Məlumat

7.3.4: Prokariotlardan antibiotiklər - Biologiya

7.3.4: Prokariotlardan antibiotiklər - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hal-hazırda mövcud olan antibiotiklərin əksəriyyəti prokaryotlar tərəfindən əsasən cinsdən olan bakteriyalar tərəfindən istehsal olunur Streptomyces.

Öyrənmə Məqsədləri

  • Streptomyces və digər prokaryotların antibiotik istehsalında rolunu izah edin

Əsas Nöqtələr

  • Gramicidin, ticari olaraq istehsal edilən ilk antibiotiklərdən biridir. Bu, altı antibiotik birləşməsinin heterojen qarışığıdır, bunların hamısı torpaq bakteriyası Bacillus brevis növündən alınır.
  • Streptomyces ən böyük antibiotik istehsal edən cinsdir, antibakterial, antifungal və antiparazitar dərmanlar, həmçinin immunosupressantlar kimi geniş spektrli digər bioaktiv birləşmələr istehsal edir. Onlar təbii mənşəli klinik cəhətdən faydalı antibiotiklərin üçdə ikisindən çoxunu istehsal edirlər.
  • Streptomyces cinsinin üzvləri çoxsaylı antibakterial əczaçılıq vasitələrinin mənbəyidir; bunlardan ən mühümləri arasında bunlardır: Xloramfenikol (S. venezuelae-dən), Linkomisin (S. lincolnensis-dən), Neomisin (S. fradiae-dən), Tetrasiklin (S. rimosus və S. aureofaciens-dən).
  • Bəzi Pseudomonas spp. fenazin tipli antibiotiklər və ya hidrogen sianid kimi digər torpaq mikroblarına antaqonist birləşmələr yarada bilər.

Əsas Şərtlər

  • antibiotik: Bakteriyaları və oxşar mikroorqanizmləri məhv edə və ya böyüməsini maneə törədə bilən hər hansı bir maddə.
  • beta-laktamaza: Müəyyən bakteriyalar tərəfindən istehsal olunan, onların penisilin kimi beta-laktam antibiotiklərinə qarşı müqavimətindən məsul olan ferment.

Penisillin dərmanları, qəliblər tərəfindən istehsal edilən antibiotiklər bir çox ciddi infeksiyaların müalicəsində uğurla istifadə edilən ilk antibiotiklər olsa da, təbii olaraq istehsal olunan antibiotiklərin əksəriyyəti bakteriyalar tərəfindən sintez olunur. 1939-cu ildə fransız mikrobioloq René Dubos tirotrisin maddəsini təcrid etdi və sonra onun iki maddədən, qramisidin (20%) və tirosidindən (80%) ibarət olduğunu göstərdi. Bunlar ticari olaraq istehsal edilən ilk antibiotiklər idi. Gramicidin altı antibiotik birləşməsinin heterojen qarışığıdır, bunların hamısı torpaq bakteriyası növlərindən alınır. Bacillus brevis və kollektiv olaraq qramicidin D adlanır.

Streptomyces antibakterial, antifungal və antiparazitar dərmanlar, həmçinin immunosupressantlar kimi geniş spektrli digər bioaktiv birləşmələr istehsal edən ən böyük antibiotik istehsal edən cinsdir. Onlar təbii mənşəli klinik cəhətdən faydalı antibiotiklərin üçdə ikisindən çoxunu istehsal edirlər. İndi nadir hallarda istifadə edilən streptomisin adını birbaşa ondan alır Streptomyces. Aminoqlikozidlər, bakteriyalardan əldə edilən antibiotiklər sinfi Streptomyces cins -misin şəkilçisi ilə, törəmələri isə adlanır Mikromonospora -misin şəkilçisi ilə adlanır. Lakin bu nomenklatura sistemi aminoqlikozidlər üçün spesifik deyil.

Streptomisetlər mürəkkəb ikincil metabolizm ilə xarakterizə olunur. Demək olar ki, bütün bioaktiv birləşmələr tərəfindən istehsal olunur Streptomyces Substrat miselyumundan hava hif formalaşması ilə üst-üstə düşən vaxt ərzində başlayır.

Streptomisetlər nistatin də daxil olmaqla, dərman əhəmiyyətli çoxsaylı antifungal birləşmələr istehsal edir S. noursei), amfoterisin B (dan S. nodosus) və natamisin (dan S. natalensis).

üzvləri Streptomyces cins çoxsaylı antibakterial əczaçılıq agentlərinin mənbəyidir; Bunlardan ən mühümləri bunlardır: Xloramfenikol (dən S. venesuela), Daptomisin (dan S. roseosporus), Fosfomisin (dan S. fradiae), Linkomisin (dan S. lincolnensis), Neomisin (dan S. fradiae), Puromisin (dan S. alboniger), Streptomisin (dan S. griseus), Tetrasiklin (dan S. rimosusS. aureofaciens).

Klavulan turşusu (dan S. clavuligerus) bəzi antibiotiklərlə (məsələn, amoksisillin) geri dönməz beta-laktamaz inhibəsi yolu ilə bəzi bakteriya müqavimət mexanizmlərini bloklamaq və/və ya zəiflətmək üçün istifadə edilən dərmandır.

Digər bakteriya növləri də antibiotik istehsal edir. Belə misallar bəziləridir Pseudomonas antimikrobiyal birləşmələr istehsal edən növlər. P. aurantiaca Qram-müsbət orqanizmlərə qarşı antibiotik olaraq aktiv olan di-2,4-diasetilfluoroglusilmetan birləşməsini istehsal edir. Digər Pseudomonas spp. fenazin tipli antibiotiklər və ya hidrogen sianid kimi digər torpaq mikroblarına antaqonist birləşmələr yarada bilər.


Antibiotiklər insan hüceyrələrini deyil, bakteriya hüceyrələrini necə öldürür?

İnsan infeksiyalarının müalicəsində faydalı olmaq üçün antibiotiklər seçici olaraq onların insan sahibinin hüceyrələrini deyil, aradan qaldırılması üçün bakteriyaları hədəf almalıdır. Həqiqətən də, müasir antibiotiklər ya bakteriyalara xas olan proseslərə – məsələn, hüceyrə divarlarının və ya fol turşusunun sintezi – ya da zülal və ya DNT replikasiyası da daxil olmaqla həm bakteriya, həm də insan hüceyrələri üçün ümumi olan proseslər daxilində bakteriyaya xas hədəflərə təsir göstərir. . Aşağıda bəzi nümunələr verilmişdir.

Əksər bakteriyalar, qismən peptidoqlikan adlı bir makromolekuldan ibarət olan, özü də amin şəkərləri və qısa peptidlərdən ibarət hüceyrə divarı istehsal edir. İnsan hüceyrələri peptidoqlikan yaratmır və ya ehtiyac duymur. Geniş istifadə edilən ilk antibiotiklərdən biri olan penisilin bu makromolekulun yığılmasında son çarpaz əlaqə mərhələsinin və ya transpeptidasiyanın qarşısını alır. Nəticədə çox kövrək hüceyrə divarı partlayır və bakteriyanı öldürür. İnsan ev sahibinə heç bir zərər yoxdur, çünki penisilin bizim içimizdə gedən heç bir biokimyəvi prosesi maneə törətmir.

