מהו מיקרוביולוגיה. מה לומד מיקרוביולוגיה. יסודות במיקרוביולוגיה

ביולוגיה ומדעי כוללת מספר רב של חטיבות וחברות הבת למדעים. עם זאת, אחד הצעירים המבטיחים ביותר, שימושי כדי לאייש ופעילותה הוא מיקרוביולוגיה. יחסית יצא לאחרונה, אך צבר תאוצה במהירות בפיתוח המדע הזה עד כה, היא הפכה מייסד סעיפים כגון ביוטכנולוגיה והנדסה גנטית. מהו מיקרוביולוגיה ואיך היו בשלבי העיצוב והפיתוח שלה? הבה נבחן סוגיה זו ביתר פירוט.

מהו מיקרוביולוגיה?

ראשית, מיקרוביולוגיה - היא מדע. נפח, מעניין, צעיר אך המתפתח במהירות מדע. האטימולוגיה של המילה מקורו בשפה היוונית. אז, "Mikros" פירושו "קטן", החלק השני של המילה מגיע "BIOS", שפירושו "חיים", ואת החלק האחרון של היווני. "לוגוס", המתרגם כמו הוראה. עכשיו אתה יכול לתת תשובה מילולית לשאלה מה מיקרוביולוגיה. דוקטרינה זו של החיים מיקרו.

במילים אחרות, זה המחקר של היצורים החיים הקטנים שאינם גלויים לעין בלתי מזוינת. אורגניזמים חד-תאיים אלה הם:

1. פרוקריוטים (אורגניזמים anuclear או שלא הוציאו את הגרעין):

• חיידקים;
• קדומים.

2. אאוקריוטים (אורגניזמים עם הקרנל מעוטר):

• אצות חדות-תאיות;
• פרוטוזואה.

וירוסים 3..

עם זאת, ניתן עדיפות המחקר של מיקרוביולוגיה של חיידקים היא מגוון רחב של סוגים, צורות ושיטות ייצור אנרגיה. זהו הבסיס של מיקרוביולוגיה.

עניינה של המדע

השאלה לומדת מיקרוביולוגיה, התשובה עשויה להיות: זה בוחן את המגוון החיצוני של חיידקים בהצורה ובגודלן, השפיע על הסביבה ועל אורגניזמים חיים, שיטות האכלה, פיתוח רבייה של מיקרואורגניזמים, כמו גם את השפיע על פרקטיקה כלכלית ואנושית.

המיקרו-אורגניזמים - הם יצורים שיכולים להימצא במגוון תנאים. מבחינתם כמעט ואין מגבלות על טמפרטורה, חומציות בסיסית של המדיום, לחץ ולחות. תחת כל התנאים, יש לפחות אחד (ולעיתים קרובות רבים) קבוצה של חיידקים שיכולים לשרוד. היום ידוע קהילות חיידקים המאכלסים בתנאים אנאירוביים לחלוטין בתוך געש termoistochnikov התחתון, לבוש במעמקי האוקיינוסים, והתנאים הקשים של סלעים חמים וכן הלאה.

מדע מאה מינים של מיקרואורגניזמים, אשר בסופו של דבר יהיה להוסיף עד אלף. אבל מצא שזה רק חלק קטן של המגוון קיים בטבע. לכן, העבודה מיקרוביולוגים כך הרבה.

אחד המרכזים המפורסמים ביותר, שבו יש מחקר מפורט של המיקרו-אורגניזמים וכל התהליכים הקשורים בם, היה המכון פסטר בצרפת. שמו של המייסד המפורסם של מדע המיקרוביולוגיה Lui Pastera, המכון למיקרוביולוגיה, שוחרר מן הקירות שלו הרבה אנשי מקצוע נפלאים שבצעו לא פחות תגליות מדהימות ומשמעותיות.

ברוסיה היום הינו המכון למיקרוביולוגיה. ס נ Vinogradskogo האקדמיה למדעים, המהווה את מרכז המחקר הגדול ביותר בתחום המיקרוביולוגיה במדינה שלנו.

רקע היסטורי במדעי מיקרוביולוגית

היסטוריה של מיקרוביולוגיה כמדע מורכבת משלושה שלבים מותנים בסיסיים:

• מורפולוגיים או תיאורים;
• מלוח או אחסון;
• מודרני.

באופן כללי, את ההיסטוריה של מיקרוביולוגיה יש בפיתוח במשך כ 400 שנים. זוהי תחילתה של תופעה הוא כ המאה XVII. לכן, הוא האמין כי היא מדע צעיר יחסית בהשוואה סניפים אחרים של הביולוגיה.

שלב מורפולוגי או תיאורים

השם עצמו אומר כי בשלב זה עבר, במובן הצר, אלא הצטברות של ידע על מורפולוגיה תא החיידק. הכל התחיל עם פתיחת פרוקריוטים. הכשרון הזה שייך למייסד לוונהוק אנטוניו ואן איטלקית מדע המיקרוביולוגיות, מי הייתה מוח שנון, מבט עקשן יכולת טובה לחשוב באופן הגיוני להכליל. כמו גם טכנאי טוב, הוא הצליח לסלול עדשה, נותן עלייה של 300 פעמים. וכדי לחזור ההישג שלו יכול רק באמצע המדענים הרוסיים המאה XX. וזה לא vytachivaniem להתכת עדשות של סיבים אופטיים.

עדשות אלו שימשו חומר שדרכו לוונהוק גילה מיקרואורגניזמים. בתחילה הוא הציב לעצמו המשימה מעט טבע פרוזאי: המדען רצה לדעת למה לעזאזל כל כך מריר. שפשף חלקי הצמח, ובחן אותן תחת מיקרוסקופ ייצור עצמו, שראה את העולם החי השלם של יצורים זעירים. זה היה בשנת 1695. מאז, אנטוניו מתחיל לחקור ולתאר את הסוגים השונים הפעילים של תאים חיידקיים. הוא מבדיל אותם רק בצורתם, אולם, וזה כבר נעשה.

לוונהוק שייך על 20 כרכים של בכתב יד, אשר מתארים כדורי בפירוט, מוט, ספירלה וסוגים אחרים של חיידקים. הוא כתב את יצירתו הראשונה במיקרוביולוגיה, אשר נקראה "הסודות של הטבע שהתגלה על ידי אנטוני ואן לוונהוק." הניסיון הראשון לארגן ולסכם את הידע המצטבר של המורפולוגיה של חיידקים השייכים המדען O. מולר, מי עשה את זה ב 1785. מאותו רגע בהיסטוריה של מיקרוביולוגיה מתחיל לצבור תאוצה שלה.

בשלב פיסיולוגי או אחסון

בשלב זה של התפתחות המדע למדנו את המנגנונים פעילות חיידקית. התהליכים שבהם הם משתתפים, וכי בלעדיהם אי אפשר בטבע. זה הוכיח את חוסר האפשרות של היווצרות ספונטנית של חיים ללא השתתפות של אורגניזמים חיים. כל התגליות הללו נעשו כתוצאה של ניסויים, המדען-כימאי גדול, אבל אחרי תגליות אלה גם מיקרוביולוג לואי Pastera. קשה להפריז בחשיבות שלו בפיתוח המדע הזה. ההיסטוריה של מיקרוביולוגיה בקושי הצליחה לפתח כל כך מהר ובאופן מוחלט, אם לא האיש הזה של גאון.

תגליות של פסטר יכול להציג נקודות מרכזיות:

• הוא הוכיח כי אנשים ישנים תהליך תסיסת סוכרים מוכרים בשל נוכחותם של מינים של חיידקים מסוימים. יתר על כן, לכל סוג של תסיסה (לקטית חומצי, אלכוהול, שמן, וכן הלאה) מאופיין לקבוצה מסוימת של חיידקים, וכי היא מתבצעת;
• מוחדר תהליך פיסטור תעשיית המזון עבור השלכת מוצרים מן microflora, שגורם להם להירקב קלקול;
• הוא זוכה עם השיפור חסין למחלות ידי מתן החיסון לגוף. כלומר פסטר - האב הקדמון של חיסונים, היה זה הוא אשר הוכיח כי מחלות נגרמות על ידי נוכחות של חיידקים פתוגניים;
• רעיון הרס של כל החיים האירוביים והוכיח כי חייהם של חיידקים רבים (חומצה בוטירית, למשל) אינם זקוקים לחמצן, ואפילו מזיקים.

הכשרון מוטל בספק העיקרי Lui Pastera היה העובדה שכל התגליות שלו, הוא הוכיח בניסוי. אז שאף אחד לא יכול להישאר ספקות לגבי תוקפו של התוצאות. אבל הסיפור של מיקרוביולוגיה, כמובן, לא נגמר שם.

מדען אחר שעבד במאה ה XIX ואשר תרם תרומה רבת ערך לחקר מיקרואורגניזמים, היה רוברט קוך - מדען גרמני אשר הוא זוכה עם הוצאת קווים נקיים של תאים חיידקיים. כלומר באופי של כל האורגניזמים קשורים זה בזה באופן הדוק. קבוצה אחת בתהליך החיים של יוצרים קרקע פורייה עבור אחרים, והשני עושה את אותו הדבר עבור השלישי וכן הלאה. כלומר, הוא באותו צד אספקת החשמל, ועל יצורים עילאיים, רק בתוך הקהילות חיידקי. כתוצאה מכך, קשה מאוד ללמוד כמה כקהילה מובחנת, קבוצה של מיקרואורגניזמים, בגלל הממדים הקטנים שלהם מאוד (1 ^-6 מ 'או 1 מ'), ולהיות בשיתוף פעולה הדוק מתמיד אחד עם השני, הם לא יכולים להיות בדיקה בנפרד. זו נראתה לי הזדמנות נהדרת לגדול ריבוי של תאים זהים של חיידקים של קהילה אחת בתנאים מלאכותיים. כלומר, מקבל הרבה תאים זהים, אשר יהיה גלוי לעין בלתי מזוינת ולבחון את התהליכים שבהם יהיה הרבה יותר קל.

הנה מה הפתיחה ועשתה קוך. הוא טבע את הסרת תרבויות הטהורות של חיידקים על מדיום מזין, אשר שונה עבור כל קהילה. כמו כן היא מחזיקה הישגי מושבות ציור של מיקרואורגניזמים ועל חבריו. רוברט קוך גילה לראשונה גבשושית שרביט (החיידק של קוך), טפילים בבעלי חיים ובבני אדם. מדען זה להחיל את השיטה של חיות ניסוי נגועות פתוגניים (פתוגניים) חיידקים במטרה והסיק תרבויות טהורות של מיקרואורגניזמים כאלה, ופתח שיטות חיטוי ובקרה.

לכן זה נצבר מידע רב ערך מן החיידקים, היתרונות שלהם והסכנות לבני אדם. התפתחות מיקרוביולוגיה הלכה אפילו יותר בדרך אינטנסיבית.

השלב המודרני

מיקרוביולוגיה מודרנית - היא קבוצה של סעיפים קטנים, וכן-מדע קטן העוסק בחקר לא רק את החיידקים, אך גם וירוסים, פטריות, חיידקים קדומים, וכל ידוע שהתגלתה מיקרואורגניזמים. על השאלה מה מיקרוביולוגיה, היום אנחנו יכולים לתת מענה מלא ומפורט מאוד. זהה מדע מורכב העוסק במחקר של מיקרואורגניזמים, ויישומם בחיים מעשיים בתחומים ואזורים שונים, כמו גם את ההשפעה של מיקרואורגניזמים אחד על השני, על הסביבה ועל יצורי חיים.

בקשר עם קונספט כזה עצום של מיקרוביולוגיה צריך להביא מדע מודרני על ההדרגתיות של הסעיפים.

1. כללי.
2. קרקע.
3. מים.
4. חקלאות.
5. רפואי.
6. וטרינרית.
7. שטח.
8. מכון גיאולוגי.
9. וירולוגיה.
10. מזון.
11. תעשייה (טכנית).

כל אחד מהחלקים הללו עוסקים במחקר מפורט של מיקרואורגניזמים, השפיע על חייהם ובריאותם של אנשים ובעלי חיים, כמו גם את האפשרות של שימוש בחיידקים למטרות מעשיות, כדי לשפר את איכות החיים של בני אדם. כל זה ביחד הוא מה לומד מיקרוביולוגיה.

התרומה הגדולה ביותר לפיתוח שיטות מודרניות של מיקרוביולוגיה, שיטות גידול וטיפוח של מיקרואורגניזמים שנעשו על ידי חוקרים כגון וולפרם Tsillig וקארל שטטר, קרל Veze, נורמן Peys, ווטסון, קריק, פאולינג, צוקרקאנדל. מדענים מקומיים הם שמות כגון 'ניקוב I. I., LS Tsenkovsky, DI איבנובסקי ס נ Vinogradsky VL Omelyanskii, SP Kostychev, יה יה ו Nikitinsky פ מ Chistyakov, א א לבדב, VN Shaposhnikov. דרך העבודה של המדענים הללו הוקמו דרכים להתמודד עם מחלות קשות של בעלי חיים ובני אדם (אנתרקס, קרציה סוכרת, מחלת הפה והטלפיים, אבעבועות שחורות, וכן הלאה). הוקמו דרכים לשפר את חסינות למחלות חיידקים ווירוסים, זנים של מיקרואורגניזמים שהושג מסוגל לעבד נפט, כדי ליצור מסה במהלך החיים של חומרים שונים אורגני, לטהר ולשפר את איכות הסביבה, שאינם המתפרקת נרקבות תרכובות כימיות, ועוד.

תרומתם של אנשים אלה היא באמת לא יסולא בפז, אז חלק מהם (I. I. 'ניקוב) זכה בפרס נובל על עבודתו. כיום, ישנם בנות של מדע, נוצרו על הבסיס של מיקרוביולוגיה, אשר הם מתקדמים ביותר בביולוגיה - זה ביוטכנולוגיה, הנדסת ביוטכנולוגיה והנדסה גנטית. העבודה של כל אחד מהם מיועד להקנות האורגניזמים או קבוצות של אורגניזמים עם מאפיינים קבועים מראש, אדם נוח. על פיתוח שיטות חדשות של עבודה עם מיקרו-אורגניזמים, כדי להשיג תועלת מרבית משימוש חיידקים.

לפיכך, את שלבי הפיתוח של מיקרוביולוגיה אם כי מעטים, אבל מאוד אינפורמטיבי ומלא אירועים.

שיטות לחקר מיקרואורגניזמים

שיטות מודרניות של מיקרוביולוגיה מבוססות על עבודה עם תרבויות טהורות, כמו גם באמצעות ההתקדמות בטכנולוגיה העדכנית ביותר (אופטי, אלקטרוני, ליזר, וכו '). להלן העיקריים שבהם.

1. שימוש בטכנולוגיה מיקרוסקופית. בדרך כלל, מלאת תוצאת מיקרוסקופי אור היחיד אינה נתונה, כך יהיה גם הארה, ליזר ואלקטרוניקה.
2. גידולים של חיידקים על תקשורת מזין מיוחדת עבור culturing וגדל תרבויות טהורות לחלוטין של המושבות.
3. פיזיולוגיים-ביוכימיים שיטות ניתוח התרבות חיידקים.
4. שיטות ניתוח ביולוגיות מולקולריות.
5. טכניקות ניתוח גנטיות. נכון להיום, ניתן היה לאתר את אילן היוחסין של כמעט כל קבוצה פתוחה של מיקרואורגניזמים. זו התאפשרה הודות לעבודת קרל Woese, שהיה מסוגל לפענח את האתר של הגנום של מושבות חיידקים. עם גילוי זה התאפשר הקמת מערכת פרוקריוטים פילוגנטי.

יחדיו, שיטות אלה מספקים מידע מלא ומפורט על כל המיקרואורגניזמים חדשים שנפתחו או כבר פתח ולמצוא היישום הנכון שלהם.

בשלבים למיקרוביולוגיה שזה עבר בפיתוח שלה כמדע לא תמיד כוללים סט נדיב ומדויק כזה של שיטות. עם זאת, ראוי לציין כי היעילות ביותר בכל הזמנים היא שיטה ניסיונית, הוא שימש כבסיס לצבירת ידע ומיומנויות בעבודה עם המיקרוקוסמוס.

למיקרוביולוגיה ברפואה

אחד המרכיבים החשובים ביותר ומשמעותי זה היא מיקרוביולוגיה רפואית מיקרוביולוגיה לבריאות האדם הוא מחיצה. נושא המחקר הוא הפך וירוסים פתוגניים וחיידקים שגורמים למחלות קשות. לכן, האתגר לרופאים, מיקרוביולוגים: לזהות את הפתוגן, לטפח הקו הנקי שלה, ללמוד את המאפיינים של חיים ואת הסיבות לכך הן מזיקות לגוף האדם, וכדי למצוא דרך לחסל את הפעילות הזו.

ברגע התרבות הטהורה של הפתוגן מתקבלת, יש צורך לבצע ניתוח ביולוגי מולקולרי יסודי. בהתבסס על התוצאות כדי לבדוק את עמידות הגוף בפני אנטיביוטיקה, כדי לזהות את התפשטות המחלה ולבחור את הטיפול היעיל ביותר נגד מיקרואורגניזם זה.

מיקרוביולוגיה רפואית, כולל וטרינרי, עזר לפתור מספר בעיות דחופות של האנושות: ליצור חיסון נגד אנתרקס, כלבת, פרצופים סוסים, אבעבועות כבשים, זיהומים אנאירוביים, טולרמיה וחום paratyphoid, ניתן היה להיפטר מן המגפה parapnevmonii וכן הלאה.

מיקרוביולוגיה של מזון

יסודות במיקרוביולוגיה, תברואה והיגיינה קשורים זה לזה כל אחד. מכיוון פתוגנים יכולים להתפשט הרבה יותר מהר ובמידה רבה יותר כאשר תנאי התברואה וההיגיינה הם עניים. בראש ובראשונה, זה בא לידי ביטוי בתעשיית המזון, בייצור ההמוני של מזון.

נוכחי נתונים על מורפולוגיה הפיסיולוגיה של מיקרואורגניזמים, תהליכים ביוכימיים הנגרמים להם, כמו גם את ההשפעה של גורמים סביבתיים על המיקרופלורה בפיתוח במזון במהלך הובלה, אחסון, מכירה ועיבוד של חומרי גלם, לעזור, כדי למנוע בעיות רבות. התפקיד של מיקרואורגניזמים בתהליך של התהוות ושינוי איכות מזון ואת הופעתה של מספר מחלות הנגרמות על ידי זנים פתוגניים אופורטוניסטיים, הוא מאוד משמעותי, ולכן המשימה למיקרוביולוגיה של מזון, תברואה והיגיינה תפקיד לזהות ולהפוך לטובת גבר.

מיקרוביולוגיה של מזון גם מטפחת חיידקים מסוגלים להפוך מחלבונים שמנים, משתמשים מיקרואורגניזמים כדי לפרק את המזון, לטיפול של מוצרי מזון רבים. תהליכי תסיסה מבוססים על חיידקי חומצה בוטירית ו לקטית לתת לאנושות הרבה מוצרים דרושים.

וירולוגיה

באופן נפרד לחלוטין, וקבוצה גדולה מאוד של מיקרואורגניזמים, אשר היא רחוקה הבינו היטב ביותר - זה וירוסים. למיקרוביולוגיה וירולוגיה - שתי קטגוריות הקשורות זו בזו באופן הדוק של מדעי מיקרוביולוגיות, אשר לומדים את חיידקים ווירוסים פתוגניים שיכולים לגרום נזק חמור לבריאותו של אורגניזמים חיים.

סעיף וירולוגיה הוא מאוד נרחב ומורכב, ולכן, ראוי מחקר נפרד.