لا يستطيع الجميع الإجابة عن ماهية Bacillus subtilis. ومع ذلك ، فإن معظمنا على دراية بهذا المخلوق. لقد رأى أي شخص قام برفع العشب المقطوع حديثًا طبقة بيضاء تحته. هذه هي البكتيريا العصوية الرقيقة. هذه البكتيريا ، الشائعة بشكل غير عادي في الطبيعة ، نمت في الأصل على قش مكسور. لهذا نسميها عصا التبن.
"نموذج" ميكروبيولوجي
تمتلك فروع علم الأحياء المختلفة كائنات "نموذجية" خاصة بها ، والتي تصبح الهدف الرئيسي للدراسة والتجارب. على سبيل المثال ، في علم الوراثة ، أصبحت ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة كائنًا حيويًا ، في علم الأحياء الدقيقة للأوليات - الحذاء الهدبي ، وفي علم الجراثيم - العصوية الرقيقة.
بفضل هذه البكتيريا ، تمت دراسة عملية تكوين البوغ وآلية تشغيل المحرك الحركي للبكتيريا السوطية بدقة. كان علماء الأحياء الجزيئية من بين أول من فك شفرة جينوم هذه العصية.
اليوم ، تنمو العصوية الرقيقة في حالة انعدام الوزن ويتم دراسة تأثيرها على جينوم السكان. في بيولوجيا الفضاءمشعًا بالأشعة فوق البنفسجية الكونية واستكشاف قدرتها على البقاء في ظروف قريبة من تلك الموجودة على المريخ.
وصف موجز
تم وصف عصا التبن لأول مرة في عام 1835 من قبل عالم الأحياء الألماني كريستيان جوتفريد إهرنبرغ (1795-1876). نمت العصوية جيدًا على خلاصة القش ، ولهذا السبب حصلت على الجزء الأول من الاسم. ظاهريًا ، هذه بكتيريا على شكل قضيب ، لذلك تسمى قضبان.
هذه عصيات كبيرة نوعًا ما (يصل طولها إلى 0.008 مم ، وقطرها 0.0006 مم) ، ويمكن رؤيتها حتى في مجهر المدرسة. تحتوي العصوية الرقيقة على العديد من الأسواط على سطح غشاء الخلية.
هذه البكتيريا المتنقلة عبارة عن أيروب (يحتاجون إلى الأكسجين الجوي لضمان عملياتهم الحيوية). لكن بعض السلالات (المجموعات المتجانسة وراثيًا المزروعة صناعياً) يمكن أن تصبح كائنات لاهوائية اختيارية.
درجة الحرارة المثلى لعصي القش ما بين 25 و 30 درجة مئوية. لكنها ستعيش عند -5 و +150 درجة بفضل تكوين الجراثيم.
التغذية والتوزيع
تعيش Bacillus subtilis في التربة ، ولكنها توجد في الماء والغبار. هذه الكائنات الدقيقة هي جزء من النبتات الدقيقة لأمعائنا والجهاز الهضمي للحيوانات.
هذه بكتيريا رمية تتغذى على المخلفات العضوية. المصدر الرئيسي للطاقة بالنسبة لهم هو السكريات على أساس الجلوكوز من أصل نباتي (السليلوز والنشا) والحيوان (الجليكوجين).
المنتجات الأيضية لعصيات القش هي الأحماض الأمينية والفيتامينات والإنزيمات المختلفة والمضادات الحيوية. لقد تعلم الإنسان منذ فترة طويلة استخدام ميزات البكتيريا هذه في أنشطته.
ميزات الكيمياء الحيوية
من أهم خصائص أعواد القش قدرتها على زيادة حموضة البيئة وإنتاج المضادات الحيوية.
هذه العصيات هي مضادات الفطريات الخميرة ، السالمونيلا ، الأميبا بروتيوس والدوسنتاريا ، العقدية والمكورات العنقودية.
في عملية الحياة ، تقوم عصيات القش بتركيب الأحماض الأمينية والمضادات الحيوية والإنزيمات والمواد الفعالة في الجهاز المناعي. اليوم ، تُستخدم سلالات هذه العصيات في إنتاج الإنزيمات والمضادات الحيوية والمنتجات البيولوجية (معززات الرائحة والمضافات الغذائية) والمبيدات الحشرية.
كيف تنمو مستعمرة
في أطباق بتري ، تبدو مستعمرات هذه العصيات مثل الفطائر المجعدة ذات الحواف المتموجة من اللون الأبيض أو الوردي ، والبنية الجافة والمخملية.
في المختبرات ، تُزرع سلالات عصيات القش على مرق ببتون اللحم أو أجار ، أو وسط صناعي ، أو على مادة بها بقايا كائن نباتي.
في المنزل يكفي غلي التبن العادي ووضع التسريب في مكان دافئ لمدة 1-2 يوم. على سطح ضخ الماء ، سيظهر فيلم حصريًا من بكتيريا عصية القش. تموت جميع الكائنات الحية الدقيقة الأخرى عند غليها.
مسببات الأمراض الانتهازية
دخولتكوين الجراثيم في الجهاز الهضمي ، يعزز القش القش تحلل السكريات المعقدة (السليلوز) ، ويفكك البروتينات ، ويساهم في تثبيط البكتيريا المسببة للأمراض.
في الجروح المفتوحة في جسم الإنسان ، تفرز هذه البكتيريا المضادات الحيوية والإنزيمات التي تكسر الأنسجة الميتة. لقد ثبت بالفعل أن هذه العصيات لها تأثير سلبي على الكائنات المسببة للأمراض أثناء العدوى الجراحية (السالمونيلا ، المكورات العنقودية ، العقدية).
ومع ذلك ، فهي مسببة للأمراض بشكل مشروط ، لأن لديهم مثل هذه القدرات السلبية للناس:
- قد يسبب طفح جلدي.
- يسبب التسمم الغذائي عند تناول طعام فاسد.
- قد يسبب التهابات العين
عصا القش والرجل
من وجهة نظر الاستخدام البشري ، تعتبر البكتيريا ذات أهمية في سياق سؤالين:
- كيف يمكنهم مساعدتنا
- كيف يمكن أن يؤذونا
بدأ التعاون البشري بعصا القش منذ وقت طويل. اليوم ، طور علماء الأحياء الدقيقة العديد من سلالات هذه العصيات بصفات محددة جيدًا. يستخدم هذا الكائن الدقيق في إنتاج المحاصيل وتربية الحيوانات وإنتاج الأدوية وطرق إدارة النفايات في إطار الاقتصاد الأخضر.
العصيات في الطب
الخصائص البيوكيميائية تجعل من الممكن استخدام هذا الكائن الحي على نطاق واسع في إنتاج الأدوية. تشير Bacillus subtilis ، وفقًا للخصائص الدوائية ، إلى:
- مضادات الإسهال.
- أجهزة المناعة.
المستحضرات التي تعتمد على عصيات القش ("Sporobacterin" ، "Bactisubtil" ، "Biosporin") موصوفة لخلل الجراثيم في الأمعاء والجهاز التناسلي ، في فترة ما بعد الجراحة مع مضاعفات قيحية.
ومع ذلك ، يجدر بنا أن نتذكر موانع الاستعمال ، وأهمها فرط الحساسية أو عدم تحمل مكونات الدواء.
يستخدم هذا الكائن الدقيق أيضًا على نطاق واسع في المكملات الغذائية.
تطبيقات أخرى
في إنتاج المحاصيل ، يعد "فيتوسبورين" أكثر المستحضرات شيوعًا التي تعتمد على عصيات القش. إنه فعال في مكافحة الأمراض الفطرية والبكتيرية للنباتات المزروعة. في نفس الوقت يمكن أن تؤكل الثمار حتى يوم رشها بالدواء.
في تربية الحيوانات ، تُستخدم خصوصية أعواد القش لتخمير السليلوز ، مما يساهم في امتصاص الحيوانات للكربوهيدرات بشكل أفضل. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم العقاقير المضادة للبكتيريا التي تعتمد على هذه العصا على نطاق واسع في تربية الحيوانات وتربية الدواجن وتربية الأسماك.
البروتياز والأميليز ، إنزيمات عصية القش ، يتم إنتاجها تجاريًا وتستخدم في المنظفات ومستحضرات الدباغة والتنظيف.
هناك سلالات فردية لها تخصص ضيق للغاية. على سبيل المثال ، يتم استخدامها لصنع الناتو الياباني القائم على فول الصويا.
الخطط المستقبلية
تطوير الهندسة الوراثية هو أيضا مستحيل بدونبكتيريا. وعصا القش ليست الأخيرة في قائمة "النماذج" لتكوين الكائنات الحية المعدلة وراثيا.
لقد كتبنا بالفعل عن المساعدة في استكشاف الفضاء.
اليوم ، تتطور دراسة توزيع عصيات القش في الطبيعة بنشاط من وجهة نظر السلامة البيئية. هناك بالفعل أعمال لتقييم حالة البيئة بناءً على ارتباط توزيع هذا الكائن الدقيق الفريد في البيئة.
