ملاحظات سريعة على علم الأحياء الدقيقة

هنا مجموعة من الملاحظات على علم الأحياء المجهرية. بعد قراءة هذه الملاحظات سوف تتعلم عن: 1. معنى علم الأحياء الدقيقة 2. تاريخ علم الأحياء الدقيقة 3. العصر الذهبي 4. علم الأحياء الدقيقة في القرن 20 5. علم الأحياء الدقيقة في الهند 6. الفروع 7. الميكروبات في علم الأحياء الدقيقة البيئي 8. تطبيقات الحاسوب 9. الطحالب 10. الفطريات 11. البكتيريا 12. الفيروسات 13. الأجهزة.

محتويات:

  1. ملاحظات حول معنى علم الأحياء الدقيقة
  2. ملاحظات حول تاريخ علم الأحياء الدقيقة
  3. ملاحظات على العصر الذهبي لعلم الأحياء الدقيقة (1860-1910)
  4. ملاحظات حول علم الأحياء المجهرية في القرن العشرين
  5. ملاحظات حول علم الأحياء الدقيقة في الهند
  6. ملاحظات على فروع علم الأحياء الدقيقة
  7. ملاحظات على الميكروبات في علم الأحياء الدقيقة البيئية
  8. ملاحظات حول تطبيقات الحاسوب في علم الأحياء المجهرية
  9. ملاحظات على الطحالب في علم الأحياء الدقيقة
  10. ملاحظات على الفطريات في علم الأحياء المجهرية
  11. ملاحظات على البكتيريا في علم الأحياء الدقيقة
  12. ملاحظات حول الفيروس في علم الأحياء المجهرية
  13. ملاحظات على أدوات علم الأحياء الدقيقة

ملاحظة # 1. معنى علم الأحياء الدقيقة:

علم الأحياء الدقيقة يعني حرفيا علم الكائنات الحية الدقيقة. إن الميكروبات أو الميكروبات - كما يطلق عليها أحيانًا - هي أشكال حية صغيرة جدًا لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. إن العين البشرية ذات الرؤية العادية غير قادرة على رؤية الجسم بوضوح أصغر من 0.2 مم في البعد. بشكل عام ، تكون الكائنات الدقيقة أصغر بكثير من 0.2 ملم ، وبالتالي فهي غير مرئية للعين المجردة.

العديد من أنواع مختلفة من الأجسام الحية تأتي تحت فئة الكائنات الحية الدقيقة. فهي لا تشمل فقط جميع الكائنات أحادية الخلية مثل البكتيريا ، البروتوزوا ، الأميبا ، الطحالب البسيطة والفطريات ، الأشكال الصغيرة متعددة الخلايا مثل القوالب ، الطحالب الخيطية ، القوالب الوعائية الخ ، ولكن أيضًا الكيانات البيولوجية الخلوية ، مثل الفيروسات ، الفيروسات الحيوية ، والبروتينات المعدية التي تم اكتشافها مؤخرًا ، دعا prions.

ما إذا كانت هذه الأشكال اللاخلورية يمكن اعتبارها كائنات حية دقيقة أم لا ، فهي مسألة قابلة للنقاش ، ولكن لا يوجد اختلاف في الرأي حول أنها تقع ضمن اختصاص علم الأحياء الدقيقة. عموما ، تقاس الكائنات الدقيقة الخلوية بوحدات من ميكرومتر (ميكرومتر أو ببساطة which) وهو جزء من الألف من المليمتر. الأشكال الخلوية هي أصغر بكثير ، وبالتالي ، يتم قياسها بوحدات النانومتر (nm) ، والتي هي جزء من الألف من جيم.

أبعاد عدد قليل من الأشكال الخلوية وغير الخلوية المختارة موضحة في الجدول أدناه:

على الرغم من أن بعض الفيروسات صغيرة للغاية ، إلا أن الفيروسات الحيوية أصغر. هم 250-370 جزيئات الحمض النووي الريبي وحيد دائري تقطعت النوى طويلة. وبالمثل ، فإن البريونات عبارة عن بروتينات لها أوزان جزيئية من حوالي 30-35000. جميع الفيروسات المعروفة حتى الآن تسبب الأمراض في النباتات ، في حين تصيب بريون جميع الحيوانات بما في ذلك الرجل.

وهكذا ، من الواضح أن عالم الميكروبات يشمل مجموعة متنوعة للغاية من أشكال المعيشة. يختلف هذا العالم غير المرئي بشكل ملحوظ عن العالم الحي المرئي الذي نعرف عنه أنه في عام 1866 ، فصلها هيجل (1834-1919) في مملكة تدعى Protista ، مميزة عن الحيوانات والنباتات.

والوحدين هم في الغالب أحاديين وأبسط في البنية من النباتات والحيوانات. في وقت لاحق ، كان من المعترف به أن جميع الخلايا البيولوجية لديها أساسا إما نوعين من التنظيم ، حقيقية النواة أو بدائية النواة. الميكروبات الخلوية قابلة للقسمة إلى أنواع حقيقية النواة والنواة بدائية النواة ، مثل الفطريات الدقيقة ، الطحالب المجهرية ، البروتوزوا ، الأميبات الخ. هي حقيقية النواة ، في حين أن البكتيريا والبكتيريا الزرقاء (التي كانت مشمولة سابقاً في الطحالب مثل Cyanophyceae) هي بدائية النواة.

في سبعينيات القرن العشرين ، تم تقسيم بدائيات النوى إلى قسمين ، Eubacteria و Archaebacteria. الفيروسات والفيروسات والبريونات غير خلوية. لذا فهم ليسوا بدائية النواة ولا حقيقية النواة. إن عالم الميكروبات هذا ليس فقط شديد التنوع ، ولكنه أيضًا واسع ، ومعظم هذا العالم غير المرئي لا يزال غير معروف لنا.

يدعي العلماء أنه حتى الآن تم زراعة و دراسة حوالي 4000 نوع من البكتيريا. تم تسمية عدد أقل من الأنواع من البكتيريا و الكائنات الحية حقيقية النواة. هذا يشكل على الأرجح أقل من 1٪ من إجمالي عدد الميكروبات.

لذا ، لا تزال الغالبية العظمى من الميكروبات غير معروفة لنا. وعلى النقيض من ذلك ، فإن حالة معرفتنا فيما يتعلق بالنباتات والثدييات مرضية بدرجة أكبر. أكثر من نصف الأعداد المقدرة للأنواع معروفة. أحد الأسباب الرئيسية لهذا التناقض في معرفتنا هو حقيقة أن معرفتنا بعالم الميكروبات بدأت متأخرة عن العالم المرئي. سبب آخر يرجع إلى صغر حجمها والصعوبات الفنية في التعامل معها.

ومع ذلك ، فإن التنوع الميكروبي هو أكثر انتشارًا من كائن الكائنات الحية الأعلى. هناك عدة أسباب لكونها كذلك. أحد الأسباب الواضحة هو أن الميكروبات ظهرت في وقت مبكر جدا في كوكبنا أكثر من النباتات والحيوانات (الشكل 1.1).

خلال تاريخهم التطوري الطويل ، لم يكن لديهم وقت أطول للتنوع أكثر من غيرهم ، ولكن لديهم أيضاً فرصة لتجربة العديد من مراحل مختلفة من التغيرات المناخية التي يجب أن تمر بها الأرض. علاوة على ذلك ، لم تكن الميكروبات هي الشاغل الوحيد لكوكب الأرض الشاب الذي يواجه منافسة في الوصول إلى جميع المواقع المحتملة التي تدعم قوتها.

على الرغم من أنه من المقبول بشكل عام أن بدائيات النواة كانت أول من استعمر هذا الكوكب ، إلا أن طبيعة الكائنات المبكرة ، ووقت ظهورها ، والأهم من ذلك ، كيف أنها لم تكتشف حتى الآن لم تعرف بعد. يبلغ عمر الأرض حوالي 4.5 × 10 9 سنوات.

يعتقد العلماء أن الخلايا الحية الأولى ظهرت في وقت ما بين 3.7 إلى 3.8 × 10 9 سنوات من الآن. هذا يعني أن الحياة ظهرت في غضون مليار سنة من خلق الأرض. ولسوء الحظ ، لم تترك الكائنات الحية المبكرة سجلات أحفورية محددة لتعطينا أي معلومات عن طبيعتها.

ويعتقد أن بعض الصخور الطبقية التي تشكلت عن طريق دمج المواد المعدنية والحصائر الجرثومية ، المسماة stromatolites ، تعود إلى حوالي 3.5 × 10 9 سنوات. المكونات الميكروبية من stromatolites تشبه البكتيريا الزرقاء.

على الرغم من أن البكتيريا الزرقاء هي كائنات حية بدائية ، فإن صعوبة قبولها ككائنات خلوية أكثر بدائية هي أنها هوائية ، ويعتقد أن الأرض البدائية لا تحتوي على أكسجين حر لدعم أي حياة هوائية. نشأ غاز الأكسجين الموجود الآن في الغلاف الجوي كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي التي تقوم بها النباتات الخضراء والبكتيريا الزرقاء.

لذلك ، يعتقد أن الكائنات الحية الأولى كانت لاهوائية التي أنتجت الطاقة لأنشطتها الحياتية عن طريق التخمير. وبما أن معظم حقيقيات النواة هي هوائية ، فإن تطورها يمكن أن يبدأ فقط بعد أن يبدأ الأكسجين الحر في الظهور من خلال عملية التمثيل الضوئي.

يعتقد العلماء أن البروتوزوا كانت أول ظهور في الميكروبات حقيقية النواة. بما أن هناك أيضًا بعض الأوليات البكتيرية اللاهوائية ، فقد تكون قد ظهرت حتى قبل تطور عملية التمثيل الضوئي الأكسجيني. إن حالة معرفتنا بأصل الحياة على الأرض غامضة تقريبا.

النظرة الأكثر شهرة والمقبولة علمياً هي فرضية هالدين-أوبارين. تفترض هذه الفرضية أنه في الظروف السائدة في كوكبنا الصغير البدائي ، ظهرت الحياة من جديد من المركبات العضوية التي تراكمت في المحيطات.

تم إنتاج المركبات العضوية من التعقيد المتزايد تدريجيا من هذه المركبات البسيطة مثل الميثان والأمونيا وثاني أكسيد الكربون والماء وما إلى ذلك. هذه المركبات - التي يعتقد أنها موجودة في الغلاف الجوي للأرض البدائية - تفاعلت مع بعضها البعض لإنتاج المركبات العضوية البسيطة.

العوامل التي قد لعبت أدوارًا مهمة في إنتاج الجزيئات العضوية المعقدة هي غياب الأكسجين الحر ، والأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس التي تصل إلى سطح الأرض بسبب غياب طبقة الأوزون وعمليات التفريغ الكهربائية المتكررة والعنيفة في البدائية. الغلاف الجوي.

تراكمت هذه المركبات في المحيطات لتصل إلى درجة عالية من التركيز بحيث تتفاعل مع بعضها البعض لتشكيل أول نظام للنسخ الذاتي. أثبتت التجارب التي أجراها ميلر وأوري في عام 1953 وتجارب مماثلة قام بها علماء لاحقون أنه من الممكن إنتاج مركبات عضوية من مكونات بسيطة مثل H2 و NH 3 و CH4 والمياه في المختبر عن طريق خلق ظروف اصطناعية من المفترض أن تكون موجودة في الأرض البدائية.

على سبيل المثال ، أظهرت تجارب ميلر وأوراي أن أكثر من 10٪ من الكربون في الميثان يمكن تحويلها إلى جزيئات عضوية تشتمل على الأحماض العضوية والأحماض الدهنية والألدهيدات والعديد من الأحماض الأمينية ، مثل الجليسين والألانين وحمض الأسبارتيك والحمض الأميني يسين.

أسفرت التجارب اللاحقة مع المواد الأولية المختلفة ومصدر الطاقة عن جزيئات أكثر تعقيدًا وذات أهمية بيولوجية ، مثل السكريات والبيورين والبيريميدين وحتى ATP. تتصور هذه الفرضية فترة طويلة من التطور الكيميائي تسبق تطور الخلية البيولوجية الأولى. بما أنه لا يوجد دليل جيولوجي على أشكال ما قبل الخلوية ، فإن ظهور خلية بيولوجية بكل تعقيداتها الهيكلية والوظيفية يبدو مفاجئًا.

هناك فرضية ثانية ، تسمى نظرية Panspermean ، تؤكد أن الحياة لم تنشأ على هذا الكوكب ، ولكن "بذور" الحياة جاءت إلى الأرض من مصدر خارج الأرض وازدهرت هنا في ظروف مضيافة.

يعتقد الكثيرون أن الكوكب "المريخ" هو الجسم المحتمل من خارج الأرض ، حيث من الممكن أن تكون بذور الحياة مرسومة نحو الأرض بسبب سحب الجاذبية للشمس ، لأن مدار الأرض أقرب إلى الشمس من مدار المريخ.

