لماذا دراسة علم الأحياء الدقيقة؟ 5 أسباب رئيسية

ليس كل ما نراه هو في الحقيقة ما هو موجود. يحيط بنا عالم كامل من الكائنات الحية الدقيقة لا يتم ملاحظته بالعين المجردة والذي يؤثر على الجوانب الأساسية لوجودنا.

تلعب الميكروبات أدوارًا مهمة في الحفاظ على العالم كما نعرفه: يشاركون في ظواهر مثل دورات الحصول على المواد ، تحلل المواد العضوية ، أو حتى هضم الطعام.

كما أن لها جانبًا ضارًا: وجود مسببات الأمراض. على الرغم من أن نسبتهم أقل بكثير من الفوائد التي يجلبونها لنا ، فقد كان لهم دائمًا تأثير أساسي على التاريخ.

لكل هذا ، ليس من المستغرب أن يرغب المجتمع العلمي في دراستها لقرون ، لفهم ما لا يمكننا رؤيته. وهذا هو المكان الذي يولد فيه علم الأحياء الدقيقة.

في هذه المقالة سنرى عدة أسباب حول سبب دراسة علم الأحياء الدقيقة كمهنة جامعية.

• مقالات لها صلة: "الأنواع الأربعة من مسببات الأمراض (وخصائصها)"

لماذا دراسة علم الأحياء الدقيقة؟ 5 مزايا مهمة

نحن نتفهم أن الكائن الدقيق هو أي كائن أحادي الخلية أو كيان لا خلوي (مثل البريونات أو الفيروسات) لا يمكننا أن نرى بالعين المجردة ، حيث يصعب ملاحظة كل شيء يقل قطره عن 1 ملليمتر باستخدام عيون. هذا العلم مسؤول عن دراسة البريونات والفيروسات والبكتيريا والعتائق والبروتوزوا والفطريات والطحالب

. تجدر الإشارة إلى أن هذين الأخيرين لهما أيضًا أعضاء أكبر ويمكن رؤيتها بأعيننا ، وتم دراستها في فروع أخرى (علم النبات ، في هذه الحالة).

يربط الكثير من الناس الكائنات الحية الدقيقة بالجراثيم التي تسبب المرض للإنسان وتؤثر على الصحة ، ولكن الحقيقة هي ذلك تستفيد أجسامنا من معظم هذه الأشياء ، بل إنها تستخدم في صنع المنتجات الغذائية ، مثل الجبن أو الزبادي أو الخبز لكل منها يوم. بدون دراستهم ، لم نكن لننتج مضادات حيوية أو لقاحات خدمتنا اليوم لتحسين صحتنا.

أ) نعم ، هناك العديد من الأسباب لدراسة علم الأحياء الدقيقة، وهو علم مرتبط بالعديد من العلوم الأخرى (مثل الطب أو علم البيئة) وله فائدته في العديد من جوانب الحياة.

1. الحاجة للتطورات الطبية

من الواضح أن دراسة الميكروبات كانت أساسية لفهم ، من بين أمور أخرى ، العوامل التي تعمل كمسببات للأمراض وما هي آلياتها التي تسبب المرض لدى البشر. هناك الملايين من الكائنات الحية الدقيقة ، وعلى الرغم من أن تلك القادرة على إيذاءنا لا تزيد عن مائة ، إلا أنها لا تزال ضرورية إجراء مزيد من البحث للعثور على علاجات للعديد منهم لا يزال ليس لديهم علاج أو وسيلة للوقاية عن طريق طبي.

بعيدا عن هذا، في مجال الطب ، تمت أيضًا دراسة الجانب الآخر من الجراثيم ، أي فوائدها الصحية. نحن نعلم الآن أن لدينا فلورا معوية تساعدنا على هضم أطعمة معينة أو الحصول على مكونات معينة ، مثل فيتامين ك.

ولكن الأهم من ذلك هو اكتشاف المضادات الحيوية التي تنتجها بعض أنواع البكتيريا والفطريات. يتعلق الامر ب البروتينات التي تتمثل وظيفتها في مهاجمة البكتيريا الأخرى والقضاء عليها من خلال آليات مختلفة، مثل عدم السماح بتكوين جدار الخلية ، مما يضعف البكتيريا بشكل كبير. الجانب السلبي هو أن استخدامه على نطاق واسع قد نجح في اختيار البكتيريا ، وتوليد ذرية من مسببات الأمراض تقاوم هذه الأدوية ، لذا فإن تصنيع الأدوية الجديدة واكتشافها مهمة الضروري.

