Microbiology میکروبیولوژی What is Microbiology? 1. Microbiology is the study of microscopic organisms such as viruses, bacteria and fungi ( called bugs and germs by some) 2.

Download Report

Transcript Microbiology میکروبیولوژی What is Microbiology? 1. Microbiology is the study of microscopic organisms such as viruses, bacteria and fungi ( called bugs and germs by some) 2.

Microbiology
‫میکروبیولوژی‬
What is Microbiology?
1. Microbiology is the study of
microscopic organisms such as
viruses, bacteria and fungi ( called
bugs and germs by some)
2. not all microbes studied in
microbiology are microscopic
e.g. some worms are large enough
to be seen with the naked eye, but
their identification depends
microscopic eggs in some cases
‫تاریخچه ‪:‬‬
‫‪ ‬آنتوان لیون هوک (سال ‪ )1674‬با ذره بین موجوداتی را در قطره آب دید‪.‬‬
‫‪ -‬فرانسیسکو ردی‬
‫ نیدهام (‪)1749‬‬‫‪ -‬اسپاالنزانی‬
‫• پاستور‬
‫انواع سلولها از نظر ساختار‬
• Prokaryotic cell
Eukaryotic Cells
The Kingdoms of Life
‫انواع پروکاریوتها‬
Virus
viroid
prion
‫مطالعه سلول ميكروبي‬
‫با استفاده ازميكرسكوپ‬
‫‪ ‬ميكرسكوپ نوري‬
‫‪ ‬ميكرسكوپ زمينه تاريك‬
‫‪ ‬ميكرسكوپ فازكنتراست‬
‫‪ ‬ميكرسكوپ فلورسنت‬
‫‪‬میکروسکوپ کانفوکال‬
‫‪ ‬ميكرسكوپ الكتروني‬
Light Microscopy
Dark Field Microscopy
Phase Contrast Microscopy
‫محدودیت های میکروسکوپهای نوری‬
‫• کم بودن میزان بزرگنمایی‬
‫• کم بودن میزان قدرت تفکیک‬
Fluorescence Microscopy
Confocal Microscopy
Electron Microscopy
Transmission Electron Microscope (TEM)
Scanning Electron Microscope (SEM)
‫رنگ آمیزي نمونه ها‬
‫‪ -‬انواع رنگ آمیزي‬
‫رنگ آمیزي مثبت‪ :‬اندام یا باکتری مورد نظر رنگ آمیزی می شود‪.‬‬
‫رنگ آمیزي منفي‪ :‬محیط اطراف باکتری یا اندامک مورد نظر رنگ می شود‬
‫رنگ آمیزي ساده ‪ :‬یک رنگ و فقط برای یک بار مورد استفاده قرار می گیرد‪.‬‬
‫رنگ آمیزي افتراقي‪ :‬از چند رنگ و رنگ بر استفاده می شود‪.‬‬
‫• انواع رنگ آمیزي افتراقي‬
‫رنگ آميزي گرم‬
‫رنگ اولیه‪ :‬کریستال ویوله‬
‫لوگل‬
‫رنگ بر‪ :‬الکل‪-‬استون‬
‫رنگ ثانویه‪ :‬سافرانین‬
‫رنگ آميزي اسيدفاست‬
‫رنگ اولیه‪ :‬فوشین‬
‫رنگ بر ‪ :‬اسید‪-‬الکل‬
‫رنگ ثانویه‪ :‬آبی متیل‬
‫• رنگ آميزی اندامک های باکتری‬
‫رنگ آمیزی اسپور‬
‫رنگ آمیزی فالژل‬
‫• اشكال مختلف باكتريها‬
‫كوكس ي‬
‫باسيل‬
‫اسپريل‬
‫ساختمان سلول باكتري‬
‫• پوشش سلولي‬
‫) كپسول‬1
‫مورفولوژی کپسول‬
‫کلنی باکتری های کپسول دار‬
:‫ماهیت شیمیایی کپسول‬
‫پلی ساکارید‬
Streptococcus pneumonia
Klebsiella pneumonia
Clostridium perfringens
‫پروتئینی‬
Bacillus antrasis
‫لیپیدی‬
Brucella spp.