السبب وراء هذه الفرضية هو أن كوكب المريخ - أصغر وأبعد من الأرض من الشمس - قد تم تبريده مبكرًا وربما كان لديه بعض الماء في ذلك الوقت والذي كان من الممكن أن يدعم شكلًا من أشكال الحياة. كان تصادم النيازك الكبيرة مع الكواكب سمة عادية في الأيام الوحيدة لجميع الكواكب ، ما يسمى "مرحلة القصف".

قد تكون هذه التأثيرات قد أزالت أجزاء من سطح المريخ تحتوي على بعض بذور الحياة. يمكن لبعض من هذه قد وصلت إلى الأرض وتضاعفت في ظل ظروف مواتية لبدء التطور البيولوجي. نظرية Panspermean هي إلى حد كبير. حتى الآن لم يتم الحصول على أي دليل على وجود أي شكل من أشكال الحياة في المريخ ، ولكن في الآونة الأخيرة تم الحصول على دليل على وجود الماء في الماضي.

مهما كانت الطريقة التي نشأت بها الحياة على الأرض ، فلا شك في حقيقة أن بدائيات النواة السابقة تسبق حقيقيات النواة. السؤال الذي يزرع بشكل طبيعي هو كيف تطورت خلية حقيقية النواة من خلية بدائية النواة؟ تختلف الخلية حقيقية النواة في العديد من النواحي عن خلية بدائية النواة. ومن بين هذه الاختلافات ، فإن وجود عضيات الخلية المزدوجة الغشاء له أهمية خاصة.

يعتقد بعض الناس أن الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء الموجودة في الخلايا حقيقية النواة تطورت من بكتيريا هوائية وبكتيريا سماوية ، على التوالي ، كانت مغمورة وتبعتها علاقة علاقة تكافلية دائمة. كان كائن الإبتلاع عبارة عن أميبا أو ربما بكتيريا فُقدت أو لم يكن بها جدار خلوي.

هذه الفكرة تتجسد في فرضية endosymbiotic. ومع ذلك ، فإنه لا يفسر كيف تطورت النواة المزدوجة الغشاء أو غيرها من هياكل الخلايا حقيقية النواة. وجدت فرضية endosymbiotic الدعم في أوجه التشابه بين البلاستيدات الخضراء والسيانوبكتيريا. كلاهما ينفذ عملية التمثيل الضوئي الأكسجينية التي تتطور الأكسجين من الماء باستخدام آلية مماثلة.

كلاهما يتكاثر ذاتيًا مع مادته الجينية في صورة د نة دائرية. كلاهما يحتوي على 70S ريبوسوم وتثبيط تخليق البروتين بواسطة الستربتوميسين. كشف تحليل تسلسل الجينات الريبوزومية للبلاستيدات الخضراء والبكتيريا الزرقاء عن تشابه وثيق. تثبيط ازدواجية الخميرة الميتوكوندريا بواسطة الاريثرومايسين والكلورامفينيكول يكشف عن تشابه مع سلوك مماثل من البكتيريا.

ملاحظة رقم 2. تاريخ علم الأحياء الدقيقة:

إن تاريخ علم الأحياء الدقيقة هو سرد مستمر للتقدم - مثل أي تاريخ آخر - ومن الصعب ترسيم المراحل المختلفة. منذ 1940 بدأ استخدام الكائنات الدقيقة أكثر وأكثر كمواد تجريبية لدراسة عمليات الحياة الأساسية ، مثل علم الوراثة والكيمياء الحيوية. الكائنات الدقيقة هي من السهل أن تنمو في المختبر في ظل ظروف خاضعة للرقابة.

يمكن الحصول على عدد كبير من الأفراد المتماثلين وراثيا في وقت قصير نسبيا. نتيجة لوجود نسبة عالية من السطح / الحجم ، فإن الكائنات الحية الدقيقة لها معدل استقلاب أعلى بكثير من الكائنات الحية الأعلى. أيضا الكائنات الحية الدقيقة ، ولا سيما البكتيريا أحادي الخلية ، تمتلك المرونة الأيضية كبيرة.

هذه السمات جذبت العلماء لاستخدامها كمواد دراسية. علاوة على ذلك ، خلال الربع الأول من القرن العشرين ، بدأ فهم التشابه في العمليات الحيوية الأساسية في جميع الكائنات الحية مما أدى إلى ظهور مفهوم وحدة الكيمياء الحيوية.

كانت التطورات في علم الأحياء الدقيقة والمجالات ذات الصلة سريعة ومتنوعة بحيث لا يمكن ذكر سوى بعض المساهمات البارزة. في عام 1941 ، كان GW Beadle و EL Tatum قادرين على عزل طفرات عاثية التغذية من Neurospora crassa ، وهو فطر غير كحولي.

تتطلب هذه الطفرات بشكل ملزم واحد أو أكثر من عوامل النمو التي يمكن إضافتها في وسط الثقافة ، على الرغم من أن النوع الأبوي يمكن أن ينمو بدون عوامل النمو. تطورت الحاجة لعامل النمو في المسوخ نتيجة لتغيير في الجين الذي سيطر على توليفة عامل النمو المحدد. اقترح Beadle و Tatum فرضيتهما الجين "واحد - إنزيم واحد" على أساس دراستهما. وقد حصلوا على جائزة نوبل لعملهم في عام 1958.

اكتشف F Griffith (1928) التحول في المكورات الرئوية. تبقى المكورات الرئوية في أزواج (diplo-coccus) وهناك نوعان. في نوع واحد ، يتم وضع زوج من الكوتشي بطبقة سميكة عديد السكاريد ، تسمى كبسولة. النوع الآخر هو دون كبسولة. وجود أو عدم وجود كبسولة هو شخصية وراثية مستقرة.

المهم هو أن المكورات الرئوية المغلفة هي مسببة للأمراض المسببة للالتهاب الرئوي ، في حين أن تلك غير المحببة هي عديم الفوعة. تم اختبار هذا بواسطة Griffith عن طريق حقن الخلايا الحية في الفئران التجريبية. وقد ماتت الحيوانات التي تلقت المكورات الرئوية القاتلة الحاقدة ، وتوفي أولئك الذين تلقوا نوعاً غير عنيف. كان هذا متوقعًا. عندما قتلت البكتيريا الخبيثة بالحرارة ثم حُقنت في الفئران ، نجت الحيوانات.

كان هذا متوقعًا أيضًا. بعد ذلك ، حقن غريفيث المكورات الرئوية القاتلة الحشرية القاتلة والمكورات الرئوية الحية. حدث شيء غير متوقع. ماتت الحيوانات المحقونة. من رئتي الفئران الميتة كان غريفيث يستطيع عزل المكورات الرئوية المكبوتة الحية. وخلص إلى أن "شيء ما" ينتقل من البكتيريا الخبيثة الميتة إلى البكتيريا الحية القاتلة التي تحولها إلى مكورة رئوية محفوفة. كانت تسمى هذه الظاهرة التحول.

ظلت طبيعة مبدأ التحويل غير معروفة حتى عام 1944 ، عندما اكتشف OT Avery وزميله في العمل أنه حمض ديوكسيريبونوكلييك (DNA). كان هذا اكتشافًا ذو أهمية كبيرة حيث كان أول دليل يثبت أن الحمض النووي هو المادة الوراثية. أثبتت ظاهرة التحول أنها الآلية الأولى التي يمكن أن يحدث بها التبادل الوراثي في ​​البكتيريا.

في عام 1946 ، اكتشف <L. ليدربر and> و <EL تاتوم> في القولونية أن المادة الجينية يمكن أن تنتقل من بكتيريا إلى أخرى عن طريق اقتران مباشر من خليتين. لقد أثبتوا أن الاتصال المباشر بين المتبرع والخلايا المتلقية كان ضروريًا للاقتران. كشف الفحص المجهري الإلكتروني أن الخليتين انضمتا إلى أنبوب تصريف ضيق.

أثناء دراسة آلية الاقتران في E. كولي ، اكتشف F. Jacob و EL Wollman (1952) أن هناك نوعين من التزاوج ، متبرع (ذكور) ومتلقي (أنثى). المادة الوراثية تنتقل من المتبرع إلى المتلقي من خلال أنبوب الاقتران. في نهاية المطاف ، تم اكتشافه من قبل و. هايز أن قدرة بكتيريا الإشريكية القولونية على العمل كمتبرع تم تحديدها من خلال وجود قطعة كروموسومية إضافية من الحمض النووي ، عامل الخصوبة (F). تفتقر البكتيريا المتلقية لعامل F.

تم اكتشاف طريقة أخرى للتبادل الوراثي في ​​البكتيريا بواسطة J. Lederberg و N. Zinder (1952) في Salmonella typhimurium. وجدوا أن المواد الجينية يمكن نقلها عن طريق البكتيريا المعتدلة (فيروسات مهاجمة الفيروسات). كانت ظاهرة تبادل المواد الجينية عبر البكتيريا العصبية تسمى transduction.

في التنبيغ ، يتم دمج جزء صغير من الكروموسوم البكتيري في الحمض النووي الملتهمة. عندما يتم إطلاق هذه البكتيريا من الخلية البكتيرية وتهاجم خلية بكتيرية أخرى ، فإنها تحقن حمضها النووي الذي يحتوي على القطعة المدمجة من الحمض النووي البكتيري في المضيف الجديد.

في وقت سابق من عام 1950 اكتشفت ألف Lwoff ظاهرة lysogeny. لا تسبب البكتيريا المعتدلة تحللًا فوريًا للخلية البكتيرية المضيفة مثل البكتيريا الخبيثة lytic bacteriophages. وبدلاً من ذلك ، فإنهم يدخلون في حالة من اللاسدوجين ، وهو نوع من التعايش السلمي لعدة أجيال.

في عام 1952 م تشرح هيرشي و م. تشايس من خلال تجربة أنيقة كلاسيكية أن البكتيريا تصيب خلية بكتيرية عن طريق حقن الحمض النووي في البكتيريا المضيفة ، بينما يبقى معطف البروتين في الخارج. أثبتوا ذلك عن طريق توليد مجموعتين من جسيمات الملتهمة التي كان لها مجموعة واحدة من بروتينها المسمى بالكبريت المشع ( 35 ثانية) والأخرى لها الحمض النووي المسمى بالفوسفور المشع ( 32 ف).

تم السماح لهذه العدوى بإصابة E. coli بشكل منفصل ، وبعد فترة من الوقت ، تمت إزالة البكتيريا اللاصقة المرتبطة بالبكتيريا. ولوحظ أن عاثيات P- 32 التي تحمل علامة P نقلت النشاط الإشعاعي إلى البكتيريا ، ولكن 35 Phages S-labeled لم يكن ، مما يدل على ذلك أن الحمض النووي دخلت البكتيريا ولم يكن معطف البروتين.

هذا الحدث الذي أثر بشكل عميق على العالم العلمي بأكمله منذ إعلانه في عام 1953 كان النموذج المقترح للحلزون المزدوج للحامض النووي من قبل JD Watson و FHC Crick. واستند هذا النموذج إلى بيانات تحليلية كيميائية وأنماط حيود أشعة إكس للحمض النووي التي حصل عليها العديد من العمال الآخرين. قام واتسون وكريك بتزويد هذه البيانات ببناء نموذج نظري لهيكل الحمض النووي.

يتألف اللولب المزدوج من سلسلتين من polynucleotide متداخلتين مع بعضها البعض وتثبتها معاً روابط هيدروجينية بين أزواج من قواعد الحمض النووي. كل زوج يحتوي على البيورين وقاعدة البيريميدين. هناك اثنين من البيورين - الأدينين والجوانين ، واثنين من بيريميدين - الثايمين والسيتوزين. كانت أزواج طبيعية الأدينين ، الثايمين وغوانين - السيتوزين. كانت خيوط polynucleotide لها قطبية أي رأس وذيل ، وكان الشريطان متوازيين.

في عام 1958 أثبت <M .L .M.> و <.S. ستال> من خلال تجربة أنيقة أن جزيئات الدنا تتكرر لإنتاج جزيئتين متشابهتين تمامًا من خلال آلية شبه آلية مما يعني أن كل جزيء ابنة يحتوي على جزء واحد من جزيء الحمض النووي الأصل بينما يتم تجميع الحبل الآخر حديثًا. بحلول نهاية الخمسينات ، كان دور الحمض النووي كمواد وراثية عالمية وكمخزن للمعلومات الوراثية (ما عدا في عدد قليل من فيروسات الرنا) معترفًا به تمامًا.

إن فهم العمل الجيني ، أي كيفية استخدام المعلومات الجينية من قبل كائن ما لإنتاج بروتينات الإنزيم لتحفيز التفاعلات الكيميائية الحيوية المختلفة ، بدأ أيضًا في الخمسينات. حدد سانجر وزملاؤه (1954) تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين ، وهو هرمون بولي ببتيد بسيط نسبيا يحتوي على 51 حمضًا أمينيًا فقط.