يمكن أيضًا إضافة أن دراسة علم الأحياء الدقيقة يمكن استخدامها للبحث عن لقاحات جديدة لمسببات الأمراض. بعد كل شيء ، اللقاح هو عنصر وقائي يعمل على تعزيز انتشار الأجسام المضادة ، وهي عنصر دفاعي تم إنشاؤه بواسطة أجسامنا للرد بشكل مبكر وأفضل ضد العامل العوامل الممرضة. وبالتالي ، إذا أصابنا الميكروب المعني بالعدوى ، فلدينا بالفعل الدفاع المناسب لهجوم سريع.

• قد تكون مهتمًا: "الأنواع الثلاثة للبكتيريا (الخصائص والتشكل)"

2. تطبيقه على الصناعات الغذائية والكيميائية

جانب آخر قد تكون مهتمًا بدراسة علم الأحياء الدقيقة هو لديهم إمكانية التحكم في عمليات معينة في صناعة الأغذية، مثل التخمير. يتكون هذا من نشاط الكائنات الحية الدقيقة عندما تقوم بتحويل مادة عضوية إلى مادة أبسط. من المثير للاهتمام للغاية في إنتاج بعض المنتجات التجارية: لا يمكن أن توجد الجبن أو الزبادي أو البيرة بدون هذا النوع من الإجراءات. يعتبر التحكم في التخمير داخل الخزانات الكبيرة أو المفاعلات الحيوية ذا أهمية حيوية لضمان جودة المنتج النهائي.

لكنها ليست المنطقة الوحيدة ذات الفائدة في معالجة الأغذية. يعد إنتاج الأحماض الأمينية ، المكون الأساسي للبروتينات ، جانبًا مهمًا آخر في هذه الصناعة.، لاستخدامها كإضافات. على سبيل المثال ، نحن نعتمد على حمض الجلوتاميك لتوليد غلوتامات أحادية الصوديوم مُحسِّن النكهة (MSG) ؛ أو حمض الأسبارتيك ، لتشكيل المُحلي الأسبارتام ، أو لتصنيع الفيتامينات كمكمل غذائي (على سبيل المثال ، B12). وتجدر الإشارة أيضًا إلى إنتاج حامض الستريك ، وهو منتج له استخدامات عديدة: مضادات الأكسدة ، وضبط درجة الحموضة ، والنكهات ، وما إلى ذلك ؛ إلى جانب

لا تستفيد صناعة المواد الغذائية فقط من وجود هذه الكائنات الدقيقة. في الصناعة الكيميائية ، يتم استخدامها كمكونات لمنتجات تنظيف المنزل والملابس ، مثل المنظفات والإنزيمات التي يتم إنتاجها على نطاق واسع بواسطة الفطريات والبكتيريا. هذه هي البروتينات التي تكسر المكونات الأخرى ، مثل البروتياز (تكسر البروتينات) ، الأميليز (النشا) ، أو الليباز (الدهون).

3. تطبيقه على التكنولوجيا الحيوية الميكروبية

هذا هو أحد مجالات العمل في مهنة عالم الأحياء المجهرية التي نمت أكثر في السنوات الأخيرة. التكنولوجيا الحيوية هي تطبيق في تكنولوجيا استخدام الكائنات الحية أو منتجاتها. ضمن هذا ، يستخدم جزء كبير الكائنات الحية الدقيقة لجعل عملياتها تعمل.

يتمثل أحد أهدافها الرئيسية في تحويل بكتيريا عن طريق تلقيح الجينات ذات الأهمية في جينومها بحيث يتم التعبير عنها بعد ذلك. مثال سوف يتضح أكثر: حالة إنتاج الأنسولين.

