التعرف على مسببات الأمراض والملوثات

ما هی البکتریا ؟
البکتریا أو الجرثومه من کائنات أحادیه الخلایا ولها غطاء خارجی سمیک ولهذه الکائنات هیکل بسیط ومن بدائیات النوى. وهی أول کائنات على الکره الأرضیه. وأول دلائل الحیاه على الأرض ظهرت قبل 3.5 ملیار سنه بعد ظهور بدائیات النوى . البکتریا أهم أنواع الکائنات الدقیقه الحیه وأکثرها تنوعا وعدد قلیل منها یسبب المرض عند الإنسان والحیوان وبشکل عام لایمکن الحیاه على الأرض بدون البکتریا. وبدون شک ظهرت بدائیتان النوى من البکتریا وبما أن البکتریا بسیط ویمکن زراعتها فی المختبر بسهوله، قام العلماء بدراستها کثیرا وأسهل تناسل غیر جنسی یظهر فی البکتریا وفی کل 20 دقیقه فی هذه الحاله یتم تقسیم البکتریا إلى جزئین فی حاله وجود ظروف جیده. لبکتریا غطاء سمیک باسم الاندوسبورات والاندوسبورات تحافظ على البکتریا فی الظروف السیئه وقد یستأنف البکتریا الحیاه بعد مئات السنوات وبالتعقیم یمکن إزاله الاندوسبورات والبکتریا موجود فی أنواع الطقس وفی کافه الأماکن مثل نبع الماء الساخن وثلوج القطب والبحسرات بالماء المالح جدا.

الفطر:
الفطر من الکائنات الحیه التی تشمل الکائنات الحیه الدقیقه مثل العفن والمخمر والفطر. وهذه الکائنات الحیه من الفطریات ومنفصله عن الحیوانات والنباتات. الفطریات فی جدارتها کایتین ولیست لها قدره الترکیب الضوئی. الفطر للنمو بحاجه إلى مکونات عضویه وبحاجه إلى ثنائی اکسید کربون للحصول على الطاقه ومعظم الفطر من التغذیه الرمیه وموجوده فی التراب والماء وتقوم بتجزئه بقایا النبات والحیوان.
الفطر مهم فی تجزئه المواد مثل البکتریا ودراسه الفطر تعرف بعلم الفطر ودراسه الفطر الإنسانیه المضره تسمى علم الفطر الطبی وللفطر دور هام فی الطبیعه وبعض أنواع البکتریا تقوم بتخمیر العنب لإنتاج الهمر والبعض الآخر یمیت العنب على الکرم والبعض الآخر یجعل السیرامیک فی أرضیه الحمام أسود والبعض الآخر یعالج الأمراض أو یسبب الأمراض أو تآکل الخشب أو نمو النبات من جدید والفطر خلافا للنبات لایمکن إنتاج غذائها ولهذا حیاتها متباین الاغتذاء.