‫نقش کپسول‬
‫• خاصیت ضدفاگوسیتوزی‬
‫• خاصیت چسبندگی‬
‫• خاصیت آنتی ژنی‬
‫)‪(Quellung test‬‬
‫‪ )2‬ديواره سلولي‬
‫وظایف دیواره‪ :‬الف) محافظت از سلول‬
‫ب) تعیین شکل سلول‬
‫ماهیت شیمیایی دیواره‪:‬‬
‫پلی مری به نام پپتیدوگالیکان یا مورئین یا موکوپپتید‬
‫ساختار پپتید‪.‬گالیکان‬
‫‪ -1‬ستون فقرات )‪(back bone‬‬
‫‪ N‬استیل گاوکز آمين ‪ N +‬استیل مورامیک اسید با پیوند بتا ‪ 1‬به ‪ 4‬گلیکوزیدی‬
‫‪ -2‬زنجيره جانبی تتراپپتیدی‬
‫‪ L‬آالنين ‪ D ،‬گلوتامات ‪ D ، .......... L ،‬آالنين‬
‫جایگاه سوم در باکتری های گرم مثبت ‪ L‬ليزین یا فرم ‪ L‬بزخی دیگر از اسیدهای آمینه‬
‫جایگاه سوم در باکتری های گرم منفی ‪( DAP‬دی آمینوپایمیلیک اسید) و گاهی اسیدهای آمینه دیگر‬
‫‪ -3‬پل عرض ی )‪ : (cross link‬بين اسیدهای آمینه سوم یک رشته و چهارم از رشته دیگر‬
‫مقایسه دیواره سلولی باکتر یهای گرم مثبت و گرم منفی‬
‫مقایسه دیواره سلولی باکتر یهای گرم مثبت و گرم منفی‬
‫درگرم مثبت ها‬
‫غشاء سیتوپالسمی‬
‫پپتیدوگالیکان‬
‫در گرم منفی ها‪:‬‬
‫غشاء سیتوپالسمی‬
‫پپتیدوگالیکان‬
‫لیپوپروتئین‬
‫غشاء خارجی‬
‫لیپوپلی ساکارید‬
‫باکتری های بدون دیواره‬
‫‪.1‬‬
‫مایکوپالسما ها )‪(Mycoplasma‬‬
‫‪ .2‬پروتوپالست و اسفروپالست )‪(Spheroplasts, Protoplasts‬‬
‫‪ .3‬اشکال ‪(L form) L‬‬
‫‪ )3‬غشاء سیتوپالسمی‬
‫غشاء واحد = دوالیه فسفولیپید ‪ +‬پروتئین‬
‫وظایف غشاء سیتوپالسمی‬
‫‪ -1‬انتقال مواد ( انتقال فعال و انتقال غیر فعال)‬
‫‪ -2‬تولید ‪ = ATP‬تنفس‬
‫‪ -3‬ترشح آنزیم های هیدرولیتیک‬
‫• مزوزوم = نواحی چين خورده غشاء‬
‫انواع مزوزوم‪:‬‬
‫الف) مزوزوم کناری )‪(lateral mesosome‬‬
‫ب) مزوزوم سپتال )‪(septal mesosome‬‬
‫نقش مزوزوم‬
‫‪ -1‬افزایش سطح غشاء به منظور تولید انرژی بیشتر‬
‫‪ -2‬اتصال به کروموزوم باکتری و دخالت در جداشدن و مهاجرت منظم‬
‫کروموزوم های همانندسازی شده به دو سلول در حال تقسیم‬
‫مواد ژنتیکی باکتری‬
‫‪ -1‬کروموزوم‪ :‬به شکل ‪ DNA‬دو رشته ای حلقوی‬
‫‪ -2‬پالسمید‬
‫‪ -3‬ترانسپوزون‬
‫ریبوزوم‬
‫• ریبوزوم دستگاه سنتز پروتئین در سلول ها است‪.‬‬
‫• درون سلول باکتری حدود ‪ 15000‬عدد ریبوزوم وجود دارد که تعداد دقیق‬