كما نعلم ، غالبًا ما يحتاج مرضى السكري إلى حقن الأنسولين لأن أجسامهم تفتقر إليه لأسباب مختلفة. على الرغم من أن الأنسولين الذي تنتجه الخنازير كان يستخدم في السابق ، والذي كان مشابهًا جدًا للإنسان حاليًا يمكن تنقية الأنسولين البشري عن طريق إنتاجه عن طريق مستعمرات (مجموعات) من البكتيريا. تم إدخال هذه الكائنات الحية الدقيقة إلى جين الأنسولين البشري ، وبالتالي فهي قادرة على نسخ البروتين وإنتاجه. تُستخدم طريقة إنتاج الجينات المعدلة وراثيًا مع عدد لا يحصى من الجينات.

سبب آخر للاهتمام بدراسة علم الأحياء الدقيقة ، المرتبط أيضًا بالتكنولوجيا الحيوية ، هو تطوير أجهزة الاستشعار الحيوية. الكائنات الحية الدقيقة مرتبطة بالإلكترونات ، ويمكن الكشف عن التفاعلات الكيميائية التي تقوم بها بواسطة النبضات الكهربائية. هذا يجعل من الممكن اكتشاف المكونات في الطعام ، على سبيل المثال: وجود الجلوكوز أو السموم أو مسببات الأمراض ، إلخ. طريقة جيدة لسلامة الغذاء والتحكم في المياه.

4. بسبب إمكاناته من حيث الاستدامة

مع تزايد الطلب على نظام أكثر استدامة ، تكتسب الكائنات الحية الدقيقة أهمية. يسمح استخدام المبيدات الحيوية بإنتاج المزيد من المحاصيل البيئية ، باستخدام البكتيريا والفيروسات والفطريات أو مكوناتها لمكافحة الآفات الحشرية التي تهاجم المحاصيل. أنه طريقة لتجنب استخدام المواد الكيميائية الاصطناعية والتي يحتمل أن تكون سامة لمجموعة متنوعة من أشكال الحياة.

سبب آخر يتعلق بالاستدامة هو إمكانية الحصول على طاقات بديلة ، مثل إنتاج الإيثانول. (تم استخدام 85٪ من وقود الإيثانول للسيارات) أو الميثان ، الذي ينشأ من تحلل النفايات عضوي. يعتبر تصنيع البوليمرات الحيوية أيضًا اتجاهًا متزايدًا لاستبدال البوليمرات المشتقة من البترول ، أي البلاستيك.

5. بالمعرفة

الحقيقة هي أن أهم سبب لدراسة علم الأحياء الدقيقة ، مثل أي شيء آخر ، هو أن يكون لديك اهتمام فكري به. في هذا العلم عليك إثارة الفضول فكرة معرفة العالم الذي لا نراه ، كل تلك الكائنات الصغيرة التي تفلت من أعيننا. الرغبة في معرفة كيفية تفاعلهم مع بعضهم البعض ومع البيئة.

باختصار ، هذا المسار الأكاديمي والمهني ممتع للغاية لمعرفة آليات الحياة ، منذ ذلك الحين كما ذكرنا في البداية ، فإن الميكروبات موجودة في كل مكان ، ويقوم العديد منها بالمهام الأساسية هذا. إنه لأمر مدهش كيف أن شيئًا صغيرًا جدًا مهم جدًا لدرجة أنه بعد سنوات عديدة من تاريخ الأرض ، يواصلون أداء مهامهم التي تحافظ على الحياة على هذا الكوكب.

المراجع الببليوغرافية:

• تورتورا ج. J.، Funke ب. والحالة ج. (2007). "مقدمة في علم الأحياء الدقيقة" (الطبعة التاسعة). افتتاحية بان أميريكانا.
• موراي ب. ، روزنتال ك. و Pfaller M. (2013). "علم الأحياء الدقيقة الطبية" (الطبعة السابعة). الافتتاحية إلسفير سوندر.
• بريسكوت ل. ، هارلي ج. وكلاين د. (2002). "علم الأحياء الدقيقة" (الطبعة الخامسة). دار ماكجرو هيل للنشر.
• ثيمان و. وبالادينو م. (2010). "مقدمة في التكنولوجيا الحيوية" (الطبعة الثانية). الافتتاحية بيرسون.
• ماديجان م ، مارتينكو ج. وباركر ج. (2003). "بروك ، بيولوجيا الكائنات الدقيقة" (الطبعة العاشرة). الافتتاحية بيرسون.