X
تبلیغات
دنیای میکروب ها - فيزيولوژي و ژنتيك باكتري ها


Free Download : Microbial animation

 براي دانلود بر روي لينك هاي زير كليك نمائيد.

Bacterial growth

Conjugation

Dichotomous keys

DNA replication

Electron transport

Enzyme substrate

Glycolysis

Horizontal gene transfer

Krebs

Membrane transport

Metabolism

Microscopy

Mutations

Operons

PCR

Photosynthesis

Transcription

Translation

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه 10 فروردین1391ساعت 20:40  توسط رضائیان - شاه ایلی  | 

 


Agenetic approach to the study of spore formation in B. subtilis has involved the isolation of mutants that suffer a block in the sporulation process.

The premise was that the mutations would identify genes that encode structural components of the endospore or important regulatory factors that govern the expression of genes that function specifically in differentiation

The mutations have been categorized according to the stage at which the sporulation process stops in the mutant cells.

Thus mutations of the spoD group (spoDA. spoDB,etc.) block the onset of sporulation, or before the sporulation septum is formed. The spoil mutant cells form the sporulation septum, but proceed no further.

Cortex formation is blocked in the spolll mutants, although the prespore protoplast is observed. Mutations that block post-engulfment events are not as easily classified. In general. the spolV mutants contain an endospore with an incomplete cortex and no spore coat.

spoV mutants have an incomplete spore coat, although the cortex appears normal. The spoVI mutants appear to have completed endospore formation, but lack the characteristic resistance properties of the mature spore (i.e., they are still sensitive to heat, chloroform. and/or lysozyme).

The formation of endospore involves events that occur in two separate cellular compartments. In the compartment that will become the spore, a set of prespore-specific genes is expressed . For example. the ssp genes, which encode the small acid-soluble proteins that bind to the spore chromosomal DNA, are expressed exclusively in the developing prespore.

The cot genes. which encode the spore coat proteins that are deposited around the outside of the spore, are expressed in the mother cell.

However, the influence of some prespore-specific and mother-cell-specific genes is not confined to events that occur within a single cellular compartment. There are genes that serve a regulatory function by exerting their control across the prespore/mother cell boundary.

Thus. intercompartmental communication is an essential part of the sporulation process, just as intercellular signals serve to regulate development in higher organisms.
+ نوشته شده در  چهارشنبه 8 اردیبهشت1389ساعت 10:53  توسط رضائیان - شاه ایلی  | 

 


In most cases : a protein that is specialized for folding/stabilization or direction of a (typically newly synthesized) protein. A chaperone may bind to a nascent protein either co-translationally or following translation. Although most chaperones are proteins, a membrane lipid acts as a chaperone for the LacY protein in Escherichia coli.

A continuing challenge for biochemists is to unravel the processes required to convert the one-dimensional information encoded within genes (i.e., an amino acid sequence) into three-dimensional protein structures that contain biochemical activity. Historically, protein biogenesis was thought to involve only spontaneous folding of polypeptide domains.

We now realize that the process is more complex than previously envisioned. Most, if not all, proteins in the living cell require assistance to fold properly. This assistance comes from proteins that are not final components of the assembled product. These “foldases” are called chaperones (or chaperonins, depending on their structure).

The proposed function of chaperone proteins is to assist polypeptides to selfassemble by inhibiting alternative assembling pathways that produce nonfunctional structures. During protein synthesis, for example, the amino-terminal region of each polypeptide is made before the carboxy-terminal region. The chance of incorrect folding of a nascent polypeptide is reduced through interaction with chaperones.

Another process in which chaperones can be invaluable is protein secretion or translocation. Proteins that cross membranes do so in an unfolded or partially folded state. Often they are synthesized by cytosolic ribosomes and must be prevented from folding into a translocation-incompetent state. Cells also take advantage of chaperonins when faced with an environmental stress that will denature proteins into inactive forms that aggregate.

To protect against such stresses, cells accumulate proteins that prevent the production of these aggregates or unscramble the aggregates so that they can correctly reassemble .

+ نوشته شده در  چهارشنبه 1 اردیبهشت1389ساعت 8:30  توسط رضائیان - شاه ایلی 

 

 ميکروسکوپ  نوري 

            قدرت  تفکيک  ميکروسکوپ  نوري  در شرايط  ايده آل  تقريباً برابر با نصف  طول  موج  نور مرئي  استفاده  شده  مي باشد. ( قدرت  تفکيک   ، فاصله  بين  دو منبع  نوراني  نقطه اي  است  که  در آن  فاصله ، به  صورت  دو تصوير مجزا مشاهده  مي شوند.) با نور زرد با طول  موج  4/0 ميکرون ، کمترين  فاصله  قابل تمايز حدود 2/0 ميکرون  مي باشد. بزرگنمايي  مفيد يک  ميکروسکوپ  به  بزرگنمايي  گفته  مي شود که  کوچکترين  ذرات  قابل تفکيک  را قابل مشاهده  مي سازد. ميکروسکوپ هاي  مورد استفاده  در باکتريولوژي  معمولاً از يک  عدسي  شيئي  با قدرت  90 برابر و يک  عدسي  چشمي  با قدرت  10 برابر استفاده  مي کنند و بنابراين  نمونه  را 900 برابر بزرگ  مي کنند. بنابراين ذرات با قطر  2/0 ميکرون  تا حدود  mm 2/0 بزرگ  مي شوند و کاملاً قابل مشاهده  خواهند گرديد. بزرگنمايي  بيشتر، قدرت  تفکيک  جزئيات  را بيشتر نخواهد کرد و ميدان  ديد را کاهش  خواهد داد.

          براي  افزايش  قدرت  تفکيک  تنها مي توان  از نور داراي  طول  موج  کوتاه تر، حدود 2/0 ميکرون ، استفاده  نمود و بنابراين  مي توان  ذرات  تا قطر 1/0 ميکرون  را به صورت  مجزا مشاهده  نمود. اين  چنين  ميکروسکوپهايي  داراي  عدسي هايي  از جنس  کوارتز و سيستم هاي  عکسبرداري  هستند و براي  استفاده  عمومي  بسيار گران  و پيچيده  هستند.

 

 ميکروسکوپ  الکتروني

            قدرت  تفکيک  بالاي  ميکروسکوپ  الکتروني ، محققين  را قادر ساخته  است  که  جزئيات  ساختمانهاي  سلولهاي  پروکاريوتي  و يوکاريوتي  را مشاهده  کنند. قدرت  تفکيک  بالاتر ميکروسکوپ  الکتروني  به  علت  اين  واقعيت  است  که  طول  موج  الکترون  نسبت  به  فوتون هاي  نور مرئي  بسيار کوتاهتر است .

          دو نوع  ميکروسکوپ  الکتروني  براي  مصرف  عمومي  وجود دارد: ميکروسکوپ  الکتروني  انتقالي   (TEM)  که  بسياري  از ويژگيهاي  آن  مشابه  ميکروسکوپ  نوري  مي باشد، و ميکروسکوپ  الکتروني  اسکنينگ  SEM

  TEMاولين  نوع  ميکروسکوپ  الکتروني  بود که  طراحي  گرديد و پرتوي  از الکترونها را که  به  وسيله  يک  تفنگ  الکتروني  پرتاب  مي شود، مورد استفاده  قرار مي دهد. اين  پرتوي  الکترونها به  وسيله  عدسي هاي  الکترومغناطيسي  متراکم کننده  بر روي  يک  نمونه  نازک ، هدايت  و متمرکز مي شوند. الکترونها پس  از برخورد به  نمونه ، بسته  به  تعداد و تراکم  اتمهاي  موجود در نمونه  پخش  مي شوند. بعضي  از الکترونها از نمونه  عبور مي کنند و به  وسيله  عدسي هاي  شيئي  الکترومغناطيسي  جمع آوري  و متمرکز مي شوند تا تصويري  از نمونه  به  سيستم  عدسي  تصويرگر براي  بزرگنمايي  بيشتر ارسال گردد. با برخورد الکترونها به صفحه فلوئورسنت ، تصوير قابل مشاهده مي گردد. تصوير را مي توان  بر روي  فيلم  عکاسي  ضبط  نمود.  TEM  مي تواند ذرات  با قطر 001/0 ميکرون  را به  صورت  متمايز نشان  دهد. ويروسها با قطر 01/0 تا 2/0 ميکرون ، به  راحتي  با اين  ميکروسکوپ  ديده  مي شوند.

