هناك العديد من المعايير التقليدية والأكثر حداثة والتي يمكن ان يستخدمها علماء الأحياء الدقيقة microbiologists لتعريف وتصنيف الأحياء الدقيقة. على سبيل المثال، يستخدم التعريف الطبي medical identification عادة الطرق الفيزيائية physical، الصبغ staining، والكيموحيوية biochemical (الإختبارات الإيضية metabolic tests). في الواقع، دليل بيرجي لعلم البكتيريا التحديدي Bergey’s Manual
of Determinative Bacteriology، الآن في طبعته التاسعة، هو المصدر الرئيسي لعمل التعريفات الطبية الروتينية للممرضات البكتيرية bacterial
pathogens. من ناحية أخرى، تعتمد العديد من التقنيات الحيوية biotechnologies المستجدة على المعرفة الوافية بالكيمياء الحيوية biochemistry، والأحياء
الجزيئية molecular biology، وعلاقات الأصول الوراثية phylogenetic relatedness للأحياء الدقيقة. سوف تكون هناك حاجة للمزيد من الأساليب الجزيئية هنا.
دعونا نستعرض بإيجاز بعض الطرق الأكثر تحديدية وبعض الطرق الجزيئية للتصنيف.
1- الخصائص الفيزيائية physical characteristics
هذه تشمل تفاعلات صبغ تفاضلية للمساعدة في تحديد شكل الكائن الحي (المورفولوجي
morphology)، وحجم وترتيب
الخلايا. يمكن أن تشمل الخصائص الأخرى متطلبات الأكسجين oxygen، الأس الهيدروجيني pH، ودرجة حرارة النمو growth temperature. القدرة على تشكيل الجراثيم
Spore والحركة motility هي محددات إضافية. للأسف، هناك العديد من
الكائنات البكتيرية والآركية التي لها نفس الخصائص الفيزيائية، لذلك هناك حاجة إلى سمات مميزة أخرى.
2- الاختبارات الكيموحيوية Biochemical Tests
بينما فهم علماء الأحياء الدقيقة بشكل أفضل الفسيولوجيا البكتيرية bacterial physiology، فإنهم اكتشفوا أن هناك خصائص
أيضية metabolic properties معينة موجودة
فقط في مجموعات معينة.
حالياً، يوجد عدد كبير من الاختبارات الكيموحيوية وغالبا يمكن استخدام اختبار
محدد لإزالة مجموعات معينة من عملية التعريف. من بين الاختبارات الأكثر
شيوعا هي: تخمر الكربوهيدرات fermentation of carbohydrates،
استخدام ركيزة substrate محددة، وإنتاج
منتجات محددة أو منتجات النفايات. ولكن، كما هو الحال مع
الخصائص الفيزيائية، غالباً
هناك حاجة إلى العديد من الاختبارات الكيموحيوية للتمييز بين الأنواع.
اختبارات التعريف هذه مهمة سريرياً clinically، لأنها يمكن أن
تكون جزءا من الترسانة المتاحة للمختبر السريري الذي يحاول تعريف الممرض. تستخدم العديد
من هذه الاختبارات طرق تعريف سريعة أو أنظمة آلية.
3- الاختبارات
المصلية Serological Tests
الأحياء الدقيقة هي مستضدية antigenic، هذا يعني أنها قادرة على تحفيز إنتاج الأجسام المضادة antibodies (الأجسام المضادة: بروتينات ينتجها الجهاز
المناعي في إستجابة إلى تهيئة كيميائية محددة (مستضد antigen)). محاليل من هذه الأجسام المضادة
المجمعة، تسمى أمصال مضادة antisera، متوفرة تجاريا
للعديد من مسببات الأمراض الهامة طبيا. على سبيل المثال، مزج المصل المضاد للسالمونيلا
Salmonella antiserum مع خلايا السالمونيلا سيؤدي إلى أن تتجمع الخلايا
معا أو تلتصق. إذا حدث مرض منقول بالغذاء foodborne، قد يكون المصل
المضاد مفيد في تحديد ما إذا كان السالمونيلا هو الممرض.
4- تحليل الأحماض النووية Nucleic
Acid Analysis
في عام 1984، لاحظ محررو دليل بيرجي لعلم البكتيريا المنهجي Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology أنه لا يوجد تصنيف "رسمي" للأنواع البكتيرية وأن أقرب تقريب للتصنيف الرسمي هو الأكثر قبولا من قبل مجتمع علماء الأحياء الدقيقة microbiologists. ذكر المحررون أن التصنيف الشامل قد يكون ممكناً في يوم من الأيام. حالياً، حققت مجالات علم الوراثة الجزيئي molecular
genetics وعلم الجينومات genomics تقدم في تحليل وتسلسل الأحماض النووية. هذا أدى إلى حقبة جديدة من التصنيف الجزيئي molecular taxonomy.
يستند التصنيف الجزيئي على الوجود العالمي للريبوسومات ribosomes في جميع الكائنات الحية. على وجه الخصوص، هي جزيئات RNA في الريبوسوم، تسمى RNA الريبوسومي ribosomal RNA (rRNA)،
والتي هي الأساس الأكثر أهمية والأساسي لبناء ويز لنظام الثلاث مجالات three-domain system. يعتقد العديد من العلماء حالياً أن جينات rRNA هي المقياس الأكثر دقة للتصنيف البكتيري الدقيق في جميع فئات التصنيف. هناك تقنيات أخرى، مثل تفاعل البلمرة المتسلسل polymerase chain reaction وتهجين الحمض النووي nucleic acid hybridization.
العدد الهائل من الاختبارات والتحليلات المتوفرة للخلايا البكتيرية يمكن أن تجعل من الصعب معرفة ما هي ذات الصلة بأغراض تعريف الممرض. أحد التقنيات المستخدمة على نطاق واسع في العديد من التخصصات هي المفتاح ثنائي التفرع dichotomous key. هناك أشكال مختلفة من المفاتيح ثنائية التفرع، ولكن بناء واحد مفيد جدا هو مخطط التدفق flow chart حيث تدرج سلسلة من إجراءات الاختبار الإيجابية أو السلبية أسفل الصفحة. استنادا إلى الطبيعة ثنائية التفرع للاختبار (دائما نتيجة إيجابية أو سلبية)، يؤدي مخطط التدفق على الفور إلى نتيجة الاختبار التالي. النتيجة هي تعريف كائن حي معين.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق