌کنند.

باکتری‌ها را می‌توان برای تولید صنعتی آمینواسیدها مورد استفاده قرار داد. گونه باکتریایی Corynebacterium glutamicum، یکی از مهم‌ترین گونه‌های باکتریایی است که تولید آمینواسیدهای سالانه آن به بیش از دو میلیون تُن می‌رسد که عمدتاً شامل L-گلوتامات و L-لیزین است.[۲۱] از آنجا که برخی از باکتری‌ها قادر به سنتز آنتی‌بیوتیکند، می‌توان از آن‌ها برای مصارف پزشکی بهره برد؛ همچون پیچیده‌قارچ‌ها که از آن‌ها برای تولید آنتی‌بیوتیک‌های آمینوگلیکوزیدی استفاده می‌شود.[۲۲]

جستارهای وابسته[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. "microbiology". en.wiktionary.org (به انگلیسی). 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. {{cite book}}: |author= has generic name (help)
  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 978-1-118-96060-8.
  6. Pace, Norman R. (2006). "Time for a change". Nature (به انگلیسی). 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. {{cite book}}: |author2= has generic name (help) 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. "فی الحضارة الإسلامیة، دیوان 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 978-0-321-89739-8.
  20. Gelfand, David H. (1989). "Taq DNA Polymerase". In Erlich, Henry A. (ed.). PCR Technology. PCR Technology: Principles and Applications for DNA Amplification (به انگلیسی). 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. {{cite book}}: |author= has generic name (help)
  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[ویرایش]

  • 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[ویرایش]