Bakteriyalar da onların metabolik yollarını hədəf alaraq seçici şəkildə məhv edilə bilər. Sulfanilamidlər, məsələn, sulfametoksazol, fol turşusunun sintezi üçün vacib olan para-aminobenzoy turşusuna strukturuna bənzəyir. Bütün hüceyrələr fol turşusuna ehtiyac duyur və insan hüceyrələrinə asanlıqla yayıla bilir. Lakin vitamin bakteriya hüceyrələrinə daxil ola bilməz və buna görə də bakteriyalar özlərini yaratmalıdırlar. Sulfanilamidlər kimi sulfa dərmanları bu prosesdə kritik bir fermenti - dihidropteroat sintazanı inhibə edir. Proses dayandırıldıqdan sonra bakteriyalar daha çox inkişaf edə bilməz.

Digər növ antibiotik - tetrasiklin də protein sintezini dayandıraraq bakteriya artımını maneə törədir. Həm bakteriya, həm də insanlar protein sintezini ribosomlar adlanan strukturlarda həyata keçirirlər. Tetrasiklin bakteriyaların membranlarını keçə və sitoplazmada yüksək konsentrasiyalarda toplana bilər. Daha sonra tetrasiklin ribosomdakı tək bir yerə - 30S (kiçik) ribosomal alt bölməyə bağlanır və uzanan zülal zəncirini bağlayan əsas RNT qarşılıqlı əlaqəsini bloklayır. İnsan hüceyrələrində isə tetrasiklin protein sintezini dayandırmaq üçün kifayət qədər konsentrasiyada yığılmır.

Eynilə, DNT replikasiyası həm bakteriyada, həm də insan hüceyrələrində baş verməlidir. Proses hər birində kifayət qədər fərqlidir ki, siprofloksasin kimi antibiotiklər – qarışqa basilinə qarşı aktivliyi ilə seçilən ftorxinolon – xüsusi olaraq bakteriyalarda DNT giraz adlı fermenti hədəfə ala bilir. Bu ferment sıx şəkildə sarılmış xromosom DNT-ni rahatlaşdırır və bununla da DNT replikasiyasının davam etməsinə imkan verir. Lakin bu antibiotik insanların DNT girazlarına təsir göstərmir və beləliklə, ev sahibi zərər görmədən bakteriyalar yenə ölür.

Bir çox digər birləşmələr həm bakteriya, həm də insan hüceyrələrini öldürə bilər. Antibiotiklərin bakteriyalara qarşı seçici təsiri onları infeksiyaların müalicəsində faydalı edir və eyni zamanda ev sahibinə başqa bir gün yaşamağa imkan verir.


Ön söz

Antibiotik dərman-hədəf qarşılıqlı təsirləri və onların müvafiq birbaşa təsirləri ümumiyyətlə yaxşı xarakterizə olunur. Bunun əksinə olaraq, hüceyrə ölümünə kömək edən antibiotik dərman müalicələrinə bakterial reaksiyalar o qədər də başa düşülmür və çoxlu genetik və biokimyəvi yolları əhatə edən olduqca mürəkkəb olduğu sübut edilmişdir. Burada, biz dərman-hədəf qarşılıqlı təsirlərinin çox qatlı təsirlərini, o cümlədən bakterisid antibiotiklərin inhibə etdiyi əsas hüceyrə proseslərini və bakterisid antibiotiklərlə öldürülməyə kömək edən əlaqəli hüceyrə reaksiya mexanizmlərini nəzərdən keçiririk. Biz həmçinin bioloji şəbəkələrin tədqiqi vasitəsilə aşkar edilmiş bu mexanizmlərə dair yeni anlayışları müzakirə edirik və bu anlayışların sintetik biologiyada əlaqəli inkişaflarla birlikdə yeni antibakterial terapiya yaratmaq üçün necə istifadə oluna biləcəyini təsvir edirik.


Kimyəvi, Prokaryotik və Eukaryotik Həyatın Təkamülü

Laurens A. Cole, Həyat Biologiyası, 2016

Prokaryotik Həyat

Prokaryotlar, nə membranı olan fərqli bir nüvəyə, nə də digər xüsusi orqanellərə malik olmayan mikroskopik bir hüceyrəli orqanizmdir. Prokaryotlara bakteriya və arxeya daxildir. Prokaryotların həyatı, ilkin karbon qazı, karbon monoksit, buxar, azot, hidrogen və ammonyak atmosferi ilə qidalanaraq, təxminən 4 milyard il əvvəl başlamışdır.

Prokaryotlar iki sahəyə, arxeya və bakteriyalara bölünə bilər. Prokaryotlarda bütün hüceyrədaxili suda həll olunan komponentlər, zülallar, DNT və metabolitlər ayrı-ayrı hüceyrə bölmələrində deyil, hüceyrə membranı ilə əhatə olunmuş sitoplazmada birlikdə yerləşir. Bakteriyalar, zülal qabıqlarında qapalı ibtidai orqanellər kimi fəaliyyət göstərdiyi güman edilən zülal əsaslı bakterial mikro bölmələrə malikdir. Bəzi prokaryotlar, məsələn, siyanobakteriyalar böyük koloniyalar yarada bilər. Digərləri, məsələn, miksobakteriyalar, həyat dövrlərində çoxhüceyrəli mərhələlərə malikdir.

Prokaryotlarda eukariotlardan daha primitiv olan sitoskeleton var. Aktin və tubulinin homoloqlarından başqa, flagellumun spiral şəklində düzülmüş tikinti bloku flagellin bakteriyaların ən əhəmiyyətli sitoskeletal zülallarından biridir və bakteriyaların əsas hüceyrə fizioloji cavabı olan kemotaksisin struktur fonunu təmin edir. Ən azı bəzi prokaryotlarda ibtidai orqanellər kimi görünə bilən hüceyrədaxili strukturlar var. Membran orqanoidlər və ya hüceyrədaxili membranlar prokaryotların bəzi qruplarında, məsələn, vakuollarda və ya fotosintez kimi xüsusi metabolik xüsusiyyətlərə həsr olunmuş membran sistemlərində geniş yayılmışdır. Bəzi növlər, həmçinin fərqli fizioloji rolları olan zülalla örtülmüş mikro bölmələrə malikdir.

Şəkil 13.2, 4,3-4,4 milyard il əvvəl başlayan və ibtidai karbon qazı, karbon monoksit, buxar, azot, hidrogen və ammonyak atmosferindən oksigen-azot atmosferi vasitəsilə bu günə qədər uzanan prokariotların təkamülünü göstərir. Şəkil 13.2-də sadalanan inkişaf etmiş növlərə ümumi infeksiyalara səbəb olanlar, Salmonella enterica (qida zəhərlənməsinin səbəbi), Solğun treponema (sifilis səbəbi), Mycobacterium tuberculosis (vərəm səbəbi), Streptokok pirogenləri (boğaz ağrısı səbəbi) və Streptokok pnevmoniyası (sətəlcəm səbəbi).