 

         SEM  نسبت  به   TEM  قدرت  تفکيک  کمتري  دارد اما اين  ميکروسکوپ  بخصوص  براي  تهيه  تصاوير سه بعدي  از سطح  ذرات  ميکروسکوپي  مفيد است . الکترونها به  وسيله  عدسي هايي  روي  يک  نقطه  بسيار ظريف  متمرکز مي شوند. واکنش  متقابل  الکترونها با نمونه  باعث  رهاشدن  انواع  تشعشعات  (مثلاً الکترونهاي  ثانويه ) از سطح  ماده  مي گردد، که  به  وسيله  شناساگر و تقويت کننده  مناسب  مي توان  آن  را جذب  نموده ، بر روي  يک  صفحه  نمايشگر، تصوير آن  را مشاهده  نمود.

          يک  تکنيک  مهم  در ميکروسکوپ  الکتروني ، استفاده  از سايه زدن مي باشد. در اين  روش  با قرار دادن  نمونه  در مسير يک  پرتو از يونهاي  فلزي  در محيط  خلأ، يک  لايه  نازک  از فلزي  سنگين  (مانند پلاتين ) را بر روي  نمونه  رسوب  مي دهند. پرتو با زاويه  کمي  نسبت  به  سطح  نمونه  تابانيده  مي شود، بنابراين  باعث  به  وجود آمدن  سايه  به  شکل  ناحيه  پوشيده  نشده  در سطح  ديگر مي شود. سپس  هنگامي  که  پرتو الکترون  از نمونه  پوشيده  شده  عبور داده  مي شود، از تصوير منفي ، يک  اثر مثبت  ايجاد مي شود و يک  تصوير سه بعدي  بدست  مي آيد.

          ساير تکنيک هاي  مهم  در ميکروسکوپ  الکتروني  عبارت اند از: استفاده  از مقاطع  بسيار نازک  از مواد، استفاده  از يک  روش  منجمد کردن  خشک  که  از تغيير شکل  نمونه ها که  در روشهاي  خشک  کردن  معمولي  روي  مي دهد، جلوگيري  مي کند، استفاده  از رنگ آميزي  منفي  با يک  ماده  متراکم  در برابر الکترون مانند اسيدفسفوتنگسيک يا نمک هاي اورانيوم . بدون استفاده از اين نمک هاي  فلزات  سنگين ، وضوح  کافي  براي  شناسايي  جزئيات  نمونه  وجود نخواهد داشت .

 

  روشنايي  زمينه  تاريک 

            اين  روش  به  وسيله  همان  نوع  ميکروسکوپي  که  ميدان  ديد روشن  دارد، انجام  مي شود. با استفاده  از يک  کاندنسر خاص  که  پرتوهاي  نور مستقيم  را مسدود کرده  و نور را از طريق  يک  آينه  روي  سطح  طرفي  کاندنسر، با زاويه  مايل  به  نمونه  مي تاباند، مي توان  ميکروسکوپ  ميدان  تاريک  تهيه  نمود. با اين  روش  يک  ميدان  تاريک  به  وجود مي آيد که  در تضاد با لبه هاي  نوراني  نمونه ها مي باشد. هنگامي  که  اشعه  نوراني  مايل  از لبه هاي  نمونه  به  سمت  بالا و به  سمت  اشعه  شيئي  ميکروسکوپ  بازتابانده  مي شود، اين  لبه هاي  نوراني  به  وجود مي آيند. اين  تکنيک ، بخصوص  براي  مشاهده  ارگانيسم هايي  مانند ترپونما پاليدوم ، اسپيروکتي  با قطر کمتر از 2/0 ميکرون  که  با نور مستقيم  قابل  مشاهده  نيست ، مفيد مي باشد.

 

  ميکروسکوپ  فاز

            ميکروسکوپ  فاز از مزاياي  اين  واقعيت  استفاده  مي کند که  امواج  نوراني  که  از اشياي  شفاف  مانند سلولها مي گذرند، برحسب  ويژگيهاي  ماده اي  که  از آن  عبور مي کنند، در فازهاي  مختلف  به  شکلهاي  متفاوت  خارج  مي شوند. يک  سيستم  نوري  خاص ، تفاوت  در فاز را به  تفاوت  در شدت  تبديل  مي کند و بنابراين  بعضي  ساختمانها تيره تر از بقيه  به  نظر مي رسند. يک  ويژگي  مهم  اين  روش  اين  است  که  ساختمانهاي  داخلي  در سلولهاي  زنده ، قابل  تمايز هستند؛ در ميکروسکوپ هاي  معمولي ، فقط  مي توان  از سلولهاي  کشته  شده  و رنگ آميزي  شده  استفاده  کرد.

 

  ميکروسکوپ  هم کانون

            در  ميکروسکوپ  هم کانون   ، از پرتوهاي  شديد نور ليزر و يک  تصويرساز کامپيوتري  براي  بدست  آوردن  تصاوير تقريباً سه بعدي  از نمونه هاي  ضخيم  فلوئورسنت  استفاده  مي شود. اين  ميکروسکوپ  نقش  قابل توجهي  در حوزه  بيولوژي  سلولي  داشته  است .

 

  اتوراديوگرافي

            در صورتي  که  سلولهايي  حاوي  اتمهاي  راديواکتيو بر روي  يک  لام  ثابت  شوند و با محلول  عکاسي  پوشانده  شده ، در تاريکي  براي  مدت  مناسب  نگهداري  شوند، در محلهاي  تشعشع  راديواکتيو، لکه هايي  بر روي  فيلم  مشاهده  مي شود. اگر سلول  به  وسيله  يک  ماده  داراي  فعاليت  راديواکتيو ضعيف ، مانند تريتيوم ، نشاندار شده  باشد، لکه  حاصله  به  اندازه  کافي  براي  تعيين  مکان  نشاندارشدن  در سلول ، کوچک  خواهد بود. در روش  اتوراديوگرافي ، با استفاده  از تيميدين  نشاندار شده  با تريتيوم  به  عنوان  يک  نشانگر اختصاصي ، مي توان  تکثير DNA  را مورد بررسي  قرار داد. يک  نوع  تغيير يافته  از اين  روش  که  از پروب هاي  اسيدنوکلئيک  نشاندارشده  استفاده  مي کند،  دورگه سازي  در جا   ناميده  مي شود که  براي  شناسايي  وجود اسيدنوکلئيک  ويروسي ، باکتريال  و قارچي  در سلولها و بافتها بکار مي رود.