تدريجيا ، تم إجراء تحليل تسلسل بروتينات أكثر تعقيدا مثل ريبونوكلياز (124 حمض أميني) ، بروتين تي إم في (158 أحماض أمينية) ، هيموجلوبين (574 حمض أميني) الخ. وسرعان ما تم التعرف على أنه بالنسبة لكل بروتين ، يتم تثبيت تسلسل الأحماض الأمينية وأن أي تغيير في التسلسل قد يؤدي إلى خلل في البروتين المعين.

أصبح فهم الآلية التي يتم من خلالها الحفاظ على تسلسل الحمض الأميني للبروتينات المختلفة مسألة مركزية. جعلت العديد من الاكتشافات الهامة هذا الفهم ممكنًا. تم اكتشاف الريبوسومات بواسطة كلود (1943) في الخلايا الحيوانية ومن قبل Schachman وزميله (1952) في البكتيريا.

اكتشفت زمنيك وهاغلاند (1953>) نقل الحمض النووي الريبي ، و Volkin و Astrachan (1957) اكتشفت رنا مرسال في E. coli المصابة بالتهيج ، أبلغ Weiss و Nakamoto (1961) عن إنزيم ، RNA-polymerase المعتمد على DNA ، قادر على تحويل المعلومات الجينية من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي ، وقد نجح Nirenberg و Matthaei (1961) في تنفيذ تخليق البروتين في المختبر باستخدام RNA رسول اصطناعي توليفها.

بدأ الفهم حول كيفية تشفير المعلومات الوراثية في DNA - الشفرة الوراثية. تم اكتشاف الرمز الثلاثي من قبل برينر وكريك (1961). خلال السنوات التالية ، تم فك الشفرة الوراثية بالكامل بواسطة هوللي ، خورانا و Nirenberg (1966).

جعلت الاكتشافات المذكورة أعلاه من الممكن تطوير ما يسمى "العقيدة المركزية" التي بموجبها يتم نقل المعلومات الجينية المشفرة في DNA في شكل تسلسل deoxyribonucleotide إلى (أو نسخ) إلى RNA في شكل تسلسل ريبونكليوتيد مكمل ، ومن RNA إلى البروتين حيث يتم ترجمة المعلومات إلى تسلسل الأحماض الأمينية.

تطور آخر مهم في أوائل الستينيات كان بداية لفهم تنظيم الجينات من خلال العمل الكلاسيكي لـ F. Jacob و J. Monod. في عام 1961 ، اقترحوا فرضية الأوبون على أساس بحثهم حول استقلاب اللاكتوز في E. coli. وأظهر عملهم لأول مرة أن جميع الجينات لم تشارك في صنع البروتينات الإنزيمية والإنزيمات ، ولكن بعض الجينات تصرفت كجهازين لتنظيم جينات أخرى. في عام 1966 ، استطاع مولر وجيلبرت عزل أول بروتين منظم (مضاد) من E. coli الذي أثبت بشكل كبير نموذج الأوبرون لتنظيم الجينات.

في سبعينيات القرن العشرين ، ظهرت العديد من النتائج ذات الأهمية الكبرى التي ساعدت العلماء على التفكير في التلاعب المتعمد للجينات البكتيرية. من بين هذه النتائج ، اكتشاف اكتشاف نوكلياز نقيض من قبل W. Arber و HO Smith (1970) ، واكتشاف النسخ العكسي للناسخة في الفيروس القهقري من قبل H. Temin and D. Baltimore (1970) ساهم بشكل كبير في تطوير الهندسة الوراثية الحديثة القائمة على جزيئات الحمض النووي المؤتلف.

من خلال تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف أصبح من الممكن استنساخ الجينات المطلوبة لإنتاج البكتيريا والنباتات والحيوانات المحورة جينيا. وهكذا ، من خلال استنساخ العديد من الجينات البشرية في البكتيريا ، كان من الممكن الحصول على منتجات ذات أهمية علاجية ، مما أدى إلى عصر التكنولوجيا الحيوية الحديثة. يتم سرد بعض المنتجات التي تم الحصول عليها من الكائنات الحية الدقيقة المؤتلف في الجدول 1.2.

ومن بين الأحداث الأخرى ذات الأهمية التاريخية في السبعينيات ، تطور تقنية الورم الهجين لإنتاج الأجسام المضادة أحادية النسيلة من قبل كولر وميلستاين ، والاعتراف بالآثارية كمجموعة رئيسية متميزة من بدائيات النوى من خلال بحث كارل وويس وزملائه في عام 1977.

تم نقل جين الأنسولين البشري بنجاح إلى البكتيريا في عام 1979 وتمت الموافقة على المنتج للتطبيق السريري لمرضى السكر في عام 1982. وبالمثل ، تم استنساخ جين بروتين المستضدات السطحية من فيروس التهاب الكبد B في عام 1982 وتمت الموافقة على المنتج الميكروبي كقاح في عام 1986.

كان الاكتشاف المهم لأهمية عميقة أنه إلى جانب البروتينات ، يمكن أن يكون للـ RNA أيضًا نشاط حفزي (ريبوزيم). في عامي 1983 و 1984 ، نجح كل من Gallo و Montagnier في عزل فيروس نقص المناعة البشرية ، وهو العامل المسبب لمرض الإيدز (متلازمة نقص المناعة المكتسب). في عام 1984 اكتشف موليز PCR (تفاعل البوليمريز المتسلسل) ، وهو نظام رائع قادر على إنتاج عدد هائل من النسخ من قطعة صغيرة من الحمض النووي.

في التسعينيات بدأ أول تسلسل جينوم كامل للبكتيريا. أيضا ، تم الانتهاء من تسلسل الجينوم الكامل من الخميرة وجيارديا. في عام 2000 ، اكتمل تقريبًا تسلسل الجينوم البشري من خلال برنامج تعاوني كبير ، وهو مشروع الجينوم البشري.

كما بدأت في التسعينات محاولات جادة لعلاج الجينات البشرية عن طريق الإدخال المباشر لجين سليم للمرضى الذين يعانون من اضطرابات وراثية. في عام 1995 ، اكتشف SB Prusiner بريون ، جزيئات البروتين المعدية قادرة على التسبب في أمراض معينة من الجهاز العصبي المركزي للحيوانات ، بما في ذلك البشر.

وقد زُعم أن البريونات قادرة على التكاثر ، وهي ميزة غير معروفة لأي بروتين آخر. ومن الإنجازات الأخرى التي خلقت ضجة كبيرة الاستنساخ الناجح للحيوان من خلال إنتاج لحم خروف يدعى "دوللي".

ملاحظة رقم 3. العصر الذهبي لعلم الأحياء الدقيقة (1860-1910):

بدأ العصر الذهبي لعلم الأحياء المجهرية بعمل لويس باستور (فرنسا) وروبرت كوخ (ألمانيا). قام لويس باستور (1822-1895) بالتحري عن عدد من الجوانب مثل أنه أظهر أن الوسيط المغلي يمكن أن يظل واضحًا في دورق "البجعة" ، المفتوح للهواء من خلال أنبوب أفقي متعرج تستقر فيه جزيئات الغبار بينما يدخل الهواء التبريد سفينة (الشكل 1.1).

كما أظهر باستور أنه في الجو الخالي من الغبار نسبياً في قبو هادئ ، أو في قمة جبلية ، يمكن فتح قوارير مغلقة وإغلاقها لتجنب التلوث. ألقى باستير محاضرة في عام 1864 في جامعة السوربون وأثار الإحساس من خلال اكتشاف أن الحياة عبارة عن جرثومة وراثية هي حياة. درس F. Cohn (1876) بيولوجيا الباسيلي.

أظهر جون تيندال (1820-1893) أن القش قد تسبب في تلوث مختبره بنوع حي لا يصدق من الكائنات الحية. أظهر فرديناند جون (1877) الأشكال المقاومة مثل الأندوسبورات الصغيرة القابلة للإنكسار ، وهي مرحلة خاصة في دورة حياة عصية القش (Bacillus subtilis). بما أن الجراثيم تُعقم بسهولة في وجود الرطوبة عند 120 درجة مئوية ، فإن الأوتوكلاف ، الذي يستخدم البخار تحت الضغط ، أصبح سمة مميزة لعلم البكتريا.

أصبحت باستور (1857) مهتمة بمنتجات التخمير ولاحظت نوعًا مختلفًا من الميكروبات المرتبطة بنوع مختلف من التخمر: كرات ذات حجم متغير (تُعرف الآن بخلايا الخميرة) في التخمر الكحولي والقضبان الأصغر (lactobacilli) في تخمر حمض اللاكتيك. خلال هذه التجربة ، أسس باستور دراسة استقلاب الميكروبات ، وأظهر على وجه الخصوص أن الحياة ممكنة بدون هواء.

وأوضح باستور أنه في عصير العنب ، يؤدي تركيز السكر المرتفع ومحتوى البروتين المنخفض (أي انخفاض الطاقة المؤقتة) إلى انخفاض الرقم الهيدروجيني ، مما يسمح بتزايد الخمائر المقاومة للأحماض ، وبالتالي يؤدي إلى التخمر الكحولي.

في الحليب ، على النقيض من ذلك ، فإن البروتين الذي يحتوي على نسبة أعلى من السكر ومحتوى السكر المنخفض يؤيد نمو البكتيريا سريعة النمو ولكنها أكثر حساسية للأحماض ، والتي تتسبب في تخمر حمض اللاكتيك. هذا الاكتشاف قاد باستير إلى القول بأن ميكروبات معينة قد تكون أيضًا أسبابًا لمرض معين في الإنسان.

طور باستور إجراء التسخين اللطيف (أي البسترة) لمنع تلف البيرة والنبيذ بواسطة الميكروبات غير المرغوبة. استخدمت هذه العملية فيما بعد لمنع الأمراض المنقولة بالحليب للإنسان.

كان من الأهمية الاقتصادية الكبرى تمديد التخمير الصناعي من إنتاج الأطعمة والمشروبات إلى المواد الكيميائية القيمة ، مثل الجليسيرول والأسيتون والفيتامينات في وقت لاحق والمضادات الحيوية والقلويات.

تم تطوير وحدة علم الأحياء على مستوى الجزيئات عندما تم اكتشاف أن مسارات استقلاب الكربوهيدرات متشابهة في بعض الميكروبات وفي الثدييات. وقد تم هذا الاكتشاف في نهاية عصر باستوريون ، ولا سيما من قبل فينوجرادسكي في روسيا وبييررينك في هولندا الذين اكتشفوا مجموعة متنوعة من الأنماط الأيضية لأنواع مختلفة من البكتيريا المتكيفة مع مختلف المنافذ البيئية.

تُعرف البيئة الإيكولوجية بأنها "المساحة المادية التي يشغلها كائن ما ، ولكن أيضًا دورها الوظيفي في المجتمع". تم عزل هذه الكائنات عن طريق استخدام مبدأ باستور في الزراعة الانتقائية: ثقافة الإثراء التي يتم فيها توفير مصدر طاقة معين فقط ، ويقتصر النمو على الكائنات الحية التي يمكنها استخدام هذا المصدر.

ملاحظة # 4. علم الأحياء الدقيقة في القرن 20:

بدأ اكتشاف التأثيرات الميكروبية على المواد العضوية وغير العضوية باكتشاف ثيودور شوان وغيره (1937) الذي لاحظ أن خلايا الخميرة قادرة على تحويل السكر إلى كحول ، أي التخمر الكحولي. كانت ملاحظات باستير التي كشفت عن الكائنات الدقيقة اللاهوائية والهوائية.

تمت مناقشة دور الكائنات الحية الدقيقة في دورات الكربون والنيتروجين والكبريت في التربة والموائل المائية من قبل سيرجي N.Winogradsky (1956-1953) و Martinus Beijerinck (1851-1931).

كما اكتشف عالم الميكروبيولوجيا الروسي فينوغرادسكي ما يلي:

(i) تتأكسد بكتيريا التربة الحديد والكبريت والأمونيا للحصول على الطاقة ،

(2) مثبطات N 2 اللاهوائية المعزولة ،

(ج) درس تحلل المواد العضوية السليولوزية.

من ناحية أخرى ، ساهمت شركة Beijerinck بالكثير في مجال البيئة الميكروبية. تم عزل Azotobacter ، مثبّت نيتروجين حيّ حرّ. في وقت لاحق تم عزل جذر عقيدة جذر سميت باسم مخفضات الريزوبيم والكبريتات. طور كل من علماء الأحياء المجهرية تقنيات زراعة الإثراء واستخدام الوسائط الانتقائية في علم الأحياء المجهرية.