Şəkil 13.2. Prokariotların təkamülü.

Prokaryotik həyat milyardlarla il təkamül və ya təkmilləşmə yolu keçsə də, çox elementar bir həyatdır. Biz həyat formalarını öldürməyimizə əhəmiyyət vermədən antibiotiklər və yuyucu vasitələrlə milyardlarla bakteriyaları öldürürük. Bu, öldürmədiyimiz və əhəmiyyət vermədiyimiz elementar bir həyat formasıdır.


Antibiotiklər necə işləyir?

20-ci əsrə qədər bakteriyaların yaratdığı infeksiyaların, o cümlədən pnevmoniya, vərəm, süzənək, revmatik qızdırma və sidik yollarının infeksiyaları üçün effektiv müalicə üsulları yox idi. Lakin 1929-cu ildə bakterioloq Alexander Fleming tibbdə yeni bir dövr açan ilk əsl antibiotik olan penisilin kəşf etdi.

O vaxtdan bəri elm adamları bakteriyalarla müxtəlif üsullarla mübarizə aparan onlarla antibiotik tapdılar.

Penisillin də daxil olmaqla bir çox antibiotik bakteriyaların hüceyrə divarına hücum edərək işləyir. Xüsusilə, dərmanlar bakteriyaların hüceyrə divarında peptidoqlikan adlı molekulu sintez etməsinə mane olur və bu, divarı insan orqanizmində yaşamaq üçün lazım olan gücü təmin edir.

Lakin peptidoqlikan və mdash vankomisinin yığılmasını maneə törətməyin bir çox yolu var, məsələn, peptidoqlikana da müdaxilə edir, lakin penisilinin etdiyi kimi deyil.

Digər antibiotiklər bakteriyalarda uğurlu DNT replikasiyasının qarşısını alır. Xinolonlar adlanan antimikroblar sinfi DNT girazını, replikasiya üçün DNT-ni açmağa kömək edən mühüm fermenti hədəf alır. Girazanı tənlikdən çıxararaq, siprofloksasin və oxşar antibiotiklər bakteriyaların çoxalmasının qarşısını effektiv şəkildə alır.

Bəzi antibiotiklər, o cümlədən sızanaqların, tənəffüs yollarının infeksiyalarının və digər xəstəliklərin müalicəsində istifadə edilən tetrasiklin protein sintezini maneə törədir. Dərmanlar bunu əsas molekulların protein sintezinin baş verdiyi ribosomlar adlanan hüceyrə strukturlarında seçilmiş yerlərə bağlanmasının qarşısını alır. Zülalları olmadan bakteriyalar həyati funksiyaları, o cümlədən aseksual çoxalma həyata keçirə bilməzlər.

Rifamisin, vərəmlə mübarizə aparan antibiotiklər qrupu, bədənin DNT-sini zülallara çevirməkdə iştirak edən bir molekul olan RNT-nin sintezini maneə törətməklə oxşar təsirə nail olur.

Digər antibiotiklər bakteriyaların fol turşusu, vacib vitamin və mdash istehsalını dayandırmaqla və ya maddələrin hüceyrə daxilində və hüceyrədən necə hərəkət etdiyini idarə edən bakteriyanın hüceyrə membranının quruluşunu mübahisə etməklə infeksiyalarla mübarizə aparır.


Prokaryotların xüsusiyyətləri

Prokaryotik və eukaryotik hüceyrələr arasında bir çox fərq var. Bununla belə, bütün hüceyrələrin dörd ümumi quruluşu var: hüceyrə üçün maneə rolunu oynayan və hüceyrəni ətraf mühitin sitoplazmasından ayıran plazma membranı, hüceyrənin genetik materialının (DNT və RNT) içərisində jele kimi bir maddə və zülal sintezinin həyata keçirildiyi ribosomlar. Baş verir. Prokaryotlar müxtəlif formalarda olur, lakin bir çoxları üç kateqoriyaya bölünür: kokklar (sferik), basillər (çubuqşəkilli) və spirilla (spiral formalı) ([Şəkil 3]).

Şəkil 3: Bir çox prokaryotlar formalarına görə üç əsas kateqoriyaya bölünür: (a) kokklar və ya sferik (b) basillər və ya çubuqşəkilli və (c) spirilla və ya spiralvari. (kredit: Janice Haney Carr tərəfindən işin dəyişdirilməsi, Dr. Richard Facklam, CDC krediti c: Dr. David Cox tərəfindən işin dəyişdirilməsi, Matt Russell-dən CDC miqyaslı məlumat)


Antibiotiklər nədir?

Antibiotiklər ümumiyyətlə bakteriyaları öldürən və ya onların böyüməsini maneə törədən agentlər kimi müəyyən edilir. Əvvəlcə təbii məhsullardan qaynaqlansa da, bu gün laboratoriyalarda istifadə edilən bir çox ümumi antibiotiklər yarı sintetik və ya tam sintetik birləşmələrdir. Antibiotiklər bakteriyaları birbaşa öldürmələrinə (bakterisid) və ya yavaş böyüməsinə/hüceyrə bölünməsinin qarşısının alınmasına (bakteriostatik) görə təsnif edilə bilər, lakin bu iki kateqoriya arasındakı fərq bir qədər boz sahə ola bilər, çünki bəzi bakteriostatik reagentlər istifadə edildikdə bakteriyaları öldürə bilər. yüksək konsentrasiyalar (və əksinə). Laboratoriyaya nəzər saldıqda, çox güman ki, aşağıdakı cədvəldə sadalanan antibiotiklərin çoxunu tapa bilərsiniz. Qeyd edək ki, bu yazıda biz ilk növbədə qram-mənfi bakteriyalara qarşı antibiotiklərə diqqət yetirəcəyik. Gələcək yazılarda maya və ya məməli hüceyrələri kimi qeyri-bakterial hüceyrələrdə seçimi ətraflı izah edəcəyik.

30S ribosomal subunitini bağlayır, protein sintezini dayandırır

Protein sintezinin başlamasına mane olur

50S ribosomal subunitini bloklayır, aminoasil translokasiyasını maneə törədir

30S ribosomal alt bölməni bağlayır, zülal sintezini maneə törədir (uzatma mərhələsi)

*Prokaryotlarda. **dH-də həll edin2Başqa cür göstərilməyibsə, O və steril filtr.

Yuxarıdakı cədvəldə laboratoriyada tez-tez rast gəlinən bəzi antibiotiklər, onların bakteriyaları öldürmə mexanizmi və ümumi iş konsentrasiyası verilmişdir. Antibiotik ehtiyatlarının necə hazırlanacağına dair təlimatlar üçün Addgene-nin Referans Səhifəsinə baxın.


