Бактерияҳо яке аз гурӯҳҳои қадимӣ, гуногун ва бешумори мавҷудоти зинда ба ҳисоб мераванд, ки дар тамоми муҳитҳои биосфераи Замин мавҷуданд. Онҳо ҳамчун организмҳои прокариотӣ тавсиф мешаванд, ки сохтори содатар аз ҳуҷайраҳои эукариотӣ доранд, вале қобилияти мутобиқшавӣ ва фаъолияти метаболикии бениҳоят гуногун нишон медиҳанд. Бактерияҳо дар тақрибан 3,5 миллиард сол қабл дар сайёра пайдо шуда, ҳамчун яке аз аввалин организмҳои зинда дар ташаккули атмосфера, хок, экосистемаҳо ва пайдоиши ҳаёти бисёҳуҷайраӣ нақши калидӣ бозиданд.
Имрӯз маълум аст, ки бактерияҳо дар ҳама муҳитҳо — аз кӯлҳои яхбаста то манбаи гармобиҳои вулқонӣ, аз қабатҳои чуқури хок то рӯдаҳои инсон — ба миқдори бузург ва бо шаклҳои хеле мураккаби экологӣ зиндагӣ мекунанд. Гуногунии онҳо ба миллионҳо намуд мерасад, гарчанде ки танҳо қисми ночизе аз онҳо пурра омӯхта шудааст. Ин гуногунӣ ба одамон имкоят медиҳад, ки аз бактерияҳо дар тиб, саноат, кишоварзӣ ва биотехнология истифода баранд.
Нақши бактерияҳо ҳам мусбат ва ҳам манфӣ буда метавонад. Дар як тараф, онҳо дар равандҳои ҳаётан муҳими табиӣ — аз нитрификатсия то фотосинтези аноксигенӣ — иштирок мекунанд. Дар тарафи дигар, бисёр бемориҳои сироятӣ маҳз аз бактерияҳои патоген ба вуҷуд меоянд. Бо вуҷуди ин, илми микробиология исбот кардааст, ки қисми асосии бактерияҳо барои ҳаёт заруранд ва экосистемаҳои глобалӣ бе онҳо наметавонанд фаъолият кунанд.
Бо пайдоиши технологияҳои нав, аз ҷумла таҳлили геномикӣ, секвенатсияи насли нав (NGS) ва микроскопияи электронии пешрафта, дониш дар бораи бактерияҳо ба таври назаррас васеъ шудааст. Имрӯз мо на танҳо сохтор ва физиологияи онҳоро меомӯзем, балки муносибатҳои мураккаби экологӣ, робитаи онҳо бо одам, дастгоҳи генетикӣ, роҳҳои интиқоли генҳо, инчунин имкониятҳои васеи истифода дар биоинженерияро таҳқиқ менамоем.
Дар ин мақола ҷанбаҳои асосии биологияи бактерияҳо — аз сохтори ҳуҷайравӣ то нақши онҳо дар экология ва тиб — ба таври муфассал баррасӣ мешаванд. Ҳамчунин масъалаҳои муҳим, аз ҷумла рушди муқовимат ба антибиотикҳо, биофилмҳо ва имкониятҳои нави бактерияҳо дар муҳандисии биологӣ мавриди омӯзиш қарор мегиранд.
Гуногунии таксономии бактерияҳо
Систематикаи бактерияҳо дар давраи муосир асосан ба таҳлили молекулавӣ, махсусан пайдарпаии гени 16S rRNA асос ёфтааст. Ин метод имкон дод, ки дарахти ҳаёт аз нав созмон дода шавад ва фаҳмиши равшантар дар бораи гурӯҳҳои асосии бактерияҳо ба даст ояд. Имрӯз ду домени асосии прокариотӣ — Bacteria ва Archaea — ба таври илмӣ ҷудо карда шудаанд, ки ҳар кадом дорои подгурӯҳҳо, филумҳо ва синфҳои гуногун мебошанд.
Бисёр тадқиқотҳо нишон додаанд, ки филумҳои калонтарин, аз қабили Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria, Bacteroidetes ва Cyanobacteria, қисми асосии микробиотаи глобалиро ташкил медиҳанд. Ин гурӯҳҳо дорои хусусиятҳои гуногун буда, аз бактерияҳои фотосинтетикӣ то патогенҳои хатарнокро дар бар мегиранд.
Сохтори ҳуҷайравии бактерияҳо
Сохтори ҳуҷайравии бактерияҳо, гарчанде ки нисбат ба эукариотҳо соддатар мебошад, аммо дорои унсурҳои муҳим аст: мембранаи ҳуҷайра, девори ҳуҷайравӣ, цитоплазма, рибосомаҳо ва як хромосомаи ҳалқагӣ. Аз рӯи таркиби девори ҳуҷайравӣ бактерияҳо ба ду гурӯҳи асосӣ ҷудо мешаванд: грам-мусбат ва грам-манфӣ. Ин фарқият на танҳо барои таксономия, балки барои интихоби табобати антибиотикӣ хусусияти муҳим дорад.
Тадқиқотҳои муосир сохторҳои нозуки бактерияҳоро, ба монанди биофилмҳо, нанотубулҳо ва системаҳои секрецияи сафедавӣ (Type I–VII secretion systems) ба таври амиқ фаҳмондаанд. Ин кашфиёт имкон додааст, ки равандҳои ҳам ҳамкорӣ ва ҳам рақобат миёни бактерияҳо равшан гарданд.
Метаболизм ва физиология
Тадқиқоти классикӣ ва муосир исбот кардааст, ки бактерияҳо аз рӯи истехдоми энергия яке аз гуногунтарин организмҳои оламанд. Онҳо метавонанд фотосинтетикӣ, хемосинтетикӣ, аэробӣ, анаэробӣ ё факултативӣ бошанд. Ин имкониятҳо онҳоро ба иштирокчиёни калидии гардиши моддаҳо дар табиат табдил медиҳад.
Бактерияҳо ҳамчун патоген
Яке аз бахшҳои муҳими адабиёт ба омӯзиши патогенӣ бахшида шудааст. Омилҳои вирулентӣ, аз ҷумла экзотоксинҳо, эндотоксинҳо, адгезинҳо, капсулаҳо ва биофилмҳо, фаъолияти сироятии бактерияҳоро муайян мекунанд. Тадқиқотҳо дар соҳаи иммунологияи микробӣ нишон медиҳанд, ки бактерияҳо роҳҳои гуногуни канорагирӣ аз системаи масуниятро истифода мебаранд.