في القرن العشرين ، تطورت علم الأحياء المجهرية من زاوية التخصصات الأخرى للعلوم البيولوجية بطريقة تُحل مشاكل بنية الخلية إلى التطور. على الرغم من المزيد من التركيز وضعت على وكلاء الأمراض المعدية ، والاستجابة المناعية ، وكلاء العلاج الكيميائي والتمثيل الغذائي البكتيري.

استخدم Beadle و Tautam (1941) طفرات من قالب الخبز ، Neurospora بينما استخدم Salvadore Luria و Max Delbruck (1943) طافرة بكتيرية لإظهار أن طفرات الجينات كانت تلقائية حقا وغير موجهة من البيئة. أثبت Avery و Macleod و Mc Carty (1944) أن الحمض النووي هو المادة الوراثية التي تحمل معلومات وراثية.

مثل هذه الاكتشافات جعلت علم الأحياء المجهرية ، وعلم الوراثة والكيمياء الحيوية كجذر مودم موجه جزيئيًا. أسهم علم الأحياء الدقيقة في الحد الأقصى في البيولوجيا الجزيئية التي تتعامل مع الجوانب الفيزيائية والكيميائية للمادة الحية ووظائفها. تمت دراسة الشفرة الوراثية وآلية DNA و RNA و تخليق البروتين باستخدام العديد من الكائنات الحية الدقيقة.

كما تمت مناقشة تنظيم التعبير الجيني والتحكم في نشاط الإنزيمات في ضوء علم الأحياء المجهرية. في عام 1970 ، أدى اكتشاف جديد مثل تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف والهندسة الوراثية إلى تطوير علم الأحياء الدقيقة الذي أعطى خدمة التكنولوجيا الحيوية الميكروبية.

أعاد علماء من جامعة ويست تشيستر ، بولاية بنسلفانيا إحياء ميكروب كان في الرسوم المتحركة المعلقة لمدة 250 مليون سنة ، وهو إنجاز رائع يعزز النظريات التي تقول إن بذور الحياة القديمة وصلت إلى الأرض من الفضاء.

عزل راسل فيلريلاند (2003) بوغا مكوّناً من Bacillus sp. من عينة عمرها 250 سنة من الكريستال الملح وجدت تحت الأرض (1850 قدم) في نيو مكسيكو. يبدو أن البكتيريا مشابهة لـ Bacillus marismortui. في وقت سابق ، كانت هناك تقارير عن أقدم الكائنات الحية من 254-40 مليون سنة.

تكمن أهمية هذا الفرع في حقيقة أن حوالي 30٪ من إجمالي جوائز نوبل التي تُمنح في علم وظائف الأعضاء والطب تُمنح لأولئك الذين يعملون في مشاكل تتعلق بالميكروبيولوجيا كما هو موضح في الجدول 1.1.

ملاحظة # 5. علم الأحياء الدقيقة في الهند:

هناك عدد من المعاهد تعمل في مجال البحوث الميكروبيولوجية في بلدنا. المعهد الهندي للبترول ، دهرادون. وقد عمل معهد تاتا لأبحاث الطاقة ، دلهي والمختبر الكيميائي الوطني ، بيون على إزالة الشمع الميكروبي للأجزاء البترولية الثقيلة. وقد لعبت المعاهد أيضًا دورًا حيويًا في مجال الاسترجاع المعزز للنفط وإنتاج الميكروبيكات الحيوية.

أكمل المعهد الوطني للتغذية ، حيدر أباد ، آي تي ​​آر سي ، لاكناو ، والمعهد الوطني للصحة المهنية ، أحمد آباد بالفعل خطة طويلة الأمد بشأن مراقبة ومراقبة أخطار الملوثات الغذائية في الهند في حين أن تحليل الجينوم والتصميم الجيني الاصطناعي لتعديل تعبير الجينوم في الجسم الحي قام بها علماء المعهد الهندي للعلوم ، بنغالور.

وقد تم بنجاح إعادة تدوير النفايات اللاجيلية الحلقيّة للوقود والمواد الكيميائية الأولية في المعهد الهندي للتكنولوجيا ، دلهي ومدراس. وقد تم توصيف الجزيئية لمسببات الحساسية الموجودة طبيعيا لتحديد الشقوق المناعية في الرابطة الهندية لزراعة العلوم في كلكتا.

تم تحقيق البيولوجيا الجزيئية لمسببات الأمراض المعوية البشرية ، وتقنيات كتابة البكتيريا لتحديد العدوى بالكوليرا ، وبناء الخريطة الجسدية والجينية للكوليريا Vibrio cholerae 569B ، ولقاح الكوليرا عن طريق الفم ، وإنشاء بنك طفيلية من الليشمانيا في المعهد الهندي للبيولوجيا الكيمائية ، كالكوتا إلى جانب العمل على تشريح الهيكلي من الليشمانية دونوفاني إنزيم الأدينوزين الذي له دور الهيكلي.

وقد لاحظت مجموعة في معهد بحوث الكيماويات المركزية في الملح والبحوث ، Bhavnagar بعض النباتات الهامة اقتصاديا مع إشارة خاصة إلى النباتات الطحالب البحرية التي تحدث في غابات المنغروف.

كما تم تطوير التكنولوجيا الخاصة بآجار أجار الصف البكتيري والبيوكسينات الحيوية من الطحالب البحرية والبكتيريا. سلالات التلاعب ، والتحويلات الأنزيمية للريفوميسينب إلى ريفاميسين ، وتطوير لقاح الكوليرا من الإنجازات الرئيسية لمعهد التكنولوجيا الميكروبية ، شانديغار.

دراسات الهندسة الكيميائية الحيوية الأساسية على تطوير نواقل البلازميد المستقرة في Corynebacteria والهجين الاندماج بين Praerthes و Corynebacter نفذت في المعهد الهندي للتكنولوجيا ، نيودلهي.

تمت دراسة معالجة النفايات الصناعية بالهضم اللاهوائي مع إشارة خاصة إلى التركيب الفائق للحمأة الحبيبية وشلل الخلايا في المركز الإقليمي المتطور للأجهزة ، IIT ، بومباي. تم الانتهاء من التحلل الميكروبي للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات مع الإشارة إلى بناء سلالة التلاعب الجيني في معهد التكنولوجيا الميكروبية ، شانديغار.

تطبيق الحمض النووي المؤتلف على أنظمة الغشاء اللاهوائي الثابت لتخليق الميثان ، وبناء السلالات المعدلة وراثيا للتخلص من الجراثيم الجرثومية للنفط الخام ، وإنتاج المواد الخافضة للتوتر السطحي ، والبلاستيك الحيوي ، ومقطرات بقول البول للمعالجة المضادة للميكروبات (براءة اختراع أمريكية) هي إنجازات قليلة للعلماء في الهندسة البيئية الوطنية معهد البحوث (نيري) ، ناجبور.

تم تنفيذ المرفق الوطني لمكافحة الأمراض في الأسماك من خلال الحجر الصحي واعتماد الصحة في المعهد المركزي لتربية الأحياء المائية في المياه العذبة ، بهوبنيشوار. تم رصد ومراقبة مخاطر الملوثات الغذائية في الهند ، وإنتاج أنواع مختلفة من الإنزيمات مثل زايلانيز و ب-أميليز في معهد بوس ، بكلكتا.

Xylanases الميكروبية في التخمر على نطاق شبه semipilot والمعالجة النهائية والتمثيل الغذائي الزيلوز في Neurospora crassa. تم إجراء تحسينات في البيوتكنولوجي للإيثانول وتحمل الخميرة في المختبر الوطني الكيميائي ، بيون.

تمت دراسة تخمر الحالة الصلبة لإنتاج الجلوكوزيلاز في مختبر الأبحاث الإقليمي ، ثيروفاناثابورام (كيرالا) ، في حين تم دراسة تطبيق الكائنات الحية الدقيقة الطبيعية والمؤتلف على الإنتاج الحيوي السطحي ، وتدهور انسكاب النفط ومكافحة التلوث في مختبرات CSIR.

مختبر الأبحاث الإقليمي ، صمم جامو تكنولوجيات لإنتاج حمض الغلوكوكون الحر ، وبناء السلالات المعدلة وراثيا من أجل إزالة الكبريت الجرثومي من النفط الخام ، وإنتاج المواد الفاعلة بالسطح والبوليمرات الحيوية الخ.

تمت دراسة التقنية الحيوية على الإنتاج الضخم للأعداء الطبيعيين لـ Spodoptera litura في المعهد المركزي لأبحاث التبغ ، Rajamundry (AP) ، في حين تم استكشاف علم الوراثة من الثيوباسيلوس ferroxidans والتحسن في الإجهاد عن طريق تقنية وراثية متقدمة في معهد بوس ، كلكتا. تم إجراء إزالة أيونات المعادن الثقيلة من النفايات الصناعية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في المختبر الإقليمي للبحوث ، بهوبانيسوار.

تمت دراسة تحسين كفاءة الإجهاد والجودة وتقنية الإنتاج الضخم للمُجَهِّرات الميكروبية غيرية التغذية في مؤسسة SPIC للعلوم ، مدراس. تم تنفيذ هندسة البروتين والمقاربات البيوفيزيائية والكيميائية لدراسة طي البروتين في TIER، Bombay.

تم تطوير مجموعة البالزما الجرثومية ، وتحسين الجودة من خلال الهندسة الوراثية ، ومعالجة سبيرولينا وتكنولوجيتها الحيوية في إطار مشروع هندسي منسق يضم العديد من المعاهد بما في ذلك CFTRI. ميسور. كانت المقاربات الجزيئية والجينية لتحليل التزاوج ما قبل mRNA في الخميرة المساهمة الرئيسية للمعهد الهندي للعلوم ، بنغالور.

ملاحظة رقم 6. فروع علم الأحياء الدقيقة:

أنا. علم الأحياء الدقيقة المائية:

"لا حياة بدون ماء" هو قول شائع يعتمد على حقيقة أن الماء هو أحد المتطلبات الأساسية التي تحدث بشكل طبيعي في جميع وظائف الحياة. إنه مذيب رئيسي ، وكل تفاعلات التمثيل الغذائي للكائنات الحية تعتمد بشكل رئيسي على وجودها.

وكما نعلم ، يعتمد السكان الذين يعيشون في المدن ، والمدن ، وما إلى ذلك على إمدادات المياه البلدية. إلى جانب ذلك ، يعتمد جزء كبير من سكاننا الذين يعيشون في المناطق الريفية ، لا سيما في البلدان النامية والمتخلفة ، على البحيرات والأنهار والبرك والينابيع والآبار وغيرها من أجل احتياجاتهم من المياه.

يتم فقدان الماء من الأرض عن طريق التبخر والنتح والزفير ، ويعود إلى الأرض عن طريق الترسيب. يبدأ تلوث الماء منذ البداية عندما تصل المياه إلى الأرض عبر الهواء على شكل ترسيب. الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الهواء الحصول على الدخول فيه.

بعد أن ينتهي هطول الأمطار وتصل المياه إلى سطح الأرض ، تتلوثها الكائنات الدقيقة عن طريق التربة والنباتات والحيوانات الميتة ، الخ. وبالإضافة إلى ذلك ، تتلوث مصادر إمدادات المياه الطبيعية بمجموعة كبيرة من المواد مثل النفايات المنزلية والصناعية. أي صرف مياه الصرف الصحي نتيجة لاحتياجات الإنسان المتحضر ، والحيوان البشري والحيواني في شكل البول والبراز.

كل هذه الملوثات تتسبب في تدهور جودة المياه وتجعلها غير آمنة للاستهلاك البشري. من المهم أن نلاحظ أن هذه الملوثات ، وخاصة النفايات المنزلية والصناعية والفضلات البراز ، هي ذات أهمية بيوكيميائية كبيرة لأنها لا تزيد فقط الطلب على الأوكسجين الكيميائي الحيوي (BOD) ولكن أيضا في وقت ما تحتوي على كائنات دقيقة معينة مسببة للأمراض.

عادة ما يحدث هذا المرض المسبّب للكائنات الدقيقة في البراز والبول لشخص مصاب ، وعندما يتم تصريفه قد يدخل إلى مصدر إمداد بالماء من حيث يتم توفير مياه الشرب. هذا يؤدي إلى انتقال المرض من المصابين إلى الأشخاص الأصحاء.

ومع ذلك ، فإن الأمراض التي تنتقل عن طريق الماء تسمى "الأمراض المنقولة عن طريق المياه". يتأثر كل عام أكثر من 500 مليون شخص بالأمراض المنقولة عن طريق المياه ، ويموت أكثر من 10 ملايين منهم.

كل هذا يشير إلى ضرورة استخدام تقنية معالجة المياه التي يمكن أن توفر مياه شرب آمنة ، ومعالجة مياه الصرف الصحي قبل التخلص منها.

