Tartalom
- A mikroorganizmusok típusai
- A mikroorganizmusok osztályozása a mikrobiológiában
- A mikrobiológia története
- Fertőző mikroorganizmusok
- Mikroorganizmusok, amelyek hasznosak az emberek számára
- A mikrobiológia területei
- A mikrobiológia jövője
A mikrobiológia területe kritikus az emberek számára, nemcsak a mikrobák által okozott fertőző betegségek miatt, hanem azért is, mert "jó" mikroorganizmusokra van szükség ahhoz, hogy a bolygón éljünk. Figyelembe véve, hogy a testünkben és a testünkön található baktériumok meghaladják a saját sejtjeinket, ezt a tanulmányi területet a tudás és a tanulmányozás egyik legfontosabb területének tekinthetjük.
A mikroorganizmusok típusai
A mikroorganizmusok vagy "mikrobák" apró élőlények. Ezen organizmusok többségét szabad szemmel nem lehet látni, és a mikroszkóp és a csíraelmélet feltalálásáig fogalmunk sem volt arról, hogy mennyire bőségesek.
A mikrobák szinte bárhol megtalálhatók a földön. Yellowstone-ban forrásban lévő vízmedencékben és a tenger legalacsonyabb mélységében található vulkanikus nyílásokban találhatók. Sós lakásokban élhetnek, mások pedig sós vízben gyarapodhatnak (ennyit a só tartósítószerként történő felhasználásáról.) Van, akinek a növekedéshez oxigénre van szüksége, mások pedig nem.
A világ "legkeményebb" mikroorganizmusa az úgynevezett baktérium Deinococcus rádió transz, egy baktérium, amely nevében is fenomenális mértékben képes ellenállni a sugárzásnak, de víz nélkül, erős savaknak kitéve, és még vákuumba kerülve is életben marad.
A mikroorganizmusok osztályozása a mikrobiológiában
A tudósok sokféleképpen osztályozhatják, és ezzel próbálják értelmessé tenni a közöttünk lévő mikrobák millióit.
Többsejtű vs egysejtű vs sejtos
A mikrobák osztályozásának egyik módja az, hogy vannak-e sejtjeik, és ha igen, akkor hány. A mikroorganizmusok lehetnek:
- Többsejtű - Több cellája van.
- Egysejtű - egyetlen cellája van.
- Acelluláris - Hiányzó sejtek, például vírusok és prionok. (A prionokat általában "fertőző fehérjéknek" nevezik, nem pedig mikrobáknak.)
Eukarióták vs prokarióták
A mikroorganizmusok osztályozásának másik módja a sejttípushoz kapcsolódik. Ide tartoznak az eukarióták és a prokarióták:
- Az eukarióták olyan mikrobák, amelyek "komplex sejtekkel" rendelkeznek, amelyek valódi maggal és membránhoz kötött organellákkal rendelkeznek. Az eukariótákra példák a helminták (férgek), a protozoonok, algák, gombák és élesztők.
- A prokarióták olyan mikrobák, amelyek "egyszerű sejtekkel" rendelkeznek, és amelyeknek nincs igazi magjuk, és hiányoznak a membránhoz kötött organellák. Ilyenek például a baktériumok.
A mikroorganizmusok főbb osztályai
A különböző típusú mikrobák szintén felbonthatók:
- Paraziták: A paraziták néha félelmetesebbek, mint más mikroorganizmusok, legalábbis amikor szabad szemmel nézhetők. A paraziták közé tartoznak a helminták (férgek), flukák, protozoonok és mások. A parazita fertőzések közé tartozik a malária, a giardia és az afrikai alvási betegség. Az ascariasis (gömbférgek) világszerte 1 milliárd embert fertőz meg.
- Gombák és élesztők: A gombák olyan mikroorganizmusok, amelyek bizonyos szempontból hasonlóak a növényekhez. Az élesztőgomba egyfajta gomba. Ilyenek például a lábgomba vagy más típusú élesztőfertőzések, amelyek mind a gombás fertőzések osztályába tartoznak. Ebbe a kategóriába tartoznak a gombák és a penészgombák is. A baktériumokhoz hasonlóan sok "jó gombánk" is van, amelyek testünkön élnek és nem okoznak betegséget.
- Baktériumok: Testünkben és testünkön több baktérium van, mint emberi sejtekben, de ezeknek a baktériumoknak a túlnyomó része "egészséges baktérium". Megvédnek bennünket a rossz vagy kóros baktériumok okozta fertőzésektől, és szerepet játszanak ételeink emésztésében. A baktériumok által okozott fertőzések példái közé tartozik a tuberkulózis és a Strep torok.
