اندازه، شکل و آرایش باکتری‌ها

سلول‌های باکتریایی بسیار کوچک هستند و با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نمی‌باشند. اما ابعاد، اشکال و آرایش‌های بسیار گوناگون و متنوعی دارند. در این مقاله قصد داریم مروری بر اندازه، شکل و آرایش باکتری‌ها داشته باشیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

غول‌پیکرترین و کوچکترین باکتری

تیومارگاریتا نامیبین‌سیس^[1] بزرگترین پروکاریوت شناخته شده است. قطر این کمولیتوتروف گوگردی^[2] به 750 میکرومتر می‌رسد و تقریباً با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است. این پروتئو‌باکتری کوکسی گرم منفی^[3] حدود 100 برابر بزرگتر از سلول باکتریایی متوسط است. این باکتری به طور کلی در زنجیرهای ده‌تایی یا بیشتر یافت می‌شود. شناسایی آن نیز آسان است زیرا مانند مروارید رنگ درخشانی دارد. تیومارگاریتا نامیبین‌سیس اغلب در سواحل نامیبیا یافت می‌شود به همین دلیل آن را با نام “مروارید گوگردی نامیبیا” نیز می‌شناسند.

شخصی به نام Heide Schulz به همراه همکارانش در موسسه میکروب شناسی دریایی ماکس پلانک برای اولین بار به این میکروب جذاب در اعماق کف اقیانوس برخورد کردند. Heide Schulz می دانست که این کشف جدید یک میکروارگانیسم است، اما کمی طول کشید تا دیگران را متقاعد کند.

 اندازه غول پیکر این میکروارگانیسم از واکوئل بزرگی که در داخل آن قرار دارد ناشی می‌شود. واکوئل حدود 98 درصد فضای داخلی سلول باکتریایی را اشغال می‌کند. مابقی غشای سلول نیز توسط گوگرد و سیتوپلاسم پر شده است. تا زمان نگارش این مقاله هنوز هم این  ارگانیسم در حال بررسی است اما محققین امیدوارند که بتوان از آن برای پاکسازی آب‌های اقیانوس استفاده کرد.

اپیولوپیسوم فیشلسونی ^[4] یک پروکاریوت بسیار بزرگ دیگر است که اندازه آن به بیش از 600 میکرومتر می‌رسد. این باکتری از نظر فیلوژنتیک با باکتری کلوستریدیوم که تشکیل دهنده اندوسپور است مرتبط بوده و اغلب در روده نوعی ماهی به نام surgeonfish  یافت می‌شود.

گونه‌های مایکوپلاسما کوچکترین سلول‌های باکتریایی هستند که تا کنون کشف شده‌اند و می‌توانند خارج از میزبان بدون اکسیژن زنده بمانند. مایکوپلاسما فاقد دیواره سلولی در اطراف غشای سلولی خود است. این ویژگی آن را به طور طبیعی در برابر آنتی‌بیوتیک‌هایی که سنتز دیواره سلولی را هدف قرار می‌دهند (مانند آنتی بیوتیک‌های بتا لاکتام) مقاوم می‌کند. به دلیل نداشتن دیواره سلولی سفت و سخت، مایکوپلاسما در طیف وسیعی از اشکال) گرد، مستطیل و مخروط) دیده می‌شود. بنابراین نمی‌توان آن‌ها را به عنوان میله‌ای، کوکسی یا مارپیچ یا ویبرو طبقه بندی کرد.

اشکل باکتری‌ها

شکل یک باکتری توسط دیواره سلولی سفت و سخت آن تعیین می‌شود. ظاهر میکروسکوپی یک باکتری یکی از مهم‌ترین معیارهایی است که در شناسایی آن استفاده می‌شود. باکتری‌ها از لحاظ مورفولوژی در 4 دسته‌ی زیر جای می‌گیرند:

• سلول‌های کروی یا کوکسی ^[5]
• سلول‌های میله‌ای شکل یا باسیل ^[6]
• سلول‌های مارپیچی شکل اسپریل ^[7]
• سلول‌های ویرگول شکل یا ویبریو ^[8]

آرایش باکتری‌ها

همانطور که گفته شد، شکل باکتری یکی از مشخصه‌های مهم در شناسایی گونه‌های مختلف باکتریایی است. اما در کنار شکل، نحوه قرار گیری سلول‌های باکتریایی در کنار هم (آرایش باکتری) نیز از اهمیت تشخیصی بالایی برخوردار است. در ادامه اشاره‌ای به چند مورد از مهم‌ترین و رایج‌ترین آرایش باکتریایی خواهیم داشت.