‫آن به سرعت سنتز پروتئین در سلول بستگی دارد‪.‬‬
‫• هر ریبوزوم از دو بخش و هر بخش از ‪ RNA‬ریبوزومی و پروتئین تشکیل شده‬
‫است‪.‬‬
‫• ریبوزوم سلول باکتری ‪ 70s‬است که از دو بخش کوچکتر ‪ 50s‬و ‪30s‬‬
‫تشکیل شده است‪.‬‬
‫• اجزاء بخش ‪: 30s‬‬
‫‪rRNA 16s‬‬
‫‪ 20‬نوع پروتئین‬
‫• اجزاء بخش ‪: 50s‬‬
‫‪ rRNA 23s‬و‪rRNA 5s‬‬
‫‪ 35‬نوع پروتئین‬
‫فالژل (تاژک)‬
‫• فالژل وسیله حرکتی باکتری ها محسوب می شود‪.‬‬
‫• فالژل به شکل زائده ای ظریف ‪ ،‬بلند ‪ ،‬قابل انعطاف در خارج جسم سلولی‬
‫باکتری مشاهده می شود‪.‬‬
‫• فالژل ها بسیار شکننده اند اما پس از بالفاصله ساخته می شوند‪.‬‬
‫• آرایش و تعداد فالژل ها بر روی باکتری های مختلف متفاوت است‪.‬‬
‫آرایش منوتریش‬
‫مانند ‪Vibrio chlorea‬‬
‫آرایش لوفوتریش‬
‫مانند ‪Pseudomonas aeroginosa‬‬
‫آرایش آمفی تریش‬
‫مانند ‪Helicobacter pylori‬‬
‫آرایش پری تریش‬
‫مانند ‪E.coli‬‬
‫• به دلیل ظریف بودن فالژل با روش های معمول رنگ آمیزی نمی توان آنها را با‬
‫میکروسکوپ نوری مشاهده نمود‪ .‬برای رنگ آمیزی فالژل از ترکیبات موردانت‬
‫مانند اسید تانیک استفاده می کنند‪.‬‬
‫• ساختار هر فالژل از سه بخش تشکیل شده است‪:‬‬
‫‪ -1‬رشته‬
‫‪ -2‬قالب‬
‫‪ -3‬جسم پایه‬
‫• شنا کردن و هماهنگی حرکت فالژل ها‬
‫• مکانیسم حرکت باکتری‬
‫• تاکسیسم در باکتری ها‬
Chemotaxis
Aerotaxis
Phototaxis
Magnetotaxis
•
•
•
•
‫تار (پیلی)‬
‫‪ ‬تار زائده ای است کوتاه ‪ ،‬باریک و غیرقابل انعطاف که دور تا دور سلول‬
‫باکتری مشاهده می شود‪.‬‬
‫‪ ‬پیلی از واحدهای پروتئینی کروی به نام پیلین تشکیل شده است که دور‬
‫همدیگر تابیده و رشته ای توخالی را ایجاد می کنند‪.‬‬
‫‪ ‬پیلی نیز مانند فالژل بسیار شکننده است و در اثر لرزش از باکتری جدا می‬
‫شود‪.‬‬
‫انواع پیلی‬
‫‪ .1‬پیلی معمولی‬
‫‪ ‬به تعداد زیاد در دور تا دور سلول باکتری دیده می شوند‪.‬‬
‫‪ ‬این پیلی ها در اتصال باکتری به سطوح مختلف در محیط و به‬
‫سلولهای سلول میزبان نقش دارند‬
‫‪ ‬پیلی معمولی خاصیت ضدفاگوسیتوزی دارد‪.‬‬
‫‪ .2‬پیلی جنس ی‬
‫‪ ‬پیلی های جنس ی در مقایسه با پیلی های معمولی طول بلندتری‬
‫داشته و به تعداد کمتر در روی سطح باکتری مشاهده می شوند‪.‬‬