Biofilmlər və xəstəlik

Xatırladaq ki, biofilmlər məhv edilməsi çox çətin olan mikrob icmalarıdır. Kistik fibroz, Legioner xəstəliyi və otit mediası olan xəstələrdə infeksiyalar kimi xəstəliklərdən məsuldurlar. Onlar diş lövhəsi istehsal edir və kateterləri, protezləri, transkutan və ortopedik cihazları, kontakt linzaları və kardiostimulyator kimi daxili cihazları kolonizasiya edirlər. Onlar həmçinin açıq yaralarda və yanmış toxumalarda əmələ gəlir. Səhiyyə mühitlərində biofilmlər hemodializ maşınlarında, mexaniki ventilyatorlarda, şuntlarda və digər tibbi avadanlıqlarda böyüyür. Əslində, xəstəxanada əldə edilən bütün infeksiyaların 65 faizi (xəstəxana içi infeksiyalar) biofilmlərə aiddir. Biofilmlər həmçinin qidadan yoluxmuş xəstəliklərlə də əlaqədardır, çünki onlar tərəvəz yarpaqlarının və ətlərin səthini, eləcə də lazımi qaydada təmizlənməmiş qida emalı avadanlıqlarını koloniyalaşdırırlar.

Biofilm infeksiyaları bəzən tədricən inkişaf edir, dərhal simptomlara səbəb olmur. Onlar nadir hallarda ev sahibi müdafiə mexanizmləri tərəfindən həll edilir. Bir biofilm tərəfindən infeksiya müəyyən edildikdə, onu aradan qaldırmaq çox çətindir, çünki biofilmlər antibiotiklər də daxil olmaqla, mikrob artımına nəzarət etmək üçün istifadə olunan metodların əksəriyyətinə davamlıdır. Biofilmlər antibiotiklərə zəif və ya müvəqqəti olaraq cavab verir, onların sərbəst yaşayan və ya planktonik olduqları zaman eyni bakteriyaları öldürmək üçün istifadə edilən antibiotik konsentrasiyalarından 1000 dəfəyə qədər müqavimət göstərə bildikləri deyilir. Böyük bir antibiotik dozası xəstəyə zərər verə bilər, buna görə elm adamları biofilmlərdən qurtulmağın yeni yolları üzərində işləyirlər.


Biologiya 171

Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

  • Azot fiksasiyasına ehtiyacı və bunun necə həyata keçirildiyini izah edin
  • Dərimizi və həzm sistemimizi kolonizasiya edən bakteriyaların faydalı təsirlərini təsvir edin
  • Qida məhsullarının emalı zamanı istifadə olunan prokariotları müəyyən edin
  • Bioremediasiyada prokariotların istifadəsini təsvir edin

Xoşbəxtlikdən, prokaryotların yalnız bir neçə növü patogendir! Prokaryotlar da insanlar və digər orqanizmlərlə faydalı olan bir sıra yollarla qarşılıqlı əlaqədə olurlar. Məsələn, prokaryotlar karbon və azot dövrünün əsas iştirakçılarıdır. İnsanların və digər heyvanların həzm sistemlərində qida maddələri istehsal edir və ya emal edirlər. Prokaryotlar bəzi insan qidalarının istehsalında istifadə olunur və həmçinin təhlükəli materialların parçalanması üçün istifadə olunur. Əslində, prokaryotlar olmadan həyatımız mümkün olmazdı!

Bakteriyalar və Eukariotlar arasında əməkdaşlıq: Azotun fiksasiyası

Azot canlılar üçün çox vacib elementdir, çünki o, müvafiq olaraq nuklein turşularının və zülalların tikinti blokları olan nukleotidlərin və amin turşularının bir hissəsidir. Azot, adətən, yerüstü ekosistemlərdə ən məhdudlaşdırıcı elementdir, atmosfer azotu, N2, mövcud azotun ən böyük hovuzunu təmin edir. Bununla belə, eukaryotlar makromolekulları sintez etmək üçün atmosfer, qaz azotundan istifadə edə bilməzlər. Xoşbəxtlikdən, azot "sabit" ola bilər, yəni daha əlçatan bir forma - ammonyak (NH3)— ya bioloji, ya da abiotik.

Abiotik azot fiksasiyası ildırım kimi fiziki proseslər və ya sənaye prosesləri nəticəsində baş verir. Bioloji azot fiksasiyası (BNF) yalnız prokaryotlar tərəfindən həyata keçirilir: torpaq bakteriyaları, siyanobakteriyalar və Frankia spp. (qızılağac, bayberry və şirin qıjı kimi aktinorhizal bitkilərlə qarşılıqlı təsir göstərən filamentli bakteriyalar). Fotosintezdən sonra BNF Yerdəki ən vacib bioloji prosesdir. Aşağıdakı ümumi azot fiksasiya tənliyi bir sıra təmsil edir redoks reaksiyaları (Pi qeyri-üzvi fosfat deməkdir).

BNF vasitəsilə ümumi sabit azot ildə təxminən 100-180 milyon metrik ton təşkil edir ki, bu da kənd təsərrüfatında istifadə olunan azotun təxminən 65 faizini təşkil edir.

Siyanobakteriyalar su mühitində ən vacib azot fiksatorlarıdır. Torpaqda cins üzvləri ClostridiumAzotobakter sərbəst yaşayan, azot fiksasiya edən bakteriyalara nümunədir. Digər bakteriyalar paxlalı bitkilərlə simbiotik olaraq yaşayır və sabit azotun ən vacib mənbəyini təmin edir. Simbiontlar torpaqlarda sərbəst yaşayan orqanizmlərə nisbətən 10 faktorla daha çox azot təyin edə bilər. Birlikdə rizobiya adlanan torpaq bakteriyaları, azot fiksasiyasının baş verdiyi xüsusi strukturlar olan düyünlər yaratmaq üçün paxlalılarla simbiotik qarşılıqlı əlaqədə ola bilir ((Şəkil)). Nitrogenaz, azotu fiksasiya edən ferment oksigen tərəfindən təsirsiz hala gətirilir, buna görə də düyün azot fiksasiyasının baş verməsi üçün oksigensiz bir sahə təmin edir. Oksigen adlanan bitki hemoglobin forması ilə sekvestr edilir leghemoqlobin, qoruyan nitrogenaza, lakin tənəffüs fəaliyyətini dəstəkləmək üçün kifayət qədər oksigen buraxır.

Simbiotik azot fiksasiyası təbii və ucuz bitki gübrəsini təmin edir: Atmosfer azotunu bitkilər tərəfindən asanlıqla istifadə oluna bilən ammonyaka qədər azaldır. Paxlalı bitkilərin istifadəsi kimyəvi gübrələmə üçün əla alternativdir və xüsusi maraq doğurur davamlı kənd təsərrüfatıkimyəvi maddələrin istifadəsini minimuma endirməyə və təbii ehtiyatlara qənaət etməyə çalışır. Simbiotik azot fiksasiyası vasitəsilə bitki sonsuz azot mənbəyindən: atmosferdən istifadə edir. Bakteriyalar bitkidən alınan fotosintatlardan (fotosintez zamanı əmələ gələn karbohidratlar) istifadə etməkdən və qorunan yuvaya malik olmaqdan faydalanır. Bundan əlavə, torpaq təbii gübrələnmədən də faydalanır. Buna görə də, rizobiyanın biogübrə kimi istifadəsi davamlı bir təcrübədir.

Paxlalılar niyə bu qədər vacibdir? Bəziləri, soya fasulyesi kimi, kənd təsərrüfatı zülalının əsas mənbəyidir. İnsanların istehlak etdiyi ən vacib paxlalı bitkilərdən bəziləri soya, yerfıstığı, noxud, noxud və lobyadır. Digər paxlalı bitkilər, məsələn yonca, mal-qaranı bəsləmək üçün istifadə olunur.

Dərimizdə və mədə-bağırsaq traktında yaşayan kommensal bakteriyalar bizim üçün bir çox yaxşı şeylər edir. Onlar bizi patogenlərdən qoruyur, qidalarımızı həzm etməyə kömək edir, vitamin və digər qida maddələrimizin bir hissəsini istehsal edir. Bu fəaliyyətlər çoxdan məlumdur. Bu yaxınlarda elm adamları bu bakteriyaların əhval-ruhiyyəmizi tənzimləməyə, fəaliyyət səviyyələrimizə təsir göstərməyə və hətta qida seçimlərimizə və udma nümunələrimizə təsir edərək çəkiyə nəzarət etməyə kömək edə biləcəyinə dair sübutlar topladılar. İnsan Mikrobiomu Layihəsi normal bakteriyalarımızı (və arxeyanı) kataloqlaşdırma prosesinə başlamışdır ki, biz bu funksiyaları daha yaxşı anlaya bilək.

Normal floramızın xüsusilə maraqlı nümunəsi həzm sistemimizlə bağlıdır. Yüksək dozada antibiotik qəbul edən insanlar normal bağırsaq bakteriyalarının çoxunu itirməyə meyllidirlər ki, bu da təbii olaraq antibiotikə davamlı olan növlərin yaranmasına imkan verir. Clostridium difficile böyümək və ağır mədə problemlərinə, xüsusən də xroniki ishala səbəb olmaq ((Şəkil)). Aydındır ki, bu problemi antibiotiklərlə müalicə etməyə çalışmaq onu daha da pisləşdirir. Bununla belə, normal bağırsaq mikrob icmasını bərpa etmək üçün xəstələrə sağlam donorlardan nəcis nəqli verməklə uğurla müalicə edilmişdir. Bu texnikanın təhlükəsizliyini və effektivliyini təmin etmək üçün klinik sınaqlar aparılır.

Alimlər həmçinin aşkar edirlər ki, bağırsaq traktımızda müəyyən əsas mikrobların olmaması bizi müxtəlif problemlərə gətirib çıxara bilər. Bu, immunitet sisteminin düzgün işləməsi ilə bağlı xüsusilə doğru görünür. Bu mikrobların yoxluğunun allergiya və bəzi otoimmün xəstəliklərin inkişafına mühüm töhfə verdiyini göstərən maraqlı tapıntılar var. Hazırda daxili ekosistemimizə müəyyən mikrobların əlavə edilməsinin bu problemlərin müalicəsində, eləcə də autizmin bəzi formalarının müalicəsində kömək edib-etmədiyini yoxlamaq üçün araşdırmalar davam edir.

Erkən Biotexnologiya: Pendir, Çörək, Şərab, Pivə və Qatıq

Birləşmiş Millətlər Təşkilatının Bioloji Müxtəliflik Konvensiyasına əsasən, biotexnologiya “xüsusi istifadə üçün məhsul və ya prosesləri hazırlamaq və ya dəyişdirmək üçün bioloji sistemlərdən, canlı orqanizmlərdən və ya onların törəmələrindən istifadə edən hər hansı texnoloji tətbiqdir.” 1 “Xüsusi istifadə” anlayışı bir növ kommersiya tətbiqini əhatə edir. Genetik mühəndislik, süni seçim, antibiotik istehsalı və hüceyrə mədəniyyəti biotexnologiyanın aktual tədqiqat mövzularıdır və sonrakı fəsillərdə təsvir ediləcəkdir. Bununla belə, insanlar biotexnologiya termini yaranmamışdan əvvəl prokaryotlardan istifadə edirdilər. Bu erkən biotexnologiyanın bəzi məhsulları pendir, çörək, şərab, pivə və qatıq kimi tanışdır, burada həm bakteriya, həm də digər mikroblar, məsələn, maya, göbələk istifadə olunur ((Şəkil)).

Pendir istehsalı təxminən 4000-7000 il əvvəl insanlar heyvanları yetişdirməyə və onların südlərini emal etməyə başladığı zaman başladı. Fermentasiya bu halda qida maddələrini qoruyur: Süd nisbətən tez xarab olur, lakin pendir kimi işləndikdə daha sabit olur. Pivəyə gəlincə, pivə istehsalı ilə bağlı ən qədim qeydlərin təxminən 6000 yaşı var və Şumer mədəniyyətinin ayrılmaz hissəsi olub. Sübutlar göstərir ki, şumerlər fermentasiyanı təsadüfən kəşf ediblər. Şərab təxminən 4500 ildir istehsal olunur və sübutlar qatıq kimi mədəni süd məhsullarının ən azı 4000 ildir mövcud olduğunu göstərir.

Planetimizi təmizləmək üçün prokaryotlardan istifadə: Bioremediasiya

Mikrobial bioremediasiya çirkləndiriciləri çıxarmaq üçün prokaryotların (və ya mikrob metabolizminin) istifadəsidir. Bioremediasiya torpaqdan qrunt sularına və yeraltı sulara süzülən kənd təsərrüfatı kimyəvi maddələrini (məsələn, pestisidlər, gübrələr) çıxarmaq üçün istifadə edilmişdir. Selenium və arsen birləşmələri kimi bəzi zəhərli metallar və oksidlər də bioremediasiya yolu ilə sudan çıxarıla bilər. SeO azaldılması4 -2 SeO3 -2 və Se 0 (metal selenium) sudan selenium ionlarını çıxarmaq üçün istifadə edilən bir üsuldur. Merkuri (Hg) bioremediasiya yolu ilə ətraf mühitdən çıxarıla bilən zəhərli metala misaldır. Bəzi pestisidlərin aktiv tərkib hissəsi kimi civə sənayedə istifadə olunur və eyni zamanda batareya istehsalı kimi müəyyən proseslərin əlavə məhsuludur. Metil civə adətən təbii mühitdə çox aşağı konsentrasiyalarda olur, lakin canlı toxumalarda toplandığı üçün çox zəhərlidir. Bir neçə növ bakteriya zəhərli civənin toksik olmayan formalara biotransformasiyasını həyata keçirə bilər. Bu bakteriyalar, məsələn Pseudomonas aeruginosa, Hg +2-ni insanlar üçün toksik olmayan Hg 0-a çevirə bilər.

Prokariotların bioremediasiya məqsədləri üçün istifadəsinin ən faydalı və maraqlı nümunələrindən biri neft dağılmalarının təmizlənməsidir. Prokariotların neftin bioremediasiyası üçün əhəmiyyəti son illərdə bir sıra neft dağılmalarında, məsələn, Alyaskada Exxon Valdez sızması (1989) ((Şəkil)), İspaniyada Prestij neft sızması (2002), Aralıq dənizinə sızma kimi nümayiş etdirilmişdir. Livan elektrik stansiyasından (2006) və bu yaxınlarda BP-nin Meksika körfəzində neft sızması (2010). Okeanda neft dağılmaları halında, davam edən təbii bioremediasiya baş verir, çünki dağılmadan əvvəl okeanda neft istehlak edən bakteriyalar var. Bu təbii olaraq meydana gələn nefti parçalayan bakteriyalara əlavə olaraq, insanlar emal oluna bilən karbohidrogen birləşmələrinin yüksək effektivliyi və spektri ilə eyni qabiliyyətə malik bakteriyaları seçir və mühəndisləşdirir. Bioremediasiya bakteriyaların böyüməsinə kömək edən qeyri-üzvi qidaların əlavə edilməsi ilə gücləndirilir.

Bəzi karbohidrogenləri parçalayan bakteriyalar neft damcısındakı karbohidrogenlərlə qidalanır və karbohidrogenləri daha kiçik alt hissələrə parçalayır. Bəzi növlər, məsələn Alcanivorax borkumensis, səthi aktiv maddələr istehsal edən həll etmək yağı (suda həll edir), digər bakteriyalar isə yağı karbon qazına parçalayır. İdeal şəraitdə neftin tərkibindəki uçucu olmayan komponentlərin 80 faizə qədərinin dağılmadan sonra bir il ərzində xarab ola biləcəyi bildirilmişdir. Tərkibində aromatik və yüksək şaxələnmiş karbohidrogen zəncirləri olan digər neft fraksiyalarının çıxarılması daha çətindir və ətraf mühitdə daha uzun müddət qalır.

Bölmənin xülasəsi

Patogenlər bütün prokaryotların yalnız kiçik bir faizini təşkil edir. Əslində, prokaryotlar insanlara və digər orqanizmlərə vacib xidmətlər göstərirlər. Bol atmosfer şəklində eukariotlar tərəfindən istifadə edilə bilməyən azot “sabitlənə” və ya ammonyaka (NH) çevrilə bilər.3) ya bioloji, ya da abiotik. Bioloji azot fiksasiyası (BNF) yalnız prokaryotlar tərəfindən həyata keçirilir və yer üzündə ikinci ən vacib bioloji prosesi təşkil edir. Bəzi yer azotunun sərbəst yaşayan bakteriyalar tərəfindən sabitləşməsinə baxmayaraq, BNF-nin çoxu torpaq rizobiyası ilə paxlalı bitkilərin kökləri arasında simbiotik qarşılıqlı təsirdən irəli gəlir.

İnsan həyatı ancaq mikrobların, həm ətrafdakıların, həm də bizi ev adlandıran növlərin hərəkəti sayəsində mümkündür. Daxili olaraq, onlar qidamızı həzm etməyə, bizim üçün həyati vacib qida maddələri istehsal etməyə, bizi patogen mikroblardan qorumağa və immunitet sistemimizi düzgün işləməyə öyrətməyə kömək edir.

Mikrobial bioremediasiya çirkləndiriciləri aradan qaldırmaq üçün mikrob metabolizmindən istifadə etməkdir. Bioremediasiya torpaqdan qrunt sularına və yerin səthinə süzülən kənd təsərrüfatı kimyəvi maddələrini çıxarmaq üçün istifadə edilmişdir. Selenium və arsen birləşmələri kimi zəhərli metallar və oksidlər də bioremediasiya yolu ilə çıxarıla bilər. Yəqin ki, bioremediasiya məqsədləri üçün prokariotlardan istifadənin ən faydalı və maraqlı nümunələrindən biri neft dağılmalarının təmizlənməsidir.

Pulsuz Cavab

Dostunuz prokaryotların həmişə zərərli və patogen olduğuna inanır. Onlara səhv etdiklərini necə izah edərdiniz?

Onlara prokariotların biogeokimyəvi dövrlərdə parçalanma və qida maddələrinin sərbəst buraxılmasında oynadığı mühüm rolları xatırladın, onlara insan patogenləri olmayan və çox xüsusi nişləri dolduran bir çox prokariotları xatırladır. Bundan əlavə, normal bakteriya simbionlarımız həzmimiz və bizi patogenlərdən qorumaq üçün çox vacibdir.

Bir çox insan əllərindəki bakteriyaları öldürmək üçün antimikrob sabundan istifadə edir. Bununla belə, həddindən artıq istifadə həqiqətən infeksiya riskini artıra bilər. Bu necə baş verə bilər?

Sabun dəridəki bakteriyaları fərq etmədən öldürür. Bu, zərərli bakteriyaları öldürür, eyni zamanda dəridən "yaxşı" bakteriyaları da aradan qaldıra bilər. Qeyri-patogen bakteriyalar aradan qaldırıldıqda, patogen bakteriyalar boş səthi koloniyalaşdıra bilər.

Haşiyələr

Lüğət


Penisilin arxasında əsl hekayə

Dünyanın ilk antibiotiklərindən biri olan penisilinin kəşfi bəşər tarixində əsl dönüş nöqtəsi oldu.

Bir çox məktəbli uşaq əsasları oxuya bilər. Penisillin 1928-ci ilin sentyabrında Londonda kəşf edildi. Hekayəyə görə, Müqəddəs Məryəm Xəstəxanasının növbətçi bakterioloqu Dr. Alexander Fleming, yay tətilindən Şotlandiyadan qayıdır ki, dağınıq bir laboratoriya skamyası və daha çox şey tapdı. .

Staphylococcus aureus-un bəzi koloniyalarını araşdıran doktor Fleminq qeyd etdi ki, Penicillium notatum adlı bir kif onun Petri qablarını çirkləndirib. Qabları diqqətlə mikroskopunun altına qoyduqdan sonra kif stafilokokların normal böyüməsinə mane olduğunu görüb heyrətləndi.

Ser Alexander Fleming (1881 – 1955), əl lensi ilə sınaq borusu mədəniyyətini öyrənir. Foto: Chris Ware/Getty Images.

Flemingə tapıntılarını təsdiqləmək üçün kifayət qədər pis kif yetişdirmək üçün bir neçə həftə lazım idi. Onun gəldiyi nəticələr fövqəladə oldu: Penicillium kifində nəinki bakteriyaların böyüməsini maneə törədən, həm də daha da əhəmiyyətlisi, yoluxucu xəstəliklərlə mübarizə aparmaq üçün istifadə edilə bilən bir amil var idi.

Doktor Fleminq bu qırmızı hərflə yazılmış tarix haqqında məşhur şəkildə yazırdı: “Mən 28 sentyabr 1928-ci ildə səhər tezdən oyandığımda, şübhəsiz ki, dünyanın ilk antibiotikini və ya bakteriya öldürücüsünü kəşf edərək bütün tibbdə inqilab etməyi planlaşdırmırdım. . Amma mən elə bilirəm ki, mən məhz bunu etmişəm.”

14 il sonra, 1942-ci ilin martında Enn Miller Konnektikutdakı New Haven Xəstəxanasında qan zəhərlənməsinə səbəb olan infeksiyadan sonra ölümə yaxın olan penisilinlə uğurla müalicə olunan ilk mülki xəstə oldu.

Ancaq hadisələrin bu tarixi ardıcıllığından daha çox şey var.

Əslində, Fleminqin nə Müqəddəs Məryəmdə laboratoriya resursları var idi, nə də penisillium kif şirəsinin aktiv tərkib hissəsini təcrid etmək, onu təmizləmək, onun hansı mikroblara qarşı təsirli olduğunu və necə təsirli olduğunu öyrənmək üçün növbəti nəhəng addımları atmaq üçün kimya bilikləri. istifadə edin. Bu vəzifə Oksford Universitetinin Ser William Dunn Patologiya Məktəbinin direktoru olan patoloji professoru Dr.Hovard Florinin üzərinə düşürdü. O, sıx yumruqlu bürokratlardan tədqiqat qrantları götürməkdə usta idi və istedadlı, lakin qəribə alimlərlə dolu böyük bir laboratoriyanı idarə etməkdə mütləq sehrbaz idi.

Bu əlamətdar iş 1938-ci ildə bakteriya və kiflərin təbii olaraq bir-birini öldürmə üsulları ilə çoxdan maraqlanan Florey The British Journal of Experimental Pathology jurnalının bəzi arxa nömrələrini vərəqləyərkən penicillium kifinin üzərində Fleminqin kağızına rast gəldiyi zaman başladı. Tezliklə Florey və həmkarları onun yaxşı təchiz olunmuş laboratoriyasında toplandılar. Onlar Fleminqin “penicillium’s ”antibakterial təsir” adlandırdığı elmin əsasını açmağa qərar verdilər.

Penisilindən hazırlanmış petri qabı bəzi bakteriyalara inhibitor təsir göstərir, digərlərinə isə yox. Keystone Features/Getty Images tərəfindən fotoşəkil.

Floreyin ən parlaq əməkdaşlarından biri biokimyaçı, yəhudi alman mühaciri Dr. Ernst Chain idi. Zəncir kəskin, aşındırıcı və kəskin həssas bir adam idi və Florey ilə penisilin inkişaf etdirdiyinə görə kimin şərəfinə layiq olduğuna görə daim mübarizə aparırdı. Döyüşlərinə baxmayaraq, onlar bir sıra xam penisillium-kif mədəniyyəti maye ekstraktları istehsal etdilər.

1940-cı ilin yayında onların eksperimentləri ölümcül streptokoklara yoluxmuş 50 siçan qrupu üzərində cəmlənmişdi. Siçanların yarısı ağır sepsisdən acınacaqlı şəkildə öldü. Penisilin iynəsi alan digərləri sağ qalıb.

Məhz o zaman Florey dərmanı insanlar üzərində sınaqdan keçirmək üçün kifayət qədər perspektivli məlumata malik olduğunu başa düşdü. Ancaq problem qalırdı: insanları müalicə etmək üçün kifayət qədər təmiz penisilin necə istehsal olunur. Kif mədəniyyətlərindən məhsuldarlığı artırmaq səylərinə baxmayaraq, bir insanda bir sepsis hadisəsini müalicə etmək üçün kifayət qədər təmiz penisilin əldə etmək üçün 2000 litr kif mədəniyyəti mayesi lazım idi.

1940-cı ilin sentyabrında Oksford polisi, 48 yaşlı Albert Alexander ilk sınaq işini təqdim etdi. İskəndər öz gül bağçasında işləyərkən üzünü döydü. Streptokok və stafilokoklarla yoluxmuş cızıq onun gözlərinə və baş dərisinə yayılıb. Alexander Radcliffe xəstəxanasına yerləşdirilsə və dozada sulfa dərmanları ilə müalicə olunsa da, infeksiya daha da pisləşdi və göz, ağciyər və çiyinlərdə yanan abseslərlə nəticələndi. Florey və Chain bir axşam yüksək masa arxasında dəhşətli hadisə haqqında eşitdilər və dərhal Radcliffe həkimlərindən ”təmizlənmiş” penisilini sınaya biləcəklərini soruşdular.

Beş günlük iynələrdən sonra İskəndər sağalmağa başladı. Lakin Chain və Floreydə infeksiyanı aradan qaldırmaq üçün kifayət qədər təmiz penisilin yox idi və İskəndər sonda öldü.

Ceyms Jarche tərəfindən 1943-cü ildə Illustrated jurnalı üçün çəkilmiş penisilin kulturası şüşələrini araşdıran laboratoriya texniki.

Laboratoriyadakı digər vacib fiqur biokimyaçı Dr. Norman Heatley idi. O, penisilin kifinin çənlərini yetişdirmək, mayeni udmaq və antibiotiki təmizləmək yollarını hazırlamaq üçün hər bir mövcud konteyner, butulka və çarpayıdan istifadə edirdi. Onun bir araya gətirdiyi müvəqqəti qəlib fabriki, bu gün müasir antibiotik istehsalını xarakterizə edən nəhəng fermentasiya çənlərindən və mürəkkəb kimya mühəndisliyindən uzaq idi.

1941-ci ilin yayında, Birləşmiş Ştatlar İkinci Dünya Müharibəsinə girməzdən bir müddət əvvəl, Florey və Heatley ABŞ-a uçdu və burada möcüzə kimi tanınan kütləvi istehsal vasitəsini inkişaf etdirmək üçün Peoriya ştatında Amerika alimləri ilə birlikdə işlədilər. narkotik.

Penicillium notatum göbələyinin insanları etibarlı şəkildə müalicə etmək üçün heç vaxt kifayət qədər penisilin verməyəcəyini bilən Florey və Heatley daha məhsuldar bir növ axtardılar.

İsti yay günlərinin birində laborant Meri Hant bazardan götürdüyü və ”gözəl, qızılı qəliblə örtülmüş bir qovunla gəldi.” Təsadüfən, kif göbələk olduğu ortaya çıxdı. Penicillium chrysogeum idi və o, Fleminqin təsvir etdiyi növdən 200 dəfə çox penisilin verdi. Bununla belə, hətta bu növ mutasiyaya səbəb olan rentgen şüaları və filtrasiya ilə gücləndirilməyi tələb etdi, nəticədə Penicillium notatum-dan ilk partiyalardan 1000 dəfə çox penisilin istehsal etdi.

Müharibədə penisilin öz cəsarətini sübut etdi. Tarix boyu müharibələrdə əsas qatil döyüş xəsarətləri deyil, infeksiya olmuşdur. Birinci Dünya Müharibəsində bakterial pnevmoniyadan ölüm nisbəti İkinci Dünya Müharibəsində 18 faiz idi, 1 faizdən də aşağı düşdü.

Bu, 1945-ci ildə Lüksemburqdakı ABŞ evakuasiya xəstəxanasında penisilin masasıdır. Fotoşəkil Photo12/UIG.

1942-ci ilin yanvar-may aylarında 400 milyon ədəd təmiz penisilin istehsal edildi. Müharibənin sonuna qədər Amerika dərman şirkətləri ayda 650 milyard ədəd istehsal edirdilər.

Qəribədir ki, Fleminq 1928-ci ildə apardığı ilk müşahidələrdən sonra penisilin üzərində çox az iş gördü. 1941-ci ildən başlayaraq, xəbər müxbirləri antibiotikin insanlar üzərində ilk sınaqlarını işıqlandırmağa başlayandan sonra, qeyri-müəyyən və mülayim Fleminq penisilinin kəşfçisi kimi aslanlaşdırıldı. Floreyin sakit çaşqınlığına görə, Oksford qrupunun töhfələri faktiki olaraq nəzərə alınmadı.

Bu problem 1945-ci ildə, Fleming, Florey və Chain —, lakin Heatley — fiziologiya və ya tibb üzrə Nobel mükafatına layiq görüldükdə qismən düzəldildi. Qəbul nitqində Fleming, penisilinin həddindən artıq istifadəsinin bakteriya müqavimətinə səbəb ola biləcəyini qabaqcadan xəbərdar etdi.

1990-cı ildə Oksford, 800 illik tarixində Hitliyə ilk fəxri tibb doktoru adını verməklə Nobel komitəsinin nəzarətini yerinə yetirdi.

Bəlkə də bu 28 Sentyabrda, biz Aleksandr Fleminqin böyük nailiyyətini qeyd edərkən xatırlayacağıq ki, penisilin də Florey, Chain və Heatley-in mamalığını, eləcə də laboratoriya işçiləri ordusunu tələb edirdi.

Müasir tibbin xüsusi aspektinin necə meydana gəldiyi ilə bağlı Dr.Markelə sualınız varmı? Onları bizə [email protected] ünvanına göndərin.

Solda: PBS NewsHour üçün aylıq sütunda Dr. Hovard Markel 28 Sentyabr 1928-ci ildə penisilinin inkişafı kimi öz yubileylərində müasir tibbin gedişatını dəyişdirən məqamlara yenidən baxır. Yuxarıda: Jan-Klod Fide penisilinlə müalicə olunur. 1948-ci ildə anası. Foto Bert Hardy/Picture Post


Endosimbiotik nəzəriyyəni hansı sübutlar dəstəkləyir?

Hələ 1883-cü ildə botanik Andreas Şimper mikroskopdan istifadə edərək bitki hüceyrələrinin plastid orqanoidlərinə baxırdı. O, plastidlərin bölünməsinə baxdı və qəribə bir şey gördü. Proses bəzi sərbəst yaşayan bakteriyaların bölünməsinə çox bənzəyirdi.

1950-60-cı illərdə elm adamları bitki hüceyrələrinin içərisində olan həm mitoxondrilərin, həm də plastidlərin öz DNT-lərinə malik olduğunu aşkar etdilər. O, bitki hüceyrə DNT-sinin qalan hissəsindən fərqli idi. Alimlər mitoxondrial və plastid DNT-dəki genlərə daha yaxından nəzər saldıqda, genlərin prokaryotlardan olanlara daha çox bənzədiyini aşkar etdilər. Bu, orqanoidlərin prokaryotlarla daha yaxından əlaqəli olduğunu göstərir.

Bu hüceyrədəki yaşıl xloroplastlar indi bitki hüceyrələrinin kritik bir hissəsidir, lakin onlar bitki hüceyrəsindən tamamilə fərqli bir orqanizmdən təkamül keçiriblər. Xloroplastın hüceyrənin müdafiəsini davam etdirməyi bacaran siyanobakteriya hüceyrəsindən təkamülləşdiyi güman edilir.

Biz bilirik ki, çoxlu membranlar da orqanoidləri əhatə edir. Həmin membranların molekullarına nəzər salsaq, onlar müasir dövrümüzdə sərbəst yaşayan prokaryotları əhatə edən membranlara bənzəyirlər.

Beləliklə, orqanoidlərin öz DNT-ləri var və onların genləri müasir prokaryotların genlərinə çox oxşardır. Onların prokaryotlara bənzəyən membranları var və onlar da oxşar şəkildə bölünür və çoxalırlar. Eukaryotik hüceyrə orqanoidini itirirsə, onu yenidən yarada bilməz. Hər bir eukariot hüceyrəsi yaşamaq üçün ana hüceyrədən orqanoidin ən azı bir nüsxəsini miras almalıdır. Bu o deməkdir ki, orqanoidləri yaratmaq üçün lazım olan genetik məlumat eukaryotik hüceyrənin DNT-sində yoxdur. Bütün bu sübutlar orqanoidlərin eukaryotik hüceyrənin xaricindən gəldiyi nəzəriyyəsini dəstəkləyir. Düşünürük ki, bu, onların bir vaxtlar sərbəst yaşayan prokaryotlar olduğunu söyləyir.

Eukaryotik hüceyrələr prokaryotik hüceyrələrdə olmayan bir çox quruluşa malikdir.

Lynn Margulis adlı bir alim bütün bu məlumatları bir yerə topladı və 1967-ci ildə nəşr etdi. Onun məqaləsi "Mitozlaşan hüceyrələrin mənşəyi haqqında" adlanır. Mitoz hüceyrələr eukariotlardır. Bu gün elm adamları onun məqaləsinin çox vacib olduğunu bilirlər, lakin onun nəzəriyyəsini qəbul etmələri uzun illər çəkdi.

Ancaq eukaryotik hüceyrələrin təkamülü haqqında hekayəmiz tam deyil. Prokaryotik hüceyrələrdə yox, eukaryotik hüceyrələrdə tapa biləcəyimiz digər strukturlardan və onların necə təkamül etdiklərindən ümumiyyətlə danışmamışıq. Bunlara nüvə, Qolji aparatı, endoplazmatik retikulum, lizosomlar və sitoskeleton daxildir.

Onlar haradan gəldilər? Həqiqət budur ki, biz hələ də əmin deyilik. Onlar zamanla eukaryotik hüceyrələrdə təkamül edə bilərdilər. Yaxud, onlar digər qədim endosimbiotik hadisələrin nəticəsi də ola bilər. Onların necə inkişaf etdiyi hələ də həllini tələb edən bir problemdir.

Wikimedia Commons vasitəsilə əlavə şəkillər. Sally Warring vasitəsilə filamentli siyanobakteriyalar.


Videoya baxın: Bakteriyalar (Sentyabr 2022).


Şərhlər:

  1. Silvester

    Bu cümlə sadəcə uyğun deyil :), xoşuma gəlir)))

  2. Farson

    Möhtəşəm, çox gülməli mesaj

  3. Emory

    Təşəkkür edirəm, məqaləni bəyəndim

  4. Craig

    Seçimsiz....

  5. Kellan

    hee hee

  6. Ridpath

    gözəl, çox əyləncəli mesaj

  7. Aglaral

    Üzr istəyirəm, amma mənim fikrimcə səhv edirsən. Bunu müzakirə etməyi təklif edirəm.



Mesaj yazmaq