ما هو الفیروس وما هو أنواعه:
ویروس عامل صغیر للأمراض یتم تکثیره فی خلایا حیه من الجسم. کلمه فیروس من اللغه اللاتینیه وبمعنى السم أو المواد السامه.
یمکن للفیروسات أن تصیب جمیع أشکال الحیاه ، من الحیوانات والنباتات إلى الکائنات الحیه الدقیقه ، بما فی ذلک البکتیریا والعتائق. هناک الملایین من أنواع الفیروسات بین الکائنات الحیه فی موائل وأماکن مختلفه ، وحتى الآن تم تحدید أکثر من 6000 نوع مختلف من الفیروسات وتحدیدها بدقه. الفیروس لیس کائنًا حیًا ، ولکنه قطعه من الحمض النووی مغلفه بطبقه بروتینیه (قفیصه). الفیروسات أصغر بکثیر من البکتیریا ولا یمکن رؤیتها إلا بالمجهر الإلکترونی. یتکاثر الفیروس باستخدام المرافق الخلویه المضیفه ویعطل النشاط الرئیسی للخلایا المضیفه. تصیب الفیروسات العدید من الحیوانات والنباتات والبکتیریا ، ولکن بعضها فقط یصیب البشر. أیضًا ، تتکاثر الفیروسات فقط فی بیئه محایده فی الخلایا الحیه ویتم إجبارها على الطفیلیات داخل الخلایا. نظرًا لأن الفیروسات تفتقر إلى جمیع الخصائص البیولوجیه باستثناء المرحله الوراثیه ، لم یعتبرها علماء الأحیاء على قید الحیاه حتى نهایه القرن الماضی. لا تنمو الفیروسات ، ولیست متجانسه ، ولیس لها تفاعلات أیضیه بسبب نقص الإنزیمات الرئیسیه. یوجد فیها إنزیمین فقط ، إنزیم ATP وإنزیم ناقل عکسی (لحاملات الحمض النووی الریبی). الیوم ، ومع ذلک ، نظرًا لإمکانیه استنبات الفیروسات وتکرارها فی المختبر ، فإن فکره أن الطفیلیات إلزامیه هی فکره مشکوک فیها. یشک العلماء فی الأصل التطوری للفیروسات. یبدو أن مجموعه واحده من الفیروسات تطورت من البلازمیدات والمجموعه الأخرى من البکتیریا تطورت من البکتیریا. تلعب الفیروسات دورًا مهمًا للغایه فی تطور الأنواع والانتقال الأفقی للجینات ، مما یؤدی إلى إعاده الترکیب والتنوع الجینی. فی العقود الأخیره ، بدأت التطورات الفیروسیه فی الکشف عن معلومات تشیر إلى أن الفیروسات قد تکون کائنات حیه. کان أحد هذه الاکتشافات هو فیروسات میمیفیروس. فیروسات عملاقه ذات مکتبات جینومیه کبیره کانت أکبر من بعض البکتیریا. تحتوی بعض الفیروسات ، مثل فیروس الإیبولا ، على عدد صغیر من الجین السابع. بعض هذه العمالقه لدیهم جینات بروتینیه ضروریه لصنع فیروس جدید. وبناءً على ذلک ، فإن حقیقه أن هذه الحاله لا تزال مجهوله هی سبب لوضع تلک الفیروسات فی تصنیف الکائنات غیر الحیه. بسبب بعض خصائص الکائنات الحیه ونقص البعض الآخر ، عرّف العلماء مؤخرًا الفیروسات على أنها "کائنات على حافه الحیاه" ، أو بعباره أخرى ، "تتکاثر ذاتیًا". توجد الفیروسات کجسیمات مستقله للفیروس أو الفیروسات عندما لا تکون داخل خلیه مصابه (مضیف) ، أو لا تصیب خلیه ، وتتکون من: (i) ماده وراثیه ، أی جزیئات. DNA طویل أو RNA یشفر بنیه البروتینات التی یعمل بها الفیروس. (ii) غلاف بروتینی یسمى قفیصه یحیط بالمواد الجینیه ویحمیها ؛ وفی بعض الحالات (iii) غلاف خارجی من الدهون. تتراوح أشکال وأشکال جزیئات الفیروس هذه من الأشکال الحلزونیه والمستطیله البسیطه إلى الهیاکل الأکثر تعقیدًا: قد تکون الفیروسات کرویه أو حلزونیه أو متعدده السطوح. من السمات الخاصه للفیروسات الحیوانیه أنها تحتوی على أغشیه الخلایا (البروتینات والدهون والبروتینات السکریه). یحصلون على هذا الغطاء من مضیفهم السابق ، وذلک لأن فیروسات الحیوانات تدخل المضیف من خلال الالتقام الخلوی. تسمى البکتیریا التی تهاجم البکتیریا بالعاثیات ، وهی أکثر تعقیدًا من الفیروسات النباتیه والحیوانیه الأخرى. هذا لأنه یتکون من طلاءین متعددی السطوح (کابسید) وطلاء حلزونی (کذیل).

هیکل الفیروسات
رسم تخطیطی بسیط لهیکل الفیروس
یشمل الترکیب العام للفیروسات الأحماض النوویه (الجینومات) وطلاء بروتین یسمى القفیصه. فی بعض الفیروسات ، یتم وضع طبقه من البروتین الدهنی وعدید السکارید الدهنی حولها لحمایه غلاف البروتین. جینوم الفیروسات هو نوع من الحمض النووی الذی تنقسم الفیروسات وفقًا له إلى فئتین. الفیروسات التی تحتوی على الحمض النووی الریبی (الحمض النووی الریبی) والفیروسات التی تحتوی على دیانا (حمض الدیوکسی ریبونوکلییک). تحدث الإصابه بالفیروسات فقط نتیجه النشاط داخل الخلایا للحمض النووی فی جینومها ، لذلک خارج الخلیه یکون الفیروس وجینومه خالیین من أی نشاط وجزیء کبیر. إن جینومات العدید من الفیروسات محصوره أو ملفوفه داخل بروتین یسمى القفیصه. طلاء البروتین هذا غیر متکامل ولکنه مصنوع من جزیئات أصغر أو وحدات تسمى الکبسولات. تشکل القسیمات القفیصیه قفیصه بعد الاندماج ، ویعتمد شکلها المحدد على نوع الفیروس وبنیته. فی بعض الفیروسات ، یتم تصنیع الجینوم على شکل حلزون ، وتغطیه القسیمات القفیصیه بانتظام ، بحیث تصبح القسیمات النوویه للفیروس نابضه أو حلزونیه. بالإضافه إلى ذلک ، فإن الجینوم والکابسید (nucleocapsid) لأکثر من نصف الفیروسات المشفره بالغلاف للبروتین الدهنی وعدید السکارید الدهنی. فی هذه الحاله ، یتم تقسیم الفیروسات إلى فئتین. مجموعه غمد ومجموعه غمد. هناک أنواع عدیده من قرون الفیروسات. یختلف حجم وشکل وحجم وبنیه الفیروسات على نطاق واسع. الفیروسات هی بعض الأشکال الکرویه ، وبعضها مخروطی الشکل ، أو تشبه الأشکال الهندسیه الأخرى ، مثل المکعب أو متعدد السطوح. یمکن أن تتراوح أقطار الفیروس من 20 نانومتر (أصغر) إلى 450 