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه 4 شهریور1388ساعت 1:19  توسط رضائیان - شاه ایلی  | 

 

         تنوع  موجود در ميکروارگانيسم ها ( موجوداتي که مستقيماً با چشم غيرمسلح ديده نمي شوند) در هيچ  قسمت  ديگر از زيست شناسي  ديده  نمي شود. بررسي  موشکافانه  ميکروارگانيسم ها از لحاظ  شکل  و عملکرد ، ويژگيهاي  بيوشيميايي  يا مکانيسم  ژنتيکي ، ما را به  مرزهاي  دانش  زيست شناسي  رسانده  است . بنابراين  نياز به   نوآوري   ( يک  آزمون  براي  تعيين  کيفيت  يک   فرضيه  علمي  ) بطور کامل  در ميکروب شناسي  پاسخ  داده  مي شود. يک  فرضيه  مفيد بايد اساسي  براي   عموميت بخشيدن به قوانين ايجاد کند و تنوع ميکروبها، ميداني براي اين مبارزه دائمي به شمار مي رود.

          پيش بيني   پديده ها، که  نتيجه  عملي  دانش  است ، حاصل  ترکيبي  از تکنيک  و فرضيه  است .  بيوشيمي ، بيولوژي  مولکولي و ژنتيک   ابزارهاي مورد نياز براي  تحليل  ميکروارگانيسم ها را فراهم  مي آورند.  ميکروب شناسي   نيز به  نوبه خود، افق  اين  علوم  را گسترش  مي دهد. يک  بيولوژيست  چنين  مبادله اي  را به  عنوان   تشريک  مساعي   مي نامد، يعني  هر جزء به  تمام  قسمتهاي  ديگر سود مي رساند. گلسنگ ها مثالي  از تشريک  مساعي  ميکروبي  هستند. گلسنگ  ترکيبي  از يک  قارچ  و يک  ارگانيسم  نورگرا (فتوتروپ ) است  که  مي تواند يک  جلبک    (که  يوکاريوت  است ) و يا يک  سيانوباکتري    (که  پروکاريوت  است ) باشد. عضو نورگرا، توليدکننده  اصلي  است  در حالي  که  قارچ  تکيه گاه  و سرپناهي  براي  اين  عضو فراهم  مي کند. در بيولوژي ، به  اين  حالت ،  همزيستي    اطلاق  مي شود که  به  معناي  ارتباط  مداوم  ارگانيسم هاي  مختلف  مي باشد. در صورتي  که  در اين  مبادله ، يک  طرف  عمدتاً سود ببرد، اين  ارتباط  به  عنوان   انگلي    شناخته     مي شود که  در آن ، يک   ميزبان   نياز انگل  را برطرف  مي کند. براي  جداسازي  و تعيين  ويژگيهاي  يک  انگل  ـ مثلاً يک  باکتري  بيماريزا يا ويروس ـ غالباً بايد بتوان  شرايطي  مشابه  سلول  ميزبان  را در آزمايشگاه  جهت  رشد انگل  فراهم  نمود. اين  امر گاهي  يک  مشکل  عمده  براي  محقق  به  شمار مي رود.

          کلمات   mutualism ،  symbiosis ، و  parasitism  به  دانش   اکولوژي   (بوم شناسي ) تعلق  دارند و استفاده  از اصول  بيولوژي  محيطي  را در ميکروب شناسي  نشان  مي دهند. ميکروارگانيسم ها حاصل  روند  تکامل    هستند، يعني  محصولاتِ بيولوژيک  انتخاب هاي  طبيعي   از شاخه هاي  گوناگون  ارگانيسم هاي  متنوع  (از لحاظ  ژنتيکي ) مي باشند. البته  قبل  از تعميم  دادن  اين  اصل  به  ميکروارگانيسم ها ـناهمگون ترين  گروه  از موجودات  زنده ـ بهتر است  پيچيدگي  تاريخ  حيات  را در نظر گرفت .

          در طبقه بندي  بيولوژيک  موجودات  زنده ، يک  شاخه  بزرگ  را يوکاريوتها مي نامند که  در اين  ارگانيسم ها، هسته  توسط  غشايي  احاطه  شده  است . شاخه  ديگر پروکاريوت ها هستند که  در اين  ارگانيسم ها،  DNA  به  صورت  فيزيکي  از سيتوپلاسم  جدا نشده  است . چنانکه  در مطالب  بعدي  توضيح  داده  مي شود، تفاوت هاي  بيشتري  بين  يوکاريوتها و پروکاريوتها مي توان  قائل  شد، مثلاً يوکاريوتها نسبت  به  پروکاريوتها اندازه  بزرگتري  دارند و داراي  ارگانل هاي  تخصصي  هستند که  توسط  غشا محدود شده اند، مانند ميتوکندريها.

          همانطور که  در مطالب  بعدي  شرح  داده  خواهد شد، يوکاريوتهاي  ميکروبي  به  عنوان   آغازيان    ناميده  مي شوند و شاخه هاي  عمده  اين  گروه  عبارت اند از:  جلبکها  ، تک ياخته ها  ،  قارچها   ، و  کپکها   .

          خصوصيات  منحصر به  فرد ويروسها آنها را در جايگاهي  متفاوت  با ساير موجودات  زنده  قرار  مي دهد. يوکاريوتها و پروکاريوتها، موجودات  زنده  هستند زيرا حاوي  تمام  آنزيم هاي  لازم  براي  تکثير خود بوده ، ابزارهاي  بيولوژيک  لازم  براي  توليد انرژي  متابوليک  را دارا مي باشند. بنابراين  يوکاريوتها و پروکاريوتها از ويروسها  متمايز هستند، زيرا ويروسها براي  اين  عملکردهاي  ضروري  به  سلولهاي  ميزبان  وابسته  هستند.

  ويروسها

          ويروسها فاقد بسياري  از ويژگيهاي  سلولهاي  ديگر هستند، ازجمله  توانايي  تکثير سلولي . ويروسها فقط  زماني  به  اين  قدرت  مهم  زيستي ، يعني  تکثير، دسترسي  پيدا مي کنند که  سلول  ديگري  را آلوده  کرده  باشند. مي دانيم  که  ويروسها تمامي  سلولها را آلوده  مي کنند، حتي  ميکروبها هم  مستثني  نيستند. رابطه  متقابل  ويروس  و سلول  ميزبان  بشدت  اختصاصي  است ، و طيف  بيولوژيک ويروسها، تنوع  سلولهاي  ميزبانهاي  احتمالي  را منعکس  مي سازد. روشهاي  مختلف  تکثير و بقاي  ويروسها نيز، تنوع  ويروسها را بيشتر نشان  مي دهد.

        يک  ذره  ويروسي  حاوي  يک  مولکول  اسيدنوکلئيک  به  صورت   DNA  يا  RNA  مي باشد که  توسط  يک  پوشش  پروتئيني  يا کاپسيد احاطه  شده  است . پروتئينهاي  کاپسيد ـمعمولاً گليکوپروتئينهاـ اختصاصي  بودن  رابطه  متقابل  ويروس  با سلول  ميزبانش  را تعيين  مي کنند. کاپسيد از اسيدنوکلئيک  محافظت  مي کند و اتصال  و نفوذ ويروس  به  سلول  ميزبان  را تسهيل  مي نمايد. اسيدنوکلئيک  ويروس  درون  سلول ، ماشين  آنزيمي  ميزبان  را در جهت  انجام  عملکردهاي  مرتبط  با تکثير ويروس  هدايت  مي کند. در بعضي  موارد، اطلاعات  ژنتيکي  ويروس  مي تواند به  عنوان  DNA  به  کروموزوم  ميزبان  ملحق  شود. در ساير موارد، اطلاعات  ژنتيکي  ويروس  به  عنوان  اساس  فعاليت  کارخانه  سلول  براي  توليد و رهاسازي  کپي هايي  از ويروس  عمل  مي کند. اين  روند موجب  تکثير  DNA ويروسي  و توليد پروتئينهاي  اختصاصي  ويروس  مي شود. بالغ  شدن  ذرات  ويروس  شامل  سرهم بندي  اسيدنوکلئيک  و زيرواحدهاي  پروتئيني  تازه  توليدشده ، و ايجاد ذرات  ويروسي  بالغ  مي باشد، سپس  آنان  به  فضاي  خارج  سلولي  آزاد مي شوند. بعضي  ويروس هاي  بسيار کوچک  براي  تکثير خود در سلول  ميزبان ، به  کمک  ويروس  ديگري  نياز دارند. عامل  دلتا، که  ويروس  هپاتيت  D  نيز ناميده  مي شود، کوچکتر از آنست  که  حتي  يک  پروتئين  کاپسيد را کد نمايد و براي  تکثير و انتقال  خود، به  کمک  ويروس  هپاتيت   B  نياز دارد. ويروسهاي  مختلفي  شناخته  شده اند که  انواع  مختلفي  از ميزبانهاي  گياهي  و حيواني  و همچنين  پروکاريوتها و حداقل  يک  جلبک  يوکاريوت  و يک  نوع  تک ياخته  را آلوده  مي سازند. ذرات  شبه  ويروس  که  به  نظر مي رسد مرحله  عفونت زايي  خارج  سلول  را ندارند، در قارچها، همچنين  در چندين  جنس  از جلبکها يافت  شده اند.

          تعدادي  از بيماريهاي  مسري  گياهان  توسط  عواملي  به  نام   ويروئيدها   ايجاد مي شوند. ويروئيدها، مولکولهاي  RNA  کوچک  و تک رشته اي  هستند که  با يک  پيوند کووالانس ، حلقه  بسته اي  را ايجاد کرده اند. در اين  مولکول  حلقوي ، بازهاي  هسته اي  مکمل  در مقابل  يکديگر قرار گرفته ، به  هم  جفت  شده اند و مولکولي  ميله اي  شکل  به  وجود آمده  است . در ساختمان  اين  مولکولها، کاپسيد وجود ندارد. درازاي  نوکلئوتيدهاي  يک  ويروئيد بين  246 تا 375 عدد است . مولکول   RNA  هيچگونه  ژني  براي  رمزگذاري  پروتئينها ندارد و لذا، ويروئيد براي  تکثير خود کاملاً متکي  به  عملکردهاي  ميزبان  است .  RNA ويروئيد به  وسيله   RNA  پليمراز وابسته  به   DNA  مربوط  به  گياه  ميزبان  تکثير مي شود. خاصيت  بيماريزايي  ويروئيدها ممکن  است  به  علت  استفاده  از اين  آنزيم  باشد.

          توالي هاي  تکراري  از بازهاي  معکوس  در انتهاهاي    Å3 و   Å5 مولکول   RNA  ويروئيدها نشان  داده  شده  است  و اين  خصوصيت  در عناصر قابل سرايت  و رتروويروسها وجود دارد . بنابراين ، احتمال  دارد که  ويروئيدها از عناصر قابل سرايت  يا رتروويروسها با حذف  توالي هاي  داخلي  ايجاد شده  باشند.

  پريونها

            تعدادي  از اکتشافات  قابل توجه  در سه  دهه  گذشته  منجر به  تعيين  ويژگيهاي  مولکولي  و ژنتيکي  عامل  بيماري  اسکراپي    ـ يک  بيماري  تخريب کننده  دستگاه  عصبي  مرکزي  در گوسفند ـ گرديد. در مطالعات  مختلف  در نمونه  حاصل  از مغز گوسفندان  مبتلا به  اسکراپي ، يک  پروتئين  اختصاصي  اسکراپي  تشخيص  داده  شد، که  انتقال  آن  به  گوسفندان  غيرمبتلا، مي توانست  علايم  اسکراپي  را ايجاد کند. تلاشها براي  کشف  ساير اجزا، مانند اسيدنوکلئيک ، موفقيت آميز نبود. براي  تمايز اين  عامل  از ويروسها و ويروئيدها، اصطلاح   پريون   براي  تأکيد بر ساختمان  پروتئيني  و عفونت زايي  اين  عامل  پيشنهاد گرديد. شکل  سلوليِ پروتئين  پريون     PrP c   به  وسيله   DNA کروموزومي  ميزبان  رمزدهي  مي شود.    PrP c    ، نوعي  سيالوگليکوپروتئين  با وزن  مولکولي  33 تا 35 هزار است  که  در ساختمان  ثانويه  آن ، مارپيچ هاي  آلفا به  تعداد زياد وجود دارد. اين  پروتئين  نسبت  به  اثر پروتئازها حساس  بوده ، در گندزداها محلول  مي باشد. شکل  طبيعي  اين  پرتئين  PrP c در مغزآلوده  و غيرآلوده  به  پريون ، به  سطح  سلول هاي  عصبي  به  وسيله  يک  قلاب  از جنس  گليکوفسفاتيديل  اينوزيتول ، متصل  شده  است . تنها جزء شناخته  شده  از پريون ، يک  نوع  مشابه  اما غيرطبيعي  از اين  پروتئين  است  PrP res   که  با مسري  بودن  بيماري  مرتبط  مي باشد. اين  پروتئين  غيرطبيعي  از لحاظ  فيزيکي  با دارابودن  صفحات  بتاي  فراوان ، غيرمحلول  بودن  در گندزداها، تمايل  داشتن  به  تجمع ، و مقاومت  نسبي  در برابر پروتئوليز، با پروتئين  طبيعي  متفاوت  مي باشد. تصور مي شود که  يک  پروتئين  فرضي  به  نام  "پروتئين   X " با قسمتي  از  PrP c  واکنش  مي کند و کمک  مي کند به   PrP res   تبديل  شود.

          چند بيماري  مهم  ديگر نيز به  وسيله  پريونها ايجاد مي شوند. کورو  ، بيماري  کروتزفلت ـ ژاکوب   ، بيماري   Gerstmann – Str، ussler - Scheinker ، و بيخوابي  کشنده  خانوادگي    در انسان  رخ    مي دهند. انسفالوپاتي  اسفنجي شکل  گاوي (BSE)  که  تصور مي شود به  علت  مصرف  غذا و استخوان  تهيه  شده  از اجساد گوسفندان  ايجاد شده  باشد، مسئول  مرگ  بيش  از 170 هزار گاو در انگلستان  از سال  1985 (سال  کشف  اين  بيماري ) به  بعد بوده  است . نوع  جديدي  از بيماري  کروتزفلت ـ ژاکوب  در افرادي  که  با  BSE  تماس  داشته اند، در فرانسه  و انگلستان  مشاهده  شده  است . ويژگي  مشترک  تمامي  اين  بيماريها، تغيير حالت  يک  سيالوگليکوپروتئين  (که  توسط  ميزبان  رمزدهي  مي شود) در اثر عفونت  است ، به  طوري  که  مولکول  جديد در برابر پروتئازها مقاوم  است .

          بيماري هاي  ناشي  از پريونها در انسان  از اين  جنبه  منحصربه فرد هستند که  به صورت  تک گير، ژنتيکي ، و عفوني  تظاهر مي کنند. مطالعه  بيولوژي  پريونها يک  حوزه  در حال  گسترش  از تحقيقات  بيوشيميايي  را شامل  مي شود و در مورد اين  عوامل ، مطالب  زيادي  هنوز ناشناخته  باقي  مانده  است .