۱. کوکسی‌ها

کوکسی‌ها در چندین آرایش مشخص مانند دیپلوکوک^[9] (کوکسی جفتی)، استرپتوکوک^[10] (کوکسی زنجیره‌ای)، تتراد^[11]، استافیلوکوک^[12] (کوکسی خوشه‌ای) و هشت تایی^[13] ظاهر می‌شود. این آرایش‌ها بر اساس این است که آیا سلول‌های دختر پس از تقسیم با هم بمانند یا خیر. در جدول 1 و 2 مثال‌هایی از این چینش‌ها نشان داده شده است.

جدول 1.آرایش کوکوسی‌های گرم مثبت

جدول 2.آرایش کوکوسی‌های گرم منفی

۲. باسیل‌ها

الگوی آرایش باسیل‌ها به پیچیدگی آرایش کوکسی‌ها نیست. باسیل‌ها بیشتر به صورت منفرد هستند و یا به‌صورت جفت (دیپلوباسیل^[17]) در کنار هم قرار می‌گیرند.

اما برخی از گونه‌ها مانند باسیلوس سوبتیلیس^[18]، آرایشی زنجیره‌ای دارند و در دسته‌ی استرپتوباسیل^[19] جای می‌گیرند.

 برخی دیگر مانند گونه‌های بژیاتوآ^[20] و ساپروسپیرا^[21]، ساختار تریکوم را تشکیل می‌دهند. ساختار تریکروم مشابه با ساختار زنجیره‌ای است اما سطح تماس بسیار بیشتری بین سلول‌های مجاور وجود دارد.

در برخی از باسیل‌ها نیز سلول‌ها مانند چوب کبریت در کنار هم قرار گرفته‌اند. چنین چیدمانی را آرایش محوطه‌ای (palisade arrangement) می‌نامند. کورینه‌باکتریوم دیفتری^[22] چنین ساختاری دارد.

جداول 3 و 4 مثال‌هایی از چینش‌ باسیل‌ها را نشان می‌دهد.

جدول ۳.آرایش باسیل‌های گرم مثبت

جدول ۴.آرایش باسیل‌های گرم منفی

۲. سایر آرایش‌های باکتریایی

آرایش کوکسی‌ها و باسیل‌ها رایج‌ترین آرایش‌های دیده شده در میان گونه‌های باکتریایی هستند. اما همانطور که در قسمت‌های قبل این مطلب نیز گفته شد، علاوه بر کوکسی و باسیل، باکتری‌های به شکل ویبرو و مارپیچ هم هستند و در کنار هم آرایش‌های مختلفی را ایجاد می‌کنند. برخی گونه ها مانند میکوباکتریوم نیز فاقد دیواره سلولی بوده و به همین دلیل آرایش‌ و اشکال مختلفی دارد. در جدول 5 سایر آرایش‌های باکتریایی رایج نشان داده شده است.

جدول ۵. سایر آرایش‌های باکتریایی

جمع‌بندی

همانطور که گفته شد، باکتری‌ها گونه‌ای از میکروارگانیسم‌ها هستند که از نظر بالینی اهمیت بالایی دارند. شناخت مورفولوژی و نحوه قرارگیری باکتری‌ها در کنار هم تاثیر بسزایی در تشخیص گونه‌های باکتریایی مختلف دارد. به همین دلیل در این مطلب سعی کردیم مهم‌ترین اشکال و چینش باکتریایی را بیان کنیم. البته لازم به ذکر است که اشکال باکتریایی بسیار فراتر از چیزی است که در این مطلب گفته شده و محققین همواره در صدد شناخت گونه‌ها و آرایش‌های تازه‌ای از باکتری‌ها هستند.

امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.

واژه‌نامه