ثانيا. علم الأحياء الدقيقة الجوي:

بما أن الهواء لا يحتوي ، في الظروف العادية ، على المغذيات والرطوبة للنمو ، وصيانة وتكاثر الكائنات الدقيقة ، لا يمكن اعتبارها بيئتها الطبيعية. ومع ذلك ، فإن الهواء يزخر عادة بأعدادها حيث تكتسب الكائنات الدقيقة دخولها من التربة وغيرها من المواد الجافة المتحللة بما في ذلك التعرية المعرضة لعمل الرياح.

تصبح الكائنات الحية الدقيقة المحمولة جوا مصدرا هاما للتلوث في المختبرات والمستشفيات والصناعات والمواد الغذائية المكشوفة والمشروبات. اعتمادا على طبيعة الكائنات الحية الدقيقة ، قد تسبب بعض الملوثات تلف المواد والأمراض الملوثة عند تناولها.

من خلال العطس والسعال فقط ، قد يتم تصريف العدوى من الفم والرئتين في الهواء. في ضوء ذلك ، فإن المعرفة بكمية ونوعية الكائنات الدقيقة في الهواء تبدو ضرورية لأننا بحاجة إلى هواء نقي للتنفس.

الهواء ليس وسيطًا للكائنات الحية الدقيقة ولكنه حاملة للمواد الجسيمية والغبار والقطيرات التي تظل محملة بوجه عام بالكائنات الحية الدقيقة. هذه الناقلات تنقل الكائنات الدقيقة والمصير النهائي لمثل هذه الكائنات الحية الدقيقة تحكمها مجموعة معقدة من الظروف مثل ضوء الشمس ، ودرجة الحرارة ، والرطوبة ، وحجم الجسيمات المحملة بالميكروب ، ودرجة القابلية للحساسية أو مقاومة ميكروب معين للبيئة الجسدية الجديدة ، و قدرة الميكروب على تكوين جراثيم أو خراجات مقاومة.

في الهواء البارد ، تميل الكائنات الحية الدقيقة إلى الاستقرار بسرعة مع ترك ناقلات الهواء لها خالية إلى حد ما. الهواء بعد هطول الأمطار الغزيرة خالية إلى حد ما من الكائنات الحية الدقيقة. إن تطوير حتى أدنى تيار يمكن أن يحافظ على الكائنات الدقيقة المعلقة في الهواء لفترة طويلة من الزمن.

وبوجه عام ، فإن الهواء فوق مناطق الأرض الأكثر دفئًا يضم عددًا أكبر من الكائنات الدقيقة أكثر من المناطق الأكثر برودة من تلك التي توفر مناطق رطبة كافية. التهوية غير الكافية للمباني المأهولة بالسكان تعزز زيادة تراكم العدد الميكروبي في الفضاء الجوي.

يعتبر الهواء في المناطق والمحيطات الجبلية غير المتعلمة وغير الصناعية بشكل كبير نقيًا وجيدًا للصحة لأنها خالية نسبياً من الكائنات الحية الدقيقة.

ثالثا. ميكروبيولوجيا التربة:

تم استكشاف حقل علم الأحياء الدقيقة في التربة خلال الجزء الأخير من القرن التاسع عشر. إنشاء الأدوار الرئيسية التي تلعبها الكائنات الحية الدقيقة في الدورات المهمة بيولوجيًا للمادة على الأرض: كانت دورات النتروجين والكبريت والكربون هي عمل رجلان هما S. Winogradsky (1856-1953) و MW Beijerinck (1851-1931). ).

S. Winogradsky ، وهو روسي ويعتبره الكثيرون مؤسس علم الأحياء الدقيقة في التربة ، اكتشف بكتيريا nitryfiying (1890-91) ؛ وصف الأكسدة الميكروبية لـ H 2 S والكبريت (1887) ؛ طورت مفهوم الكيميائي الجرثومي. ووصف البكتيريا اللاهوائية المثبتة للنيتروجين (1893) ؛ ساهم في دراسات الحد من نترات وتركيز النيتروجين التكافلي ؛ و نشأ التصنيف التغذوي للكائنات الحية الدقيقة في التربة في مجموعات (مستخلصات الدبال) و المجموعات الصمغية (الانتهازية).

وكان من المهم بنفس القدر عمل MW Beijerinck ، وهولاندر ، الذي عزل وكلاء التكافؤ (1888) وتثبيت النيتروجين (1901) الهوائية غير تكافلية.

ومع ذلك ، كان أكبر مساهمة من Beijerinck تقنية جديدة وعميقة للغاية: تقنية زراعة الإثراء: لعزل ودراسة أنواع فسيولوجية مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة المختلفة من العينات الطبيعية من خلال استخدام وسائل ثقافة محددة وظروف الحضانة.

د. علم الأحياء الدقيقة الغذائي:

يتم استكمال النظام الغذائي لكثير من الناس مع المواد الغذائية المحفوظة بواسطة أساليب خاصة. قد يتم تجميد مثل هذه المواد الغذائية أو المعلبة أو المجففة. قد يتم خبزها جزئيًا أو كليًا أو طهيها مسبقًا ، وهي جاهزة للتدفئة والخدمة.

أثناء التحضير ، يمكن مهاجمة هذه الأطعمة بواسطة الكائنات الدقيقة المتغايضة لتلبية متطلباتها الغذائية. إن نمو وتكاثر هذه الكائنات الحية الدقيقة في الغذاء قد يجعلها غير صالحة للاستهلاك ويؤدي إلى تلف أو تدهور.

ميكروبيولوجي الحليب ومنتجات الألبان والأغذية:

A. ميكروبيولوجي من الحليب ومنتجات الألبان

باء التلوث الجرثومي والفساد من الدواجن والأسماك والمأكولات البحرية

أغذية الأطفال

يحتوي الحليب الأول المستخرج من الحيوانات دائمًا على كائنات دقيقة. Most of bacteria come from dairy utensil, and milk- contract surfaces, milking machines, milk handlers and other similar sources. The bacteria include lactic streptococci, coliform bacteria, psychrotrophic Gram-negative bacteria.

The negative rods, are thermoduric which survive pasteurization eg enterococci, and bacilli. Disease free dairy personel and utilization of sanitary equipment help in reducing the number of bacterial contaminants from external sources.

For the production of different dairy products, it is required to have appropriate culture of microorganisms. The pure culture or mother culture or stock culture are available in lyophilized or freeze- dried form.

Stock cultures of desired organisms may be maintained in the dairy cultures of lactic streptococci, Leuconostoc, and Lactobacillus are used. On the other hand, starter culture is produced by mixing 2% pure culture in 600 ml milk. This is heated at 88°C for 30 minutes and then cooled to 2rC and incubated to give starter culture.

Microbiology of Milk and Dairy Industries:

Milk is secreted by mammals for the nourishment of their young ones. It is in liquid form without having any colostrum. The milk contains water, fat, protein and lactose. About 80-85% of the proteins is casein protein.

Microbiology of cheese:

The large number of microorganisms play a role in the ripening process. On the first day of cheese making process, the microbial number in the starting material ranges from one to two billion g -1 . Therefore, the production declines because of insufficient oxygen, high acidity and the presence of inhibitory compounds that are produced as the cheese ripens.

It is mainly the action of their cellular enzymes on lactose, fat and proteins that creates the ripened cheese flavour. The gas forming culture of Propionibacterium shermanii is essential for giving swiss cheese its eye, or holes and flavour. The specificity of cheese depends upon the varieties of microorganisms used.

The process of cheese making, involves nine steps:

(a) preparing the milk,

(b) forming a curd,

(c) cutting,

(d) cooking,

(e) separating the whey,

(f) salting the residue,

(g) applying microbes,

(h) pressing the curd,

(i) ripening the young cheese.

Mostly, a ripened cheese is made from raw or under pasteurized milk which must be held for at least 60 days. During that time the salt, the acidity, the metabolic compounds of ripening and the absence of oxygen usually destroy food-poisoning organism.

During preparation of the milk, some colouring agents can be added which includes P-carotene and extracts of plants eg Bixa orellana and Capsium spp. Milk is transformed into smooth, solid curd more commonly known as chymosin which converts milk curd at 32°C in 30 min.

Rennet can be extracted from Mucor miehei, M. pusillus and Endothica parasiticus. The rennin attacks casein and forms lattice or curd. The protein in this chymosin curd is called paracasein, because it is bound largely with calcium, it appears initially as dicalcium paracasein. In the third step, the wire knives or cutting bars are used to reduce the large bed of curd into small cubes of 1.5 cm.

This step increases the surface area. During the cooking period, small cubes contracts and expel whey. For cheddar and related cheeses the optimum temperature is 37°C while Emmentaler and Gruyere curds are cooked at about 54°C. The cooking continues for a period ranging from 1 hour to an hour and half.

Next process is salting where cheese maker applies dry salt to the curd. The immature cheese in saturated brine is immersed for about 2 to 72 hours. In the pressing stage, sometimes external pressure is applied on the wet, warm curd which is confined in wood, plastic or metal form or a cloth bag. Pressing is the end of preparatory phase of making a ripened cheese.

v. Cellular Microbiology:

A revolution was made in medicine and clinical science after the introduction of antibiotics in the 1950s and 1960s. During this period a little work was done on the mechanism involved ie how bacteria infect multicellular host and develops disease.

In the 1990s it became clear that in spite of use of antibiotics to kill bacteria, each year 3 million people die due to tuberculosis, 3-4 million due to diarrhoea, 1-2 million due to malaria, hepatitis and measles and millions by other diseases throughout the world. Some new bacterial diseases were also reported; for example Helicobacter pylori, the causal agent of gastric ulcer, and E. coli 0157 causing diarrhoea.

Much attention has been paid on bacterial infection stimulated by the growing resistance of bacteria to antibiotics. This has happened at such a time when advances made in microbiology, molecular biology and eukaryotic cell biology are able to give answer of possible questions of infection process.

Cossart (1996) coined the term cellular microbiology by synthesising the three related disciplines (cell biology, molecular biology and microbiology). However, individually cell biology; molecular biology and microbiology are being studied in detail as separate subjects. But cellular microbiology bridges the gap between these two disciplines and provides a current synthesis of the relevant science.

Study of microbiology has advanced the knowledge of immunology that how do bacteria trigger the immune system and T lymphocytes recognise antigen, and how do bacterial exotoxins affect eukaryotic cells. Advances in molecular biology fed back into microbiology.

It is obvious how bacteria produce intercellular signalling molecules to determine cell density? Much advances have been made in the development of techniques in molecular biology, for example 16S rRNA sequencing, in situ expression technology, signature h-tagged mutagenesis, differential display PCR (DD-PCR), yeast two hybrid analysis and phage display.

Note # 7. Microbes in Environmental Microbiology:

Microbes are distributed everywhere ie soil, water and air even they are present deep inside the earth such as deep sea vents. The microbes play an important role in recycling of biological elements such as oxygen, carbon, nitrogen, sulphur and phosphorus.

أنا. Microbes in Biogeochemical Cycles:

Oxygen comprises 70 percent of cell's weight and above 23% oxygen is present in atmosphere which is available to all the microbes. On the other hand, oxygen occurs in mineral deposits as salts of carbonates, silicate, aluminate and other oxides.

About 80% of oxygen is unavailable to biological organisms. Cyanobacteria, heterotrophs and chemolithotrophs use it. Water is a product of aerobic processes hence again remains available for photosynthesis.

About 20% percent earth's carbon is an organic compound, and less that 1 % is in fossil fuel such as petroleum, coal, etc. Carbon is present in the form of CO 2 in the atmosphere. CO 2 is produced during the burning of fossil fuel, biological preparations and microbial decomposition.

Photosynthetic and chemosynthetic microorganisms convert CO 2 into organic carbon. Methane (CH 4 ) is generated anaerobically from CO 2 and H 2 by methanogenic archaea. Soil bacteria and fungi mainly use organic matter present in soil.

Without the cycling action of these microbes, life on this planet would suffer due to non-availability of nutrients essential for life. Microbes through their enzymatic machinery are able to release soluble products, making them available to microbes and plants. The dead remains of plants and animals are decomposed by microbes.

About 78% of N is present in atmosphere while 9-15 percent of a cell's dry weight contains essential cellular element N which contains amino acids, nucleic acid and in some coenzymes. The inorganic forms of nitrogen are interconverted by the metabolic activities of microorganisms, which maintain the natural nitrogen balance.

Nitrogen fixing bacteria reduce nitrogen gas (N 2 ) to ammonia required for plant growth. Some organic nitrogen (amino acid, nucleic acid) is recycled by the process called ammonification. The ammonia produced is either incorporated into biomass or becomes the substrate for nitrification. The aerobic oxidation of ammonia to nitrate (NO 3 – ) is carried out by nitrifying bacteria represented by Nitrosomonas and Nitrosococcus.