- Vírusok: A vírusok bőséges természetűek, bár a legtöbb ember ismeri azokat, amelyek emberi betegségeket okoznak. A vírusok más mikroorganizmusokat is megfertőzhetnek, például baktériumokat, valamint növényeket. Az oltások csökkentették egyes félelmetes betegségek kockázatát, de mások, például az Ebola és a Zika vírus, emlékeztetnek minket arra, hogy nem kezdtük el meghódítani ezeket a miniatűr fenyegetéseket.
- Prionok: A legtöbb tudós ekkor nem a mikroorganizmusok közé sorolja a prionokat, hanem inkább a "fertőző fehérjék" közé. Ennek ellenére a virológusok gyakran tanulmányozzák őket. A prionok lényegében egy rendellenesen hajtogatott fehérje darab, és először nem tűnhetnek félelmetesnek. A prionbetegségek, mint az őrült tehénbetegség, mégis a legfélelmetesebb fertőző betegségek.
A mikrobiológia története
Amit most tudunk a mikroorganizmusokról, és amelyet az alábbiakban tárgyalunk, az viszonylag új a történelemben. Vessünk egy rövid pillantást a mikrobiológia történetére:
Első mikroszkóp / első vizualizált mikroorganizmusok: A mikrobiológia első nagy lépése akkor következett be, amikor van Leeuwenhoek (1632-1723) elkészítette az első, egylencsés mikroszkópot. Nagyjából 300-szoros nagyítású lencsén keresztül képes volt először vizualizálni a baktériumokat (a fogak levakarásából).
A csíraelmélet fejlesztése: Az emberi testet három tudós fertőzésforrásnak ismerte el:
- Dr. Oliver Wendall Holmes megállapította, hogy az otthon szült nőknél kisebb volt a fertőzések valószínűsége, mint a kórházban szülőknél.
- Dr. Semmelweis Ignaz összefüggésbe hozták azokat az orvosokat, akik közvetlenül a boncteremből a szülészeti osztályra mentek, anélkül, hogy kezet mostak volna.
- Joseph Lister aszeptikus technikákat vezetett be, beleértve mind a kézmosást, mind a hő felhasználását a sterilizáláshoz.
Csíraelmélet: A két ember leginkább a csíraelmélet elfogadásának nevezte Louis Pasteur és Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895): Pasteurnak tulajdonítják a biogenezis elméletét, megjegyezve, hogy minden élőlény valamiből származik, nem pedig a spontán generáció idején uralkodó nézetből. Azt állította, hogy sok betegséget mikrobák okoztak (nem pedig a bűn, az Isten haragja és egyéb lehetséges okok.) Megmutatta, hogy a mikroorganizmusok felelősek az erjedésért és a romlásért, és kifejlesztette a ma is alkalmazott pasztörizálásnak nevezett módszert. Fejlesztett veszettség és lépfene oltásokat is.
- Robert Koch (1843-1910): Koch a "Koch posztulációi" tudományos sorozata, amely bebizonyította a csíraelméletet, és amelyet azóta (némi átdolgozással) a tudományos tanulmányokban is alkalmaztak. Meghatározta a tuberkulózis, a lépfene és a kolera okát.
Azóta néhány nevezetesség a következőket tartalmazza:
- 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski felfedezte az első vírust.
- 1928 - Alexander Fleming felfedezte a penicillint.
- 1995 - Megjelent az első mikrobiális genomi szekvencia.
Fertőző mikroorganizmusok
Ha a mikroorganizmusokra gondolunk, a legtöbben a betegségre gondolnak, bár ezek a kis "hibák" általában inkább segítenek minket, mint bántanak minket. (Ügyeljen arra, hogy az alábbiakban olvassa el a "jó mikrobák" leírást.)
Kevesebb, mint egy évszázaddal ezelőtt, és jelenleg a világ számos pontján a mikroorganizmusokkal való fertőzések voltak a fő halálokok. A várható élettartam az Egyesült Államokban drámai módon javult az elmúlt évszázad során nemcsak azért, mert tovább élünk, hanem főleg azért, mert kevesebb gyermek hal meg gyermekkorában.
Az Egyesült Államokban a szívbetegségek és a rák ma az első és a második vezető halálok. Az Egészségügyi Világszervezet adatai szerint az alacsony jövedelmű országokban világszerte a vezető halálok az alsó légúti fertőzések, majd a hasmenéses megbetegedések következnek.
Az oltások és az antibiotikumok, valamint még ennél is fontosabb a tiszta víz megjelenése csökkentette aggodalmainkat a fertőző organizmusok miatt, de nem lenne gőgös. Jelenleg nemcsak a kialakulóban lévő fertőző betegségekkel, hanem az antibiotikumokkal szembeni rezisztenciával is szembesülünk.