   پروکاريوتها

            ويژگيهاي  عمده  متمايزکننده  پروکاريوتها، اندازه  نسبتاً کوچک  آنها (معمولاً قطر حدود 1 ميکرون )، و فقدان  غشاي  هسته  مي باشد.  DNA  تقريباً در تمام  باکتريها، به  صورت  حلقه اي  با طول  حدود یک میلی متر  مي باشد که  اين  مولکول  کروموزوم  پروکاريوت  است .  DNA کروموزومي  براي  اينکه  درون  غشاي  سلولي  پروکاريوت  جا بگيرد، بايد بيش  از هزار بار تا بخورد. شواهد قابل توجهي  نشان  مي دهند که  تاخوردن  ممکن  است  تحت  نظم  خاصي  بوده ، مناطق  خاصي  از  DNA  را در مجاورت  يکديگر قرار دهد. نواحي  تخصص  يافته اي  از  DNA درون  سلول  را  نوکلئوئيد   مي نامند که  مي توان  آنها را با ميکروسکوپ  الکتروني  (بعد از آماده سازي  اختصاصي  براي  مشاهده  نوکلئوئيدها) مشاهده  نمود. بنابراين ، اين  نتيجه گيري  که  تمايز اجزاي  سلولي ، که  در يوکاريوتها به  وسيله  غشاها بطور واضح  ديده  مي شود، در پروکاريوتها وجود ندارد، اشتباه  است . در واقع  بعضي  پروکاريوتها درون  خود، ساختمانهايي  احاطه  شده  توسط  غشا با عملکردهاي  اختصاصي  دارند مانند کروماتوفورها   در باکتريهاي  فتوسنتزکننده . اين  ساختمانها با ساختمانهاي  مشابه  در يوکاريوتها از اين  لحاظ  متفاوت  هستند که  غشاي  احاطه کننده  آنها، استطاله هايي  از غشاي  سلول  است .

   تنوع  در پروکاريوتها

            ميزان  اطلاعات  ژنتيکي  در پروکاريوتها به  علت  کوچک  بودن  کروموزوم  آنها محدود است . داده هاي  اخير براساس  تعيين  توالي  ژنوم  نشان  مي دهند که  تعداد ژن هاي  موجود در يک  پروکاريوت ، از 468 ژن  در  مايکوپلاسما ژنيتالوم   تا 4288 ژن  در  اشريشيا کولي   متغير مي باشد، و بسياري  از اين  ژنها بايد اعمال  ضروري  نظير توليد انرژي ، سنتز ماکرومولکولها، و تکثير سلول  را کنترل  کنند. هر پروکاريوت  تعداد نسبتاً کمي  ژن  دارد که  تطابق  فيزيولوژيک  ارگانيسم  با محيطش  را امکانپذير  مي سازد. بطور غيرقابل تصوري  محيط هايي  که  در آنها پروکاريوتها قادر به  رشد هستند، متنوع  مي باشد و به  علت  ناهمگوني  موجود در اين  ارگانيسم ها، هر نوع  از آنها در محدوده  نسبتاً باريکي  از محيط ها قادر به  حيات  هستند.

          محدوده  محيط هاي  مناسب  براي  پروکاريوتها به  روشي  که  انرژي  متابوليک  توليد مي کنند، بستگي  دارد. نور خورشيد، منبع  عمده  انرژي  براي  حيات  است . بعضي  پروکاريوتها مانند باکتريهاي  بنفش ، انرژي  نوراني  را بدون  توليد اکسيژن  به  انرژي  متابوليک  تبديل  مي کنند. ساير پروکاريوتها، مانند باکتريهاي  سبزـ آبي  (سيانوباکتريها) ، در هنگام  مصرف  انرژي  نوراني ، اکسيژن  توليد مي کنند و در فقدان  نور، مي توانند از طريق  روند تنفس ، انرژي  توليد کنند.  ارگانيسم هاي  هوازي   براي  توليد انرژي  خود به  روند تنفس  وابسته  هستند. بعضي  از ارگانيسم هاي  بي هوازي   مي توانند از گيرنده هاي  الکترون  غير از اکسيژن  در روند تنفس  استفاده  کنند. تعداد زيادي  از بي هوازيها براي  توليد انرژي  از روند  تخمير   استفاده  مي کنند که  در آن ، انرژي  به  وسيله  جابجايي  و ايجاد نظم  جديد متابوليک  در سوبستراهاي  شيميايي  رشد حاصل  مي شود. محدوده  وسيع  مواد شيميايي  که  مي توانند به طور بالقوه  براي  رشد باکتريهاي  هوازي  يا بي هوازي  به  عنوان  سوبسترا (بُن مايه )   عمل  کنند، تنوع  پروکاريوتهايي  را که  براي  استفاده  از اين  مواد تطابق  يافته اند، نشان  مي دهد.

  اجتماعات  پروکاريوتها

            يک  راهبرد مفيد براي  بقاي  موجودات  تخصص  يافته ، ورود اين  موجودات  به  اجتماعات  مي باشد. در اين  اجتماعات ، ويژگيهاي  فيزيولوژيک  ارگانيسم هاي  مختلف  در بقاي  کل  گروه  نقش  دارد. در صورتي  که  ارگانيسم هاي  مرتبط  با يکديگر به  صورت  فيزيکي  در يک  اجتماع  از يک  سلول  منفرد بطور مستقيم  منشأ گرفته  باشند، اجتماع  را  کولوني    (دودمان ) مي نامند که  ممکن  است  حاوي  8 تا 10 سلول  باشد. بيولوژي  اين  اجتماع  بطور قابل توجهي  از يک  سلول  منفرد متفاوت  است . براي  مثال  تعداد زياد سلولها، وجود حداقل  يک  سلول  حاوي  نوع  تغييريافته  از هر ژن  روي  کروموزوم  را تضمين  مي کند. بنابراين  تنوع  ژنتيکي  ـمنبع  پايان ناپذير روند تکامل  که  انتخاب  طبيعي  ناميده  مي شودـ در يک  کولوني  تضمين  مي شود. تعداد زياد سلولهاي  موجود در کولوني  همچنين  احتمال  محافظت  فيزيولوژيک  از حداقل  تعدادي  از افراد گروه  را افزايش  مي دهد. براي  مثال  پلي ساکاريدهاي  خارج  سلولي  ممکن  است  در برابر عوامل  بالقوه  کشنده  مانند آنتي بيوتيک ها يا يونهاي  فلزات  سنگين ، سلول  را محافظت  کنند. مقادير زياد پلي ساکاريدهاي  توليد شده  به  وسيله  تعداد زياد سلولهاي  موجود در کولوني  ممکن  است  سلولهاي  داخلي  کولوني  را در برابر غلظت هاي  کشنده  عوامل  آسيب رسان  حفظ  کنند، در صورتي  که  يک  سلول  منفرد ممکن  است  در اين  غلظت  از بين  برود.

          بسياري  از باکتريها از يک  سيستم  ارتباط  بين  سلولي  استفاده  مي کنند که   سيستم  درک  حدنصاب    ناميده  مي شود. اين  سيستم ، نسخه برداري  از ژن هاي  مرتبط  با روندهاي  فيزيولوژيک  متنوع  (شامل  نورافشاني زيستي   ، انتقال  پلاسميدهاي  الحاقي ، و توليد شاخص هاي  تهاجمي ) را تنظيم  مي کند. اين  سيستم  به  توليد يک  يا چند مولکولِ علامت  دهنده  قابل انتشار (که   خودالقاکننده    يا  فِرُمون   ناميده  مي شوند) وابسته  است  و يک  باکتري  را قادر مي سازد تا از تراکم  جمعيت  خودآگاه  شود. اين  ويژگي ، نمونه اي از رفتارهاي  چندسلولي  در پروکاريوتها مي باشد.