ثانيا. Microbes in Pollution Microbiology:

Examination of aquatic environments where eutrophication is actively under way of several fascinating variety of microorganism. Among these would be protozoa, algae and less obvious visually but no less important functionally are non-motile organisms and smaller forms, including fungi, and the bacteria, certain viruses also show their presence if special procedures are adopted for the detection.

Viruses that infect all the biological grouping have a bearing on water pollution problems. Plant and algal viruses may prevent the unrestricted development of the host. It has been suggested that excessive growth of blue-green algae might be controlled by seeding with specific viruses (LPP and AS viruses).

Similarly, bacterial viruses (bacteriophage) may help in controlling the size of bacterial population through the analysis of susceptible groups. Of special interest, the possible role of bacteriophage is the destruction of bacteria pathogenic to man, and bacterial indicators of faecal pollution. On the other hand, bacteria are especially fit to exploit a wide range of environmental opportunities.

Bacteria play an important role in waste decomposition. Some actinomycetes are inhabitant of lake muds, but in general actinomycetes do not seem responsible for the earthy odour so noticeable after ploughing.

Biological sewage treatment and self purification have much in common. Both result in the mineralization of organic pollutants and in the utilisation of dissolved oxygen. Complex microbial associations play an important role in self-purification, and such communities dominate the ecology of treatment plants.

Some organic molecules present in industrial effluents are decomposed readily by a variety of microorganisms, while some compounds appear to resist biological attack completely.

Note # 8. Computer Applications in Microbiology:

Computers can serve a variety of functions in fermentation process control and analysis.

أنا. Optimisation via Computer:

Computers are used in scale up, to store and evaluate fermentation parameters and to measure the effects of individual parameters on the metabolic behaviour of cultures.

ثانيا. Control via Computer:

Computers can control fermentation processes. On-line fermentation control is widely used in the production scale in many companies.

Computer applications in microbiology not yet as widespread as in the chemical industry for several reasons. Sensors suitable for use in sterile systems are not yet reliable enough to take advantage of computer capacity and biosynthesis.

Regulation of metabolite formation is not yet fully understood. The fermentation cost reduction by using computers is difficult to calculate. Thus, in microbiology, computers are used primarily for data acquisition, data analysis and development of fermentation models.

(a) Data acquisition:

Data can be acquired directly at the fermenter with on line-sensors. The information's acquired can be such as pH, temperature, pressure, viscosity, fermenter weight, power uptake, aeration rate and O 2 and CO 2 content in the gas stream. Other data can be obtained from laboratory measurements and fed into the computer off-line, eg biomass concentration nutrient content, metabolite formation.

This information can be entered as raw data and can be converted by the computer to standard units, for example to adjust volumes for a standard temperature, temperature correction data can be used to calculate the true aeration rate for a production system.

An alarm system can be looked up to the data-acquisition system to inform the attendant when deviations from standard value occur. Data about the course of fermentation can be stored, retrieved and printed out and product calculations can be documented.

(b) Data Analysis:

The data entered or measured is used in calculations such as CO 2 formation rate, O 2 uptake rate, respiratory quotient, specific substrate uptake rate, yield coefficient, heat balance, productivity, volume-specific energy uptake, and Reynold's number.

When biomass is not continuously measured, the biomass concentration can be calculated through the O 2 uptake rate. It is assumed that the yield constant and the proportion of O 2 needed for maintenance metabolism are known. The calculations must be adjusted if, for example secondary metabolites are formed or the yield constant changes during the fermentation.

After fermentation at different pH, and temperature levels, “isoproduction and isotime curves” are computed. The fields are given as percentage of the minor production compared with the max- erythromycin titre. Optimal productivity (production/fermentation time) for a given set of operating conditions can be ascertained by this graph.

ثالثا. Software:

A good number of software's are available in the market such as MENTOR by LSLBILAFITTE, MFCSAVin by B. BRAUN BIOTECH, AFS BioComond by New BRUNSWICK SCIENTIFIC which are used in laboratory as well as pilot or industrial scale fermenters. Most of the softwares are supplied by manufacturers of fermenters. Some of the software's are able to detect automatically the configuration of controller in fermenters.

These software's are also used in regulating the dilution rate, calculating the growth rate, interfacing with other devices such as analyses and archiving of data for validation. These software programme loggings are generally written in Basic, Pascal or C languages. But to overcome various difficulties, MS window is being used as a general platform for manufacturing of software programmes for laboratory and NT version for large scale fermenters.

The significance of such devices helps to secure interface between the external programmes based in MS window and real time programme. Several different control approaches have been developed for model-based control strategies and adaptive control; thus it offers more scope for effective control of fermentation processes.

Note # 9. Algae in Microbiology:

The algae comprise a large and heterogeneous assemblage of relatively simple eukaryotes which have little in common except their characteristic oxygen evolving type of photosynthesis. They can be defined as the small autotrophs that fail to show any cellular differentiation and their sex organs are unicellular and if multicellular all cells are fertile.

Although most of the taxonomic groups of algae include multicellular macroscopic organisms that are considered plants and placed under kingdom plantae, there are great many unicellular microscopic forms in majority of such taxonomic groups that fall into the realm of microbiology and are included amongst microorganisms as 'microalgae'.

Algae constitute a very important component of the biosphere by serving as primary producers of organic matter and oxygen, and are of universal occurrence.

They are found in great abundance in fresh water (lake, ponds, streams, etc.) and marine habitats; the fresh water and marine unicellular forms of algae growing as planktons produce huge amount of organic matter and oxygen. About 80% of the earth's oxygen has been estimated to be produced by such planktonic algae.

الطحالب أيضا تحدث في التربة الرطبة والصخور والنباتات ، وحتى في الحيوانات. تنمو بعض الطحالب على الثلج والجليد في المناطق القطبية ، والبعض الآخر في الينابيع الساخنة عند درجات حرارة تصل إلى 90 درجة مئوية. تم العثور على الطحالب أيضا تنمو في endophytically في البروتوزوا ، هيدرا والإسفنج والشعاب المرجانية. على الرغم من أن معظم الطحالب عبارة عن أشكال ضوئية ذاتية التغذية ، غيرية التغذية و holozoic من الطحالب ليست غير شائعة.

ومع ذلك ، فإن السمات المميزة للطحالب هي التالية:

أنا. هم في الغالب من الصور ، أي ، تجميع طعامهم بأنفسهم عن طريق التمثيل الضوئي.

ثانيا. في المقام الأول يسكنون الموائل المائية.

ثالثا. لا يظهر الجسم الخضري أي تمايز في أنظمة الأنسجة المختلفة.

د. لديهم أجهزة جنسية وحيدة الخلية في الغالب دون سترة من الخلايا العقيمة من حولهم. لخلايا السترة ، إن وجدت ، أحرف مختلفة.

v. أنها تظهر تعقيدًا تدريجيًا في التكاثر.

السادس. لا يتطور الجنين بعد اندماج الأمشاج أثناء التكاثر الجنسي.

السابع. أنها تظهر تناوب متميز للأجيال.

ملاحظة رقم 10. الفطريات في علم الأحياء المجهرية:

هناك حوالي مليوني نوع من الكائنات الحية على الأرض ، حيث تشكل الفطريات حوالي 70،000 نوعًا ، وينتظر الكثير منها اكتشافها. يقدر هوكسوورث (1991) أنه على مستوى العالم يوجد حوالي 1.5 مليون نوع من الفطريات.

ويبدو أن التناقض الهائل بين أعداد الأنواع المعروفة من الأنواع المقدر مقابل الفطريات يرتبط بحقيقة وجود عينات غير كافية من الفطريات في كثير من أجزاء العالم ، ولا سيما المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية.

بدأ اهتمام الإنسان بالفطريات مع ملاحظة عيش الغراب الجميل على شكل المظلة والغطاء الطيني على شكل تربة تشكل "حلقات خرافية". كان اليونانيون والرومانيون القدماء ، وبالتأكيد معاصريهم الأقل تحضراً ، مولعين بالكمأة والفطر وكرات النفخ.

أصبح الفطر مثل هذه الأطباق التي كانت هي الغذاء الوحيد الذي أصر على الأثرياء على طهي الطعام بأنفسهم. كانت حالات التسمم العرضي في الفطر معروفة أيضًا لدى الإغريق والرومان القدماء في أوائل عام 500 قبل الميلاد.

كان يطلق على الأعضاء الصالحة للأكل "عيش الغراب" ، في حين كانت تسمى أصناف السام "تادستولس". مصطلح "تادستول" هو تشويه للكلمة الألمانية "تودستول" والتي تعني حرفيا "كرسي الموت".

على الرغم من أن اهتمام الإنسان بالفطريات بدأ منذ آلاف السنين كما هو مذكور أعلاه ، فإن الدراسة المنهجية تجلى قبل بضع مئات من السنين فقط عندما تم تطوير الميكروسكوب. استفادت السلطة الفلسطينية ميشيلي (1679-1737) ، وهي عالمة نبات إيطالي ، من استخدام المجهر بالكامل ، وأجرت دراسة موسعة للفطريات وهياكلها الإنجابية ، ونشرت في عام 1729 أول كتاب حقيقي عن الفطريات يسمى "نوفا جينرا بلانتاروم".

لهذا والمساهمات الأخرى ، حصلت PA Micheli على شرف تسمية مؤسس علم الفطريات. علم الفطريات هو علم الدراسات الفطرية. مصطلح "Mycology" (Gk. mykes = mushroom، logos = discourse) هي كلمة يونانية تعتبر مستمدة من حضارة عظيمة - The Mycenean.

الفطريات هي حقيقيات حقيبتي في كل مكان يجري تنوعا بفضل درجة عالية من القدرة على التكيف في أي موطن يمكن تصوره. أي شيء يمكن أن يتحلل للحصول على الطاقة سيجد بعض الفطريات لاستعماره.

بما أن الفطريات تختلف في الأشكال والسلوك ودورات الحياة تبعا لموائلها المتنوعة ، فمن الصعب تحديد الحدود الدقيقة للفطريات. ومع ذلك ، أعطى علماء الاحياء من الوقت الحالي الخطوط التالية لتحديد الفطريات.

والفطريات هي الكائنات الحية "حقيقية النواة ، وكلوروفيليوس مع طريقة التغذية الاستيعابية ، وحمل بوغ ، وتكاثر عادة جنسيا وجنسيا ، وتحيط عادة بنيات جسدية متفرعة ، متفرعة (تسمى خيوط) بجدران خلوية تحتوي على الكيتين ، السليلوز ، أو كلاهما جنبا إلى جنب مع العديد من الكربوهيدرات المعقدة الأخرى. "

على الرغم من أن الفطر يشترك مع النباتات في حيازة جدار خلوي ، فجوات داخل الخلايا مملوءة بالسائل ، وتدفق الهيستوبوسماض الظاهري للعيان ونقص الحركة ، يتم تحديدها بوضوح من النباتات وغيرها من الكائنات ذاتية التغذية لأن الجسم النباتي ، أو hypha ، لا يتم تمييزه أبداً في الجذعية والجذور والأوراق ، والأهم من ذلك كله ، لا يوجد لديه الأنسجة المتخصصة للنقل الداخلي للمياه والمغذيات.

ومع ذلك ، فيما يلي السمات البارزة للكائنات التي تسمى الفطريات:

أنا. عادة ما يتم تمثيل الجسم النباتي (thallus) بواسطة خيوط تسمى hypha (hyphae)؛ ويشار إلى hyphae معا باسم mycelium (pl. mycelia). Hyphae هي septet أو non-septet.

ثانيا. يتكون جدار الخلية بشكل رئيسي من الكيتين الذي يسمى غالبًا "سليلوز الفطر".

ثالثا. لا يميز الجسم النباتي (thallus) في الجذر والساق والأوراق ، وليس له أنسجة متخصصة للنقل الداخلي للمياه والمغذيات.

د. جميع الفطريات تفتقر إلى الكلوروفيل وبالتالي لا يمكن تصنيع المواد الغذائية الخاصة بها. ويطلق عليهم اسم heterotrophs. قد تكون طفيليات أو رخويات.

v. يتم تخزين الغذاء في شكل الجليكوجين.

السادس. تم العثور على كل من التكاثر اللاجنسي والجنسي. التكاثر اللاجنسي أكثر تواترا.

السابع. يحدث التكاثر اللاجنسي في الغالب عن طريق sporangiospores و conidia (conidiospores).

الثامن. يحدث التكاثر الجنسي عن طريق antheridia و oogonia أو ascogonia. لم يتم العثور على الأعضاء التناسلية المميزة في بعض ascomycetes وتقريبا كل basidiomycetes. اكتمال الجنس عن طريق الانصمام.

التاسع. جميع الفطريات لها معدتها خارج الجسم ، أي أنها تتمتع بالهضم خارج الخلية للمواد الغذائية.

ملاحظة رقم 11. البكتيريا في علم الأحياء الدقيقة:

البكتيريا هي مجموعة من الكائنات بدائية النواة أو monera التي تتميز بجدار peptidoglycan ، وهو دنا مضغوط ولكن عارية مع embosomed المرفقة والغذاء الاحتياطي مصنوعة من الجليكوجين والدهون. اكتشفت Leeuwenhoek البكتيريا في عام 1676.

لديهم الصفات التالية (الشكل 2.9):

أنا. شكل أحادي الخلية بشكل أساسي.

ثانيا. جدار الخلية ببتيدوجليكان.

ثالثا. تغطية الصمغ.

د. تنظيم بدائية النواة مع الحمض النووي دائرية عارية مطوية لتشكيل nucleoid.

v. النويدة تعلق على بنية غشائية تسمى embosomed بواسطة شوكة على شكل Y.

السادس. ساب الفجوات غائبة. بدلا من ذلك ، تحدث فجوات الغاز في عدد من الحالات.

السابع. غشاء عضيات الخلية المغطاة ، بما في ذلك الشبكة الإندوبلازمية ، غائبة.

الثامن. الريبوسوم هي 70S في الطبيعة.

التاسع. الانشطار الثنائي هو طريقة الضرب.

س. التغذية المتنوعة بما في ذلك التغذية بالبخار ، والمفرط للذعر ، والطفيليات ، والكيميوتوتروفيك. تمتلك الأشكال ذاتية التغذية ضوئيًا مادة bateriochlorophyll بدلاً من الكلوروفيل النموذجي.

الحادي عشر. Flagella ، إذا كانت موجودة ، هي واحدة تقطعت بهم السبل. وهي مصنوعة من البروتين المسمى فلاغلين.

البكتيرية تعيش في التربة ، والجداول ، والغذاء ، وفينا ، وفي جميع الأماكن الصالحة للسكن (وبعض المواقع التي تبدو قابلة للسكن) على الأرض. يمكنهم استخدام النبيذ واللبن وسماد الحديقة ، وبدونهم لم نتمكن حتى من هضم طعامنا.

جميع النيتروجين سيضيع في النهاية في الغلاف الجوي بدونها. تستخدم البكتيريا بشكل متزايد كأدوات بحثية وفي التكنولوجيا الحيوية ، وتزودنا بالحمض النووي المؤتلف والإنزيمات والعقاقير المصممة. ونحن نستخدمها بشكل متزايد للتخلص من النفايات السامة.

يمكن للبكتيريا أيضا أن تجعلك تنفث رائحة كريهة ، تعفن أسنانك ، تسد رئتيك ، تعطيك انتقام مونتيزوما ، وتقتلك إذا لم تكن (أو طبيبك) حذرة. كنت قد سمعت من دون شك من الإشريكية القولونية المسببة للأمراض ، و "البكتيريا الأكل لحم". ربما كنت قد سمعت أيضا عن عدد متزايد من حالات السل المقاوم للمضادات الحيوية وغيرها من الأمراض ذات المنشأ البكتيري.

علم الأحياء الدقيقة لديه بعض السنوات المثيرة (ربما حتى مخيفة) قبل ذلك. يشمل هذا الحقل دراسة الفيروسات والبكتيريا والفطريات والحاميات ، ولكن هناك الكثير للقيام به فقط لدراسة البكتيريا.

البكتيريا موجودة في كل مكان ، وهي ذات أهمية كبرى لعلماء البيولوجيا ، والأطباء ، وعلماء البيئة ، وإعداد الطعام ، وشرائح المشروبات ، ناهيك عن بقيتنا الذين عانوا من العدوى البكتيرية في وقت أو آخر.

البكتيريا هي الكائنات الدقيقة الأكثر وفرة. حفنة من التربة قد تحتوي على مئات وآلاف منهم. وهي موجودة في كل مكان في كل الأماكن التي توجد فيها المواد العضوية - في الماء والهواء والتربة وداخل وداخل أجسام الكائنات الحية المختلفة. يمكنهم تحمل بيئات متطرفة مثل الينابيع الساخنة ، والمياه المتجمدة ، والصحاري ، والمحيطات العميقة ، والظروف الحمضية والقلوية والملحية.

الأنشطة الضارة بالبكتيريا:

أنا. تلف الطعام:

تتسبب البكتيريا اللاذعة في تعفن الخضراوات والفواكه واللحوم والخبز وتلف الحليب والجبن والزبدة وتلف المربى والهلام والمخللات.

ثانيا. تسمم غذائي:

يحدث البوتقة بسبب بكتيرة اللاهوائي Clostridium botulinum (= C. perfringens). تصيب البكتيريا الطعام المعلب. يحدث التسمم الغذائي الشائع بسبب المكورات العنقودية الذهبية. يصاحب التسمم الإسهال والقيء. آخر هو داء السلمونيلات الذي ينتج عادة عن تناول اللحوم الملوثة. البكتيريا المسببة لهذا النوع من التسمم هي Salmonella enteridis و S. typhimurium.

ثالثا. تدهور المواد المحلية:

Spirochaete cytophaga يتدهور ألياف القطن والجلود والمواد الخشبية.

د. تدمير البنسلين:

العصوية brevis تدمر البنسلين.

خامسا - إزالة النتروجين من التربة:

Thiobacillus denitrificans و Micrococcus denitrificans تحويل نترات التربة إلى غاز النيتروجين.

السادس. إزالة الكبريت من التربة:

Desulfuribrio desulfuricans يغير sulphates التربة إلى H 2 S.

السابع. الأمراض:

أكثر من 90 ٪ من الأمراض البشرية والحيوانية تنتج عن البكتيريا ، وأكثر من 40 ٪ من الأمراض النباتية ترجع إليها.

ملاحظة # 12.الفيروس في علم الأحياء الدقيقة:

منذ أن تطورت الخلايا الحية أولاً ، تم العثور على الفيروسات أينما وجدت الحياة. لا يُعرف أصل الفيروسات لأنها لا تشكل أحافير. لذلك ، يتم استخدام التقنيات الجزيئية للتحقيق في أصلها. هذه التقنيات تعتمد على توافر الحمض النووي الفيروسي القديم أو الحمض النووي الريبي. ولكن لسوء الحظ ، فإن معظم الفيروسات التي تم حفظها وتخزينها في المختبرات عمرها أقل من 90 عامًا.

الفيروس هو طفيل على جميع أنواع الكائنات الحية. فهي تصيب الحيوانات والنباتات والبكتيريا والطحالب والحشرات ، وما إلى ذلك. حتى الآن ، تكون الطبيعة الدقيقة للفيروسات غامضة سواء كانت كائنات حية أو غير حية. إذا نظرنا إلى الحياة ، فهي مجموعة معقدة من العمليات تجري من خلال عمل البروتينات التي يحكمها الحمض النووي.

إن الحمض النووي للكائنات الحية فعال في كل الأوقات. خارج الخلية الحية ، تبقى الفيروسات غير نشطة. لذلك ، لا يمكن أن يقال أنها كائن حي. بالإضافة إلى ذلك ، إذا نظرنا إلى الأمراض التي تسببها ، فإنها تعمل كممرض ضد البكتيريا والفطريات والأوليات ، وما إلى ذلك. ومن هذه الزاوية ، يمكن اعتبار الفيروسات كائنات حية بسيطة بشكل استثنائي أو كتجمع معقد بشكل استثنائي أو مواد كيميائية غير حية.

ثم كيف يمكن تعريف الفيروس؟ وهي طفيلية صغيرة خاصة قابلة للفلترة وتلتف داخل الخلايا وتحتاج إلى مضيف حي لتكاثرها. وقد حدد Lwoff (1957) أن "الفيروسات معدية ، و nucleoprotein ممرضة محتملة بنوع واحد فقط من الأحماض النووية التي تتكاثر من موادها الوراثية غير قادرة على النمو والانقسام ، وخالية من الإنزيمات".

وقد حدد لونا ودارنتيل (1968) أن "الفيروسات هي كيانات ، جينوم كامل منها عنصر من عناصر الحمض النووي الذي يتكاثر داخل الخلايا الحية باستخدام الماكينة الخلوية الاصطناعية ويتسبب في تخليق عناصر متخصصة يمكنها نقل الجينوم الفيروسي إلى خلية أخرى" .

بينما يتم تحديد تعريف الفيروسات الكائنات الدقيقة على أساس بعض الأحرف كما هو موضح أدناه من قبل Lwoff و Tournier (1962):

أنا. كلهم معديون ،

ثانيا. وجود حمض نووي واحد

ثالثا. عدم القدرة على نمو المادة الوراثية فقط ،

د. التكاثر من المادة الوراثية فقط ،

v. غياب الإنزيمات من أجل استقلاب الطاقة (نظام ليبمان) ،

السادس. غياب الريبوسومات ،

السابع. غياب المعلومات لإنتاج الإنزيمات في دورة الطاقة ،

الثامن. غياب المعلومات لتركيب البروتينات الريبوسومية ،

التاسع. عدم وجود معلومات لتركيب الحمض النووي الريبي الريبوزي وحمض الريبوزي النووي القابل للذوبان.

ملاحظة رقم 13. أجهزة علم الأحياء الدقيقة:

أنا. المجهر:

استخدم زوكاريا يانسن (1590) ، وهو متخصص هولندي في مجال التصوير ، العدسة الثانية ، وبالتالي تم تكبير الصورة التي تشكلت من العدسة الأولية بدرجة كبيرة من 50 إلى 100 X. وهذا هو المبدأ الأساسي الذي يستند عليه مجهر المركب المركب.

في عام 1610 اخترع جاليليو بعض "المجهر المحسن". صنع روبرت هوك (1635- 1703) واستخدم المجهر المركب في 1660s ونشر كتابًا بعنوان "Micrographia". كان أعلى التكبير 200 x لكنه لم يلاحظ البكتيريا.

اكتشف معاصر هوكي ، المسمى أنتوني فان ليوينهوك (1632-1723) كائنات حية أحادية الخلية ، ذات حياة مستقلة أطلق عليها اسم "animalcules". من الواضح ، أنها بروتوزوا وبكتيريا. وبفضل هذا الإنجاز ، كان يطلق عليه "أبو علم الأحياء المجهرية". مهنيا كان Leeuwenhoek تاجر الكتان. خلال فترة وجوده كان يصنع عدسات دقيقة وبسيطة ولكنها قوية.

كانت هذه الأدوات عبارة عن عدسات مكبرة بسيطة ، تتكون عمومًا من عدسة صغيرة ، مفردة ، ثنائية التحدب ، عدسات كروية تقريبًا ، ولكنها أعطت تكبيرًا لحوالي 300 X. تم تحديد حجم الأشياء التي فحصها بالمقارنة.

ولهذا الغرض ، كان يستخدم في بعض الأحيان حبيبات الرمل ، وبذور الدخن ، أو الخردل ، أو كريات الدم ، إلخ. وبصورة عامة ، قام بعمل 419 عدسة ، بعضها مثبت بالذهب بينما معظمها في النحاس. طورت C. Huygens قطعتين من العدسات العينية ، في حين طورت Abber (1840-1905) أهداف apchromatic ومكثف مرحلة فرعية.

و apochromatic هي تلك التي هي خالية نسبيا من الانحرافات اللونية وكروية. وقد لوحظ الاستخدام المهني للمجهر المركب بعد عام 1820. إن إجمالي التكبير الناتج عن الأهداف الموصلية والعينية معا ، هو نتاج اثنين من التكبير. بالإضافة إلى التكبير ، ومع ذلك ، القرار هو القدرة على التمييز بين نقطتين متجاورتين منفصلتين.

ثانيا . قياس الألوان:

تتضمن معظم التجارب البيوكيميائية قياس مركب أو مجموعة من المركبات الموجودة في خليط معقد. من المحتمل أن تكون الطريقة الأكثر استخدامًا لتحديد تركيز المركبات البيوكيميائية هي قياس الألوان ، والتي تستخدم ذلك عندما يمر الضوء الأبيض من خلال محلول ملون ، يتم امتصاص بعض الأطوال الموجية أكثر من غيرها (الشكل 35.6).

لا يتم تلوين العديد من المركبات ، ولكن يمكن تحويلها إلى مركبات ملونة. لا يتم تلوين بعض منها حتى بعد التحويل ، ولكن يمكن جعلها تمتص الضوء في المنطقة المرئية عن طريق التفاعل مع الكواشف المناسبة. غالباً ما تكون هذه التفاعلات محددة وحساسة جداً في معظم الحالات ، بحيث يمكن قياس كميات المواد في منطقة ميليمول لكل تركيز لتر.

الميزة الرئيسية هي أن العزل الكامل للمركب ليس ضروريًا ويمكن تحديد مكونات مزيج معقد مثل الدم بعد قليل من العلاج. كما نوقش أدناه فإن عمق اللون يتناسب مع تركيز كمية الضوء الممتصة تتناسب مع شدة اللون وبالتالي إلى التركيز. هناك نوعان من القوانين التي يقوم عليها مبدأ قياس الألوان.