Mikroorganizmusok, amelyek hasznosak az emberek számára
Bár ritkán beszélünk róla, a mikroorganizmusok nemcsak hasznosak, hanem életünk szinte minden területén szükségesek. A mikrobák fontosak:
- Testünk védelme a "rossz" mikrobákkal szemben.
- Ételkészítés: A joghurttól az alkoholtartalmú italokig az erjesztés olyan módszer, amelyben a mikrobák szaporodását használják fel az étel létrehozására. Ez az egyik példa, azonban a mikrobák az élet nagy részében az élelmiszerlánc alját képezik.
- A talajon keletkező hulladékok lebontása és a fenti légköri gázok újrafeldolgozása. A baktériumok még olyan nehéz hulladékok esetén is segítséget nyújthatnak, mint az olajszennyezés és a nukleáris hulladék.
- Vitaminok, például K-vitamin és néhány B-vitamin előállítása. A baktériumok az emésztés szempontjából is rendkívül fontosak.
- Információ tárolása: A kriptográfia területén még azokat a módszereket is vizsgálják, amelyek segítségével a baktériumok merevlemezként használhatók információk tárolására.
A mikrobák nemcsak sok funkciót látnak el mert minket - ők részünk. Úgy gondolják, hogy a testünkben és a testünkön található baktériumok 10: 1-szeresével meghaladják a sejtjeinket.
Valószínűleg hallott már az egészségesebb táplálkozásról. A brokkoli és az áfonya fogyasztása mellett a legtöbb egészségügyi szakértő javasolja az erjesztett ételek napi, vagy legalábbis a lehető leggyakoribb fogyasztását. Baktériumok nélkül nem lenne erjedés.
Születéskor a csecsemők testében nincs baktérium. Az első baktériumokat akkor kapják meg, amikor áthaladnak a születési csatornán. (Egyesek szerint a születési csatornán keresztül történő baktérium-expozíció hiánya az oka annak, hogy az elhízás és az allergia gyakoribb a C-szakasz által szállított csecsemőknél.)
Ha az utóbbi időben olvastad a hírt, még azt is feltételezték, hogy a bélben lévő baktériumok felelősek mindennapi hangulatunkért. A mikrobiom tanulmányozásával most sok mindent elmagyaráznak, például azt, hogy az antibiotikumok miért vezethetnek súlygyarapodáshoz.
A mikrobiológia területei
A mikrobiológia területén több különböző terület van. E mezők némelyikére példa a szervezet típusa szerint:
- Parazitológia: A parazitológia tanulmányozása
- Mikológia: A gombák vizsgálata
- Bakteriológia: A baktériumok vizsgálata
- Virológia: A vírusok vizsgálata
- Protozoológia: A protozoonok vizsgálata
- Phycology: Az algák vizsgálata
A mikrobiológia területei hatókörönként is lebonthatók, hogy a témák széles skáláját felöleljék. Néhány példa a sok közül:
- Mikrobiális fiziológia (mikrobák növekedése, metabolizmusa és szerkezete)
- Mikrobiális genetika
- Mikrobiális evolúció
- Környezeti mikrobiológia
- Ipari mikrobiológia (például szennyvíztisztítás)
- Élelmiszer mikrobiológia (fermentáció)
- Biotechnológia
- Bioremediáció
A mikrobiológia jövője
A mikrobiológia területe lenyűgöző, és még sok más van, amit nem ismerünk. Amit a területen talán a legjobban szereztünk, az az, hogy még sok mindent meg kell tanulnunk.
A mikrobák nemcsak betegséget okozhatnak, hanem felhasználhatók más mikrobák elleni küzdelemre szolgáló gyógyszerek (például penicillin) kifejlesztésére is. Úgy tűnik, hogy egyes vírusok rákot okoznak, míg mások a rák elleni küzdelem egyik módját értékelik.
Az egyik legfontosabb oka annak, hogy az emberek megismerjék a mikrobiológiát, az, hogy tiszteletben kell tartani ezeket a "lényeket", amelyek messze felülmúlnak minket. Úgy gondolják, hogy az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia nemcsak az antibiotikumok, hanem az antibakteriális szappanok nem megfelelő használata miatt is megnő. És ez csak akkor történik, ha megnézzük azokat a mikrobákat, amelyeket jelenleg felismerünk. Mivel kialakulnak a fertőző betegségek, és mivel képesek vagyunk a világ szinte bárhová utazni három járattal, nagy szükség van a mikrobiológusok oktatására és felkészítésére.