          يک  ويژگي  برجسته  پروکاريوت ها، توانايي  آنها در تبادل  بسته هاي  کوچک  اطلاعات  ژنتيکي  است . اين  اطلاعات  ممکن  است  به  صورت   پلاسميدها   (عناصر ژنتيکي  کوچک  و تخصص يافته  که  قادراند در حداقل  يک  رده  پروکاريوتها تکثير يابند) منتقل  شوند. در بعضي  موارد، پلاسميدها ممکن  است  از يک  سلول  به  سلول  ديگري  منتقل  شده  و بنابراين  مجموعه اي  از اطلاعات  ژنتيکي  تخصص يافته  را درون  يک  جمعيت  انتقال  دهند. بعضي  پلاسميدها  ميزبانهاي  زيادي  دارند که  آنها را قادر مي سازد مجموعه اي  از ژنها را به  ارگانيسم هاي  مختلف  منتقل  کنند. از جمله  موارد قابل توجه ،  پلاسميدهاي  ايجاد مقاومت  در برابر  دارو هستند که  ممکن  است  موجب  مقاومت  باکتريهاي  مختلف  در برابر درمان  آنتي بيوتيکي  شوند.

          راهبرد بقاي  يک  سلول  پروکاريوت  منفرد ممکن  است  به  مجموعه اي  از واکنش هاي  متقابل  آن  با ساير ارگانيسم ها منجر شود. اين  واکنشها ممکن  است  به  صورت  روابط  همزيستي  باشند، مانند تبادلات  پيچيده  تغذيه اي  بين  ارگانيسم هاي  موجود در روده  انسان . اين  تبادلات  براي  ميکروارگانيسم ها و انسان  سودمند است . واکنش هاي  متقابل  بين  انگل  و ميزبان  مي تواند براي  ميزبان  کاملاً زيان آور باشد. ارتباط  همزيستي  يا انگلي  در مراحل  پيشرفته  مي تواند منجربه  از دست دادن  عملکردهايي  شود که  موجود همزيست  يا انگل  را قادر مي سازد به  صورت  مستقل  از ميزبانش  زندگي  کند.

          براي  مثال ،  مايکوپلاسماها ، پروکاريوتهاي  انگلي  هستند که  توانايي  ساخت  ديواره  سلولي  را از دست  داده اند. تطابق  اين  ارگانيسم ها با شرايط  انگلي  منجر به  داخل  شدن  مقادير قابل توجهي  کلسترول  به  غشاي  سلولي  آنها شده  است . کلسترول ، که  در ساير پروکاريوتها يافت  نمي شود، از محيط  متابوليک ايجاد شده  به  وسيله  ميزبان  جذب  مي شود. مثال  ديگري  از موارد از دست  دادن  عملکرد در انگل هاي  اجباري  داخل  سلولي  مانند کلاميدياها و  ريکتزياها  ديده مي شود. اين  باکتريها بسيار کوچک  (قطر 2/0 تا 5/0 ميکرون ) هستند و براي  بسياري  از متابوليت هاي  ضروري  و کوآنزيم ها به  سلول  ميزبان  وابسته  هستند. اين  کاهش  عملکرد با وجود يک  ژنوم  کوچکتر با ژنهاي  کمتر منعکس  مي گردد.

          شايعترين  مثالهاي  همزيستي  باکتريال  به  نظر مي رسد که  کلروپلاست ها   و ميتوکندريها ـارگانل هاي  توليد انرژي  در يوکاريوتهاـ باشند. شواهد قابل توجهي  نشان  مي دهند که  اجداد اين  ارگانل ها، پروکاريوتهايي  هستند که  درون  غشاي  سلولي  سلولهاي  اجدادي  يوکاريوتها به  صورت   همزيست  دروني   زندگي  مي کرده اند (endosymbionts) . وجود چندين  کپي  از اين  ارگانل ها ممکن  است  موجب  بزرگ شدن  نسبي  اندازه  سلولهاي  يوکاريوتي  و توانايي  آنها در انجام  اعمال  تخصصي  باشد، که  در نهايت  اين  ويژگي  در تکامل  ارگانيسم هاي  چندسلولي  تمايزيافته  منعکس  شده  است .

 طبقه بندي  پروکاريوتها

           براي  شناخت  هر گروه  از ارگانيسم ها،  طبقه بندي   آنها ضروري  است . يک  سيستم  طبقه بندي  مناسب  به  محقق  اجازه  مي دهد تا ويژگيهايي  را انتخاب  کند که  طبقه بندي  سريع  و دقيق  ارگانيسم هاي  نوظهور را امکانپذير سازد. طبقه بندي ، پيش بيني  تعداد زيادي  از صفات  مشترک  بين  ساير اعضاي  گروه  را امکان پذير مي سازد. در شرايط  باليني ، تعيين  دقيق  طبقه بندي  يک  ارگانيسم  بيماريزا ممکن  است  مستقيم ترين  روش  براي  ريشه کني  ارگانيسم  باشد. طبقه بندي  همچنين  ممکن  است  درک  وسيعي  از ارتباط  بين  ارگانيسم هاي  مختلف  ايجاد کند و اين  اطلاعات  ممکن  است  ارزش  عملي  قابل توجهي  داشته  باشند. براي  مثال  ريشه کني  يک  ارگانيسم  بيماريزا در صورتي  که  نوع  غيربيماريزا مکانش  را اشغال  کرده  باشد، نسبتاً طول  خواهد کشيد.

 در ابتدا بايد توجه  داشت  که  هر يک  از خصوصيات  پروکاريوتها مي تواند به  عنوان  يک  معيار بالقوه  در طبقه بندي  آنها مطرح  شود. تمام  اين  معيارها به  ميزان  مساوي  در گروه بندي  ارگانيسم ها کارآيي  ندارند. براي  مثال  دارا بودن   DNA  يک  معيار بي ارزش  است  زيرا تمام  سلولها حاوي   DNA  هستند. وجود پلاسميدي  که  ميزبانهاي  زيادي  دارد، يک  معيار مفيد براي  گروه بندي  نيست  زيرا اينگونه  پلاسميدها در ميزبانهاي  گوناگوني  يافت  مي شوند و نيازي  نيست  که  در تمام  مدت  در سلول  وجود داشته  باشند. معيارهاي  باارزش  ممکن  است  ساختماني ، فيزيولوژيک ، بيوشيميايي  يا ژنتيکي  باشند. دارابودن   اسپور   (هاگ ) ـساختمان  تخصص يافته  سلولي  که  بقاي  ارگانيسم  را در شرايط  نامساعد محيطي  امکانپذير مي سازندـ معياري  ساختماني  است  که  براي  طبقه بندي  مفيد است  زيرا گروه  کاملاً مشخصي  از باکتريها اسپور ايجاد مي کنند. بعضي  گروههاي  باکتريها را  مي توان  به  صورت  مؤثر براساس  توانايي  آنها در تخمير بعضي  انواع  خاص  کربوهيدراتها گروه بندي  نمود. اين  معيار براي  طبقه بندي  بعضي  از گروههاي  باکتريها که  توانايي  تخمير مواد را ندارند، مؤثر نخواهد بود. يک  تست  بيوشيميايي ، به  نام   رنگ آميزي  گرم   ، معياري  مؤثر براي  طبقه بندي  است  زيرا پاسخ  به  اين  رنگ ، تفاوتهاي  بنيادي  و پيچيده  را در سطح  باکتري  نشان  مي دهد و   مي تواند باکتريها را به  دو گروه  عمده  تقسيم  کند.

          معيارهاي  ژنتيکي  به  صورت  فزاينده اي  در طبقه بندي  باکتريها بکار گرفته  مي شوند که  بسياري  از اين  پيشرفت ها با تکامل  تکنولوژي   DNA  نوترکيب  امکانپذير شده  است . اکنون  طراحي  پروب هاي  (کاوشگر)  DNA  براي  شناسايي  سريع  ارگانيسم هاي  حامل  نواحي  ژني  خاص  با اجداد مشترک  امکانپذير است . مقايسه  توالي هاي   DNA بعضي  ژنها منجر به  آشکار شدن   ارتباطات  تکاملي   بين  پروکاريوتها شده  است . رده هاي  سلولي  اجدادي  را به  اين  وسيله  مي توان  مورد بررسي  قرار داد و ارگانيسم ها را مي توان  براساس  تشابه  تکاملي  آنها گروه بندي  نمود. اين  تحقيقات  به  بعضي  نتايج  برجسته  منجر شده  است . براي  مثال  مقايسه  توالي هاي  سيتوکروم   C  نشان  مي دهد که  شايد همه  يوکاريوتها، شامل  انسان ، از يکي  از سه  گروه  مختلف  باکتريهاي  فتوسنتزکننده  بنفش  منشأ گرفته اند. اين  نتيجه  تا حدودي  منشأ تکاملي  يوکاريوتها را توضيح  مي دهد اما از اين  نظريه  عموماً پذيرفته  شده ، که  سلول هاي  يوکاريوت  از ادغام  تکاملي  رده هاي  مختلف  پروکاريوتها حاصل  شده اند، پشتيباني  نمي کند.

   باکتريها و آرکئوباکتريها:

  زيرگروه هاي  اصلي  در پروکاريوتها

           يک  موفقيت  عمده  در شناخت  تکامل  مولکولي ، کشف  اين  امر بوده  است  که  پروکاريوتها به  دو گروه  عمده  تقسيم  مي شوند. اکثر محققين  به  سمت  يک  گروه ، يعني  باکتريها توجه  کرده اند. به  گروه  ديگر، آرکئوباکتريها  ، توجه  نسبتاً اندکي  شده  است ، که  تا حدودي  به  علت  دشوار بودن  مطالعه  بر روي  بسياري  از اعضاي  اين  گروه  در آزمايشگاه  بوده  است . براي  مثال  بعضي  آرکئوباکتريها با تماس  با اکسيژن  از بين  مي روند و سايرين  در دمايي  بالاتر از نقطه  جوش  آب  رشد مي کنند. قبل  از در دسترس  قرار گرفتن  شواهد مولکولي ، به  نظر مي رسيد زيرگروههاي  عمده  آرکئوباکتريها کاملاً با هم  متفاوت  هستند. زيرگروه  متانوژن  بر اثر تنفس  بي هوازي ، گاز متان  توليد مي کنند، هالوفيلها براي  رشد به  غلظت  زياد نمک  نياز دارند و ترمواسيدوفيل ها به  دماي  بالا يا خاصيت  اسيدي  بالا (يا هردو) نياز دارند. اکنون  ثابت  شده  است  که  اين  پروکاريوتها، ويژگيهاي  بيوشيميايي  مشترکي  مانند ترکيبات  ديواره  يا غشاي  سلولي  دارند که  اين  گروه  را از ساير ارگانيسم هاي  زنده  جدا مي کند. يک  ويژگي  جالب  که  در آرکئوباکتريها و يوکاريوتها مشترک  است ، وجود اينترونها   در ژنهاي  آنها مي باشد. عملکرد اينترونها ـقطعات   DNA  که  بينابين  قطعاتِ حاوي  اطلاعات  قرار گرفته اندـ هنوز شناخته  نشده  است . فقط  مي دانيم  که  وجود اينترونها يک  ويژگي  بنيادي  است  که  در  DNA آرکئوباکتريها و يوکاريوتها مشترک  است . اين  ويژگي  مشترک  منجر به  مطرح  شدن  اين  امر شده  است  که  ـهمانگونه  که  به  نظر مي رسد کلروپلاست ها و ميتوکندريها از باکتريها منشأ گرفته اندـ هسته  يوکاريوتي  ممکن  است  از اجداد آرکئوباکتريها منشأ گرفته  باشد.

  آغازيان 

          وجود "هسته  حقيقي " در يوکاريوتها (از واژه  يوناني  "karyon"  به  معناي  هسته   "nucleus" ) يکي  از ويژگيهاي  برجسته  آنها مي باشد. ارگانل هاي  داراي  غشا، ميکروتوبولها و ميکروفيلامانهاي  يوکاريوتها يک  ساختمان  داخل  سلولي  پيچيده  را به  وجود آورده اند که  با ساختمان  موجود در پروکاريوتها متفاوت  است . ابزارهاي  حرکت  در سلولهاي  يوکاريوتي ، تاژک    يا مژه    ـ ساختمانهاي  چندرشته اي  پيچيده  که  با تاژک  پروکاريوتها شباهتي  ندارند ـ هستند. تظاهر ژن  در يوکاريوتها از طريق  يکسري  وقايع  صورت  مي گيرد که  انسجام  فيزيولوژيک  بين  هسته  و شبکه  اندوپلاسميک  ـ ساختماني  که  مشابه  آن  در پروکاريوتها وجود نداردـ برقرار مي کنند. سازماندهي  DNA  سلولي  در کروموزوم هايي  که  به  وسيله  دستگاه  ميتوزي مشخصي  طي تقسيم سلولي از هم جدا مي شوند، يوکاريوتها را از گروههاي  ديگر جدا کرده  است .

          بطور کلي ، انتقال  ژنتيکي  بين  يوکاريوتها به  ادغام  گامت هاي  هاپلوئيد  براي  تشکيل  يک   سلول  ديپلوئيد  که  حاوي  مجموعه  کاملي  از ژنهاي  حاصل  از هر گامت  مي باشد، بستگي  دارد. چرخه  حيات  تعداد زيادي  از يوکاريوتها تقريباً بطور کامل  در وضعيت  ديپلوئيد مي باشد، که  اين  شيوه  در پروکاريوتها يافت  نمي شود. ادغام  گامت ها براي  تشکيل  نسل  جديد، يک  روند کاملاً اختصاصي  است  و اساس  تنوع   گونه  هاي  يوکاريوتي  را تشکيل  مي دهد. اين  اصطلاح  را فقط  به  صورت  مجازي  براي  پروکاريوتهايي  مي توان  بکار برد که  قطعات   DNA را از طريق نوترکيبي  معاوضه مي کنند. گروه بندي  يوکاريوتها اغلب  براساس   ويژگيهاي  مشترک  ظاهري   انجام  مي گيرد و اين  امر شايان  توجه  است  که  تعداد زيادي  از شاخص هاي  مفيد براي  طبقه بندي  يوکاريوتها مربوط  به  توليدمثل  هستند. تقريباً در تمام  گونه هاي  يوکاريوتها که  سلولهاي  نسبتاً مشابهي  دارند، اعضاي  گونه هاي  مشابه  مي توانند با هم  ترکيب  شده ، نسل  قابل حياتي  به  وجود آورند. ساختمانهايي  که  بطور مستقيم  يا غيرمستقيم  در روند توليدمثل  نقش  دارند، کاملاً تکامل يافته اند و بين  گونه هاي  نزديک  به  هم ، تغييرات  خفيفي  يافته  و به  ميزان  زيادي  حفظ  شده اند.

          يوکاريوتهاي  ميکروبي  ـ آغازيان  ـ اعضاي  4 گروه  عمده  زير هستند: جلبکها، تک ياخته ها، قارچها و کپک ها. به  اين  نکته  بايد توجه  داشت  که  اين  گروه بندي ، ضرورتاً براساس  روند تکاملي  آنها صورت  نگرفته  است : ارگانيسم هاي  کاملاً مشابه  ممکن  است  به  علت  عدم  شناخت  تشابهات  زمينه اي  بيوشيميايي  و ژنتيکي ، در گروههاي  جداگانه  قرار گرفته  باشند.

   جلبک ها

            اصطلاح  "جلبک " به  مدت  طولاني  براي  اشاره  به  تمام  ارگانيسم هايي  که  به  عنوان  يک  فرآورده  فتوسنتز، اکسيژن  توليد مي کنند، بکار رفته  است . يک  زيرگروه عمده  از اين ارگانيسم ها ـ باکتريهاي  سبزـ آبي يا سيانوباکتريها ـ پروکاريوت  هستند و ديگر به عنوان جلبک  شناخته نمي شوند. اين  طبقه بندي  فقط  براي  ارگانيسم هاي  يوکاريوتي  فتوسنتزکننده  حفظ  شده  است . تمام  جلبک ها درون  غشاي  فتوسنتزکننده  کلروپلاست هاي  داخل  سلولي  خود، داراي  کلروفيل  هستند. تعداد زيادي  از گونه هاي  جلبک ها، ميکروارگانيسم هاي  تک سلولي  هستند. ساير جلبکها ممکن  است  ساختمانهاي  پرسلولي  فوق العاده  بزرگي  به  وجود آورند. خزه  کلپ    يا جلبک  قهوه اي  گاهي  چند صدمتر طول  دارد.

  تک ياخته ها

            تک ياخته ها، آغازيان  تک سلولي  هستند که  فتوسنتز نمي کنند. به  نظر مي رسد اشکال  اوليه  تک ياخته ها، داراي  تاژک  بوده ، در بسياري  از جهات  به  جلبک ها شباهت  داشته اند. به  نظر مي رسد اجداد اين  تک ياخته ها، جلبک هايي  بوده اند که  بعداً به  صورت   هتروتروف     در آمده اند. اين  ارگانيسم ها، مواد ضروري  تغذيه اي  خود را از ترکيبات  آلي  تهيه  مي کرده اند. تطابق  با روش  زندگي  هتروتروف  گاهي  با از دست  دادن  کلروپلاست ها همراه  بوده  است  و بنابراين  از جلبک ها، تک ياخته هايي  که  شباهت  زيادي  به  آنها دارند، ايجاد گرديده اند. همين  وقايع  در آزمايشگاه  به  علت  بروز جهش  يا سازش  فيزيولوژيک  مشاهده  شده  که  به  تشکيل  سلولهاي  جلبک  فاقد رنگدانه  منجر شده  است .

          به  نظر مي رسد که  آميب ها و انواع  تاژک داران  از تک ياخته هاي  مژک دار منشأ گرفته  باشند؛ اشکال  حدواسط  از اين  ارگانيسم ها نيز مشخص  شده  است  که  در مرحله اي  از چرخه  زندگي  خود تاژک  و در مرحله  ديگر، پاي  کاذب     (يک  ويژگي  آميب ) دارند. گروه  چهارم  از تک ياخته ها شامل  اسپوروزون ها   (هاگداران ) هستند. اين  انگلها داراي  چرخه  زندگي  پيچيده اي  هستند که  يک  مرحله  استراحت  (يا مرحله  تشکيل  اسپور) را شامل  مي شود.

  قارچها

            قارچها، آغازيان  غيرفتوسنتزکننده اي  هستند که  به  صورت  توده اي  از رشته هاي  شاخه شاخه  و به هم پيوسته  (به  نام  هيف    يا ميسليوم    يا ريسه ) رشد مي کنند. اگرچه  ريسه ها ديواره  سلولي  دارند اما اين  ديواره هاي  سلولي  داراي  سوراخهايي  هستند که  عبور هسته  و سيتوپلاسم  را امکانپذير مي سازد. بنابراين  کل  ارگانيسم ، يک  توده  چندهسته اي  درون  سيتوپلاسم  بهم پيوسته   (Coenocyte) مي باشد که  درون  يکسري  لوله هاي  شاخه شاخه  محدود شده  است . جدار اين  لوله ها از پلي ساکاريدي  مانند کيتين   مي باشد که  مشابه  ديواره  سلولي  پروکاريوتها مي باشد. اشکال  ميسليوم دار را  کپک    مي نامند، تعداد کمي  از انواع  قارچها که  ميسليوم  ندارند به  عنوان   مخمر   شناخته  مي شوند که  از لحاظ  روند توليدمثل  جنسي  و وجود اشکال  بينابيني ، قارچ  هستند.

          قارچها احتمالاً يک  شاخه  تکاملي  از تک ياخته ها هستند، اين  ارگانيسم ها به  آکتينوميست ها ـباکتريهاي  ميسليوم داري  که  از نظر ظاهري  شبيه  قارچها هستندـ ارتباطي  ندارند. قارچها به  گروههاي  زير تقسيم  مي شوند: زيگوميکوتينا   (فيکوميست ها  )، آسکوميکوتينا  (آسکوميستها  )،بازيديوميکوتينا   (بازيديوميستها  )، و دئوتروميکوتينا   (قارچهاي  ناقص ).

          تکامل  آسکوميست ها از فيکوميست ها در يک  گروه  بينابيني  ديده  مي شود که  اعضاي  اين  گروه ، تشکيل  زيگوت     داده  اما سپس  اين  زيگوت  مستقيماً به  يک  آسکوس     تبديل  مي شود. تصور مي شود بازيديوميستها نيز به  نوبه  خود از آسکوميست ها تکامل  يافته اند.

  کپک ها

            در چرخه  حيات  اين  ارگانيسم ها مرحله اي  وجود دارد که  ارگانيسم  به  صورت  يک  توده  چندهسته اي  آميبي  شکل  از سيتوپلاسم  مي باشد و آن  را  پلاسموديوم   مي نامند. پلاسموديوم  کپک ها معادل  ميسليوم  قارچهاي  حقيقي  مي باشد و هر دو، نوعي   Coenocyte  هستند. در ميسليوم ، جريان  سيتوپلاسم  در شبکه اي  از لوله هاي  مرتبط  با يکديگر برقرار است  در حالي که  در پلاسموديوم ، سيتوپلاسم  مي تواند در تمام  جهات  جريان  داشته  باشد. اين  جريان  باعث  حرکت  و مهاجرت  پلاسموديوم  در جهت  منبع  غذايي ، معمولاً باکتريها، مي گردد. در پاسخ  به  يک  علامت  شيميايي ،   Å3،   Å5ـ  cAMP ، پلاسموديوم  که  به  اندازه  ماکروسکوپي  رسيده  است  به  صورت  جسم  ساقه داري  تبديل  مي شود که  سلولهاي  متحرکي  را مي تواند ايجاد کند. اين  سلولهاي  تاژکدار يا آميبي  شکل ، دوره  جديدي  را در چرخه  حيات  کپک  به  وجود مي آورند. چرخه  زندگي  کپک ها معمولاً با ادغام  جنسي  سلولهاي  منفرد آغاز مي شود.

          چرخه  حيات  کپک ها، موضوع  اصلي  اين  فصل  را روشن  مي سازد: وابستگي  متقابل  انواع  موجودات  زنده . رشد کپک ها به  مواد غذايي  که  به  وسيله  باکتريها يا در بعضي  موارد، سلولهاي  گياهي  تهيه  مي شود، بستگي  دارد. تکثير کپک ها به  وسيله  پلاسموديوم  مي تواند به  شناسايي  داخل سلولي  و ادغام  سلولهاي  منشأ گرفته  از يک  گونه ، بستگي  داشته  باشد. براي  شناسايي  کامل  يک  ميکروارگانيسم  به  شناخت  ساير ارگانيسم هايي  که  با آن  تکامل  يافته اند و اطلاع  از پاسخ هاي  فيزيولوژيکي  که  در بقاي  ارگانيسم  نقش  دارند، نياز است .

 

+ نوشته شده در  دوشنبه 2 شهریور1388ساعت 2:24  توسط رضائیان - شاه ایلی  |