ا. قانون لامبرت:

عندما يمر شعاع من ضوء أحادي اللون عبر وسط ماص ، تقل شدته بشكل كبير كلما زاد طول الامتصاص المتوسط.

ب. قانون البيرة:

عندما يمر شعاع الضوء الأحادي اللون عبر وسط ماصّ ، تنخفض شدته بشكل كبير مع زيادة تركيز وسط الامتصاص.

ويسمى هذان القانونان معاً قانون لامبرت-بير (شكل 35.6).

حدود قانون لامبرت بير

بسبب زيادة تركيز المحلول ، يتم في بعض الأحيان الحصول على قطعة غير خطية. قد يكون ذلك نتيجة للأسباب التالية: (أ) يجب تضييق الضوء ، ويفضل أن يكون أحادي اللون ، (ب) يجب أن يكون طول الموجة من الضوء المستخدم في أقصى حد من المحلول.

وهذا أيضا يعطي حساسية أكبر ، (ج) يجب ألا يكون هناك أي تأين ، أو ارتباط ، أو تفكك أو انحلال للمذاب مع التركيز أو الوقت ، (د) يتركز المحلول أكثر من اللازم لإعطاء لون شديد.

مقياس الألوان الكهروضوئي:

وترد الترتيبات الأساسية من مقياس الألوان نموذجي في الشكل 35.7. في هذه الآلة ، عندما يمر الضوء الأبيض من مصباح tungston عبر فتحة ، ثم عدسة مكثف ، لإعطاء حزمة موازية تقع على المحلول قيد البحث في خلية امتصاص أو كفيت. وهي مصنوعة من الزجاج مع الجانبين التي تواجه شعاع قطع موازية لبعضها البعض. عموما ، عينات الخلايا هي 1 سم مربع ، وسوف تعقد 3 مل السائل.

يتبع خلية الامتصاص من قبل مرشح ، والذي يسمح بنقل الحد الأقصى من اللون استيعابها بعد الاختيار. إذا كان هناك حل أزرق قيد الفحص ، يتم امتصاص اللون الأحمر ويتم تحديد مرشح أحمر. لذلك ، يكون لون المرشح مكملاً للون الحل قيد الدراسة. في بعض الأدوات ، يوجد الفلتر قبل خلية الامتصاص.

تعطي المرشحات نطاقات إرسال ضيقة ، وبالتالي تقريبية للضوء أحادي اللون. بعد ذلك ، يقع الضوء على كهروضوئية تولد تيارًا كهربائيًا وتكون نسبة مباشرة لشدة الضوء الساقط عليه.

تزداد قوة الإشارة الكهربائية من خلال المضخم ، وتنتقل الإشارة المضخمة إلى مقياس الجلفانومتر ، الذي يتم معايرته بمقياس لوغاريتمي وذلك لإعطاء قراءات الامتصاص مباشرة في هذه الأنظمة ، يتم أولاً وضع المحلول الفارغ في مقياس الألوان والجلفانومتر يتم ضبطه إلى صفر الانقراض ، والذي يتبعه محلول الاختبار ويتم قراءة الانقراض مباشرة الآن ، والطريقة الأفضل هي تقسيم الحزمة الضوئية ، المرور خلال العينة والأخرى من خلال الفراغ.

بعد هذا التوازن ، تعطي الدائرتان انحرافًا صفريًا على الجلفانومتر. يتم تحديد الانقراض من قراءة مقياس الجهد الذي يوازن الدائرة.

ثالثا. تقنية التتبع:

تُستخدم النظائر كمقاييس لتتبع مسار الأحداث. هذه النظائر مستقرة ( 2 ساعة ، 15 نيوتن ، 18 يا ، الخ) أو غير مستقرة ( 3 ساعات ، 14 درجة مئوية ، 32 درجة فهرنهايت ، 35 ثانية). هذا الأخير يصدر إشعاعات مؤينة مثل جسيمات ألفا ، جسيمات، ، أشعة Ƴ. يمكن الكشف عن الأشعة السينية وما إلى ذلك بسهولة بواسطة الآلات (عداد غايغر مولر ، إلخ) الذي يمكنه الكشف عن التأين للوسط الذي تمر من خلاله. يحتاج الجهاز السابق إلى أدوات مثل مطياف الكتلة الذي يفصل بينه وبين حقل مغناطيسي قوي نظيرًا ثقيلًا من نظير أخف.

جسيمات ألفا هي نوى الهيليوم ثقيلة ، وبالتالي ، لا يمكنها اختراق مسافات طويلة ، لكنها مؤينة بقوة. جسيمات are هي أخف بكثير ومسافات السفر اعتمادا على طاقتها. والأشعة السينية والأشعة السينية أكثر اختراقًا. وتتحرر النظائر غير المستقرة بشكل كبير إلى أشكال مستقرة ويعرف الوقت الذي يستغرقه نصف الاضمحلال بنصف عمر النظائر المشعة.

وهكذا فإن 13 N يبلغ عمر النصف 10.5 دقيقة ، و 32 P ، و 13.8 يومًا ، و 35 S ، و 85 يومًا. 3 ساعات ، 10 سنوات و 14 سنة ، 5688 سنة. 3 H تصدر أشعة Y ضعيفة (0.018 Mev) و 14 C (0.156 Mev) و 32 P ، و 1.6 MeV (1Mev = 1 مليون EV) تصدر أشعة قوية. طاقة الإشعاع ، نصف عمر النظير ، الذوبانية والدور الأيضي لمركباته هي العوامل الرئيسية التي تحدد مدى المخاطر الصحية للنظير المشع.

مع الاحتياطات المناسبة يمكن التعامل مع النظائر المشعة ومعالجتها وكشفها وقياسها بدون أي مخاطر أو مخاطر. ويمكن أيضا تتبع حركة عنصر مشع في المجمع عن طريق التصوير الشعاعي التلقائي.

عندما تضرب الجسيمات النشطة المنبعثة من نظير مشعة مادة متألقة مثل Nal، ZnS، anthracene، إلخ يتم طرد الفوتونات؛ تتفاعل هذه الفوتونات مع هاليدات الفضة الموجودة في المستحلب الفوتوغرافي وتنتج البقع السوداء كما في التصوير التقليدي. يتبع هذا المبدأ أيضا في العد التلألؤي.

وحدة النشاط النسبي هي كوري أو Bequerel المسمى بعد المكتشف. واحد كوري (Ci) يعادل 3.7 × 10 10 تفكك في الثانية. واحد Bequerel (Bq) هو 10 10 dps. عندما تؤخذ التهم تحت شروط متطابقة يمكن حساب النشاط في curies مباشرة بالرجوع إلى معيار.

العمل مع النظائر المشعة ينطوي على مخاطر صحية كبيرة ، ما لم يتم اتخاذ الاحتياطات الكافية. يجب أخذ أعداد الدم بشكل دوري ويجب دائمًا ارتداء شارات الأفلام عند التعامل مع النظائر المشعة. لا يجوز تحت أي ظرف من الظروف أن تلامس المواد المشعة أي جزء من الجسم.

يجب الحرص على عدم استنشاق أي غاز مشع. لا ينبغي لأحد أن يأكل أو يشرب أو يدخن في مختبر النظائر المشعة. يجب على المرء التعامل مع النظائر المشعة ، وخاصة البقايا like مثل 32 p أو α-emitters مثل 60 CO على بعد مسافة من المصدر. عادة ما تستخدم كميات CI في الدراسات البيولوجية وهذه أقل خطورة.

لا ينبغي أبدا غسل الغسيل أسفل بالوعة. ينبغي تجفيفها داخل غطاء محرك السيارة وحفظها في صندوق للحفاظ على هذا الغرض. يجب أن تدفن محتويات سلة النفايات تحت الأرض في مكان آمن أو إرسالها إلى مركز بهابها للأبحاث الذرية ، بومباي.

ﯾﻧﺑﻐﻲ ﻣراﻗﺑﺔ اﻷﯾدي واﻟﻣراﺣل وأﻋﺿﺎء اﻟﺟداول وﻣﺎ إﻟﯽ ذﻟك ﺑﺻورة ﻣﻧﺗظﻣﺔ وإزاﻟﺔ اﻟﺗﻟﻘﯾم ، إذا ﻟزم اﻷﻣر. الصداع ، والدوخة ، وتعداد الدم غير الطبيعي ، وما هي مؤشرات على مرض الإشعاع. يجب إيقاف العمل واستشارة الأطباء في مثل هذه الحالات.

تحضير العينات لإجراء القياس الإشعاعي:

(أ) نقل 0.1 مل من المادة المشعة في محلول الصفائح. السماح لها بالانتشار. إضافة بضع قطرات من الماء المقطر أو الإيثانول (إذا كانت المادة قابلة للذوبان في الماء أو الكحول) ووضعها تحت مصباح تسخين على مسافة لا يحدث فيها أي تناثر.

(ب) ضع اللحم داخل أطباق بتري ، بارد والعد.

للحصول على عينات الصلبة:

(أ) قم بوزن الباحة الفارغة.

(ب) ينقل المسحوق الناعم مع ملعقة بعناية إلى اللوح ويمتد لتغطية السطح بأكمله. قم برأس السطح بلطف حتى يبدو سلسًا.

(ج) يزن البطانة مع المسحوق. ملخص الوزن الأولي لل planchet. إذا تجاوز الفرق الحد الأدنى لسمك التشبع ، خذ التهم. إذا لم يكن من الضروري إدخال المزيد من المسحوق وأعدت العينة مرة أخرى.

د. اللوني:

حدد Tswett (1903) الفصل اللوني كعملية فصل المواد الملونة ولكن الآن في الأيام يتم تنفيذها على خليط من المواد الملونة بما في ذلك الغازات.

السمة المشتركة لجميع أساليب اللوني هو استخدام مرحلتين:

(أ) مرحلة ثابتة

(ب) المرحلة المتنقلة.

يعتمد فصل المادة الملونة على المرحلتين. على أساس طبيعة المرحلة الثابتة ، يتم إعطاء التصنيف أدناه:

إذا كانت المرحلة الثابتة صلبة ، تسمى العملية بالامتزاز بينما الطور المتحرك سائل يسمى الفصل الكروماتوغرافي. قد تكون المرحلة المتنقلة إما سائلة أو غازية.

على أساس المرحلة الثابتة والمتحركة ، نظام اللوني هو من أربعة أنواع:

(أ) سائل - صلب (على سبيل المثال ، كروماتوغرافيا الامتزاز الكلاسيكي ، TLC والتبادل الأيوني)

(ب) الغازات الصلبة (مثل اللوني للغاز الصلب)

(ج) السائل السائل (مثل اللوني الفصل التقليدي ، اللوني اللوني)

(د) الغازات السائلة (مثل اللوني بالغازات السائلة ، اللوني الشعري الشعري)

التصنيف حسب الطرق:

يعتمد التصنيف على مراحل (صلبة أو سائلة) تسمى الإمتصاص والتقسيم. قد تحتوي مرحلة الامتزاز على طور متحرك في صورة سائلة أو غازية. وبالمثل ، يحتوي الفصل الكروماتوجرافي السائل على طور متحرك سائل أو شكل غازي من الطور المتحرك يدعى التحليل الكروماتوجرافي السائل السائل و كروماتوجرافي الغاز السائل على التوالي.

تعتمد جميع عمليات الفصل بفصل اللوني على حقيقة أن المواد المراد فصلها توزع نفسها بين الطور المتحرك والمراحل الثابتة بنسب تختلف من مادة إلى أخرى. الطريقة التي يتم بها توزيع المواد هي الأكثر ملاءمة للمناقشة من خلال الإشارة إلى "isotherm الامتصاص".

إقصاء سوربرم:

وتعتمد كمية مادة معينة مأخوذة "مضطربة" بواسطة الطور الثابت على التركيز هو الطور المتحرك. المنحنى الذي تم الحصول عليه بتآمر الكمية المضطربة ضد التركيز عند درجة حرارة ثابتة ، هو "isotherm الامتصاص".

شكل isotherm هو واحد من أهم العوامل التي تحكم السلوك اللوني. يشمل مصطلح "امتزاز" الامتصاص الذي يشير إلى الزيادة في التركيز عند السطح البيني بين الطور المتحرك والثابت (ثابت) ، بينما الامتصاص هو انحلال مادة من طور متحرك إلى الطور الثابت السائل.

v. Electro Focussing:

هذا هو أحدث تقنية للفصل أو البروتين أو يمكنك التعبير عن ذلك بأنه "الرحلان الكهربي في تدرج pH". تهاجر البروتينات في حقل كهربائي ، ولكن عندما تصل إلى نقطة يكون فيها الرقم الهيدروجيني هو نفس نقطة تساويها ، يتم منع حركتها الأخرى. وهذا ما يسمى بالتركيز الكهربائي ، لأن البروتين قد ركز على نقطة نظيره الأيونية.