‫‪ ‬پیلی جنسی عامل اتصال دو سلول باکتری به همدیگر بوده‬
‫و باعث انتقال ‪ DNA‬از یک سلول به دیگری می شود‪.‬‬
‫مواد ذخیره ای‬
‫‪ ‬باکتری ها نیز مانند سلولهای یوکاریوتی مواد غذایی مازاد برمصرفشان را به‬
‫صورت پلیمرهای نامحلول در سیتوپالسم شان ذخیره می کنند‪ .‬بسیاری از این‬
‫مواد ذخیره غذایی می باشند که در صورت نیاز مصرف می گردند‪.‬‬
‫‪ ‬سنتز دانه های ذخیره ای به نوع میکروب و شرایط محیط بستگی دارد‪.‬‬
‫‪ ‬انواع دانه های ذخیره ای در باکتری ها عبارتند از‪:‬‬
‫‪ ‬دانه گلیکوژن ‪:‬‬
‫این ماده ذخیره کربن و انرژی سلول است‪.‬‬
‫‪ ‬دانه پلی بتا هیدروکس ی بوتیرات‬
‫این ماده ذخیره کربن و انرژی سلول است‪.‬‬
‫دانه های ‪ PHB‬درصورت وجود بوتیرات و استات در محیط و کاهش‬
‫‪ pH‬محیط تولید می شود‪.‬‬
‫‪ ‬دانه متاکروماتیک = دانه ولوتین = دانه ارنست‪-‬بابز= پلیمر‬
‫ارتوفسفات‬
‫ذخیره فسفات باکتری است‬
‫دانه های ولوتین درصورت تولید مقادیر زیاد ‪ ATP‬توسط باکتری تولید‬
‫می شود‪.‬‬
‫شش‬
‫اسپور‬
‫برخی از باکتری ها تحت شرایط سخت محیطی تبدیل به شکل مقاومی میشوند که‬
‫اسپور نام دارد‪.‬‬
‫اسپور شکلی از باکتری است که در برابر گرما ‪ ،‬سرما ‪ ،‬اشعه ‪ ،‬مواد شیمیایی و ‪...‬‬
‫مقاوم است‪.‬‬
‫انواع خاص ی از باکتری ها اسپور تولید می کنند مانند‪:‬‬
‫‪1- Bacillus‬‬
‫‪2- Clostridium‬‬
‫‪3- Sporosarcina‬‬
‫‪4- Sporolactobacillus‬‬
‫• اسپورزایی )‪: (sporolation‬‬
‫مراحل تبدیل سلول رویش ی به اسپور را اسپورزایی گویند‪.‬‬
‫اسپورزایی مراحل پیچیده ای دارد که با تغییرات متابولیکی ‪ ،‬بیوشیمیایی و‬
‫مورفولوژیکی همراه می باشد‪.‬‬
‫• الیه های مختلف اسپور عبارتند از‪:‬‬
‫‪Exin‬‬
‫‪Cortex‬‬
‫‪Coat‬‬
‫‪Exosporium‬‬
‫• علل مقاومت اسپور‪:‬‬
‫‪ -1‬الیه های مقاوم آن‬
‫‪ -2‬تولید دیپیکولینات کلسیم‬
‫‪ -3‬از دست دادن مقادیر زیاد آب‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫• رنگ آميزی اسپور‬
‫بدلیل الیه های متعدد و مقاوم اسپور رنگ آمیزی آن باید همراه با حرارت انجام‬
‫شود‪.‬‬
‫رنگ اولیه ‪ :‬ماالشیت سبز‬
‫رنگ بر ‪ :‬آب‬
‫رنگ ثانویه ‪ :‬سافرانین‬
‫• جوانه زنی )‪(germination‬‬
‫مراحل تبدیل اسپور به سلول رویش ی را جوانه زنی می گویند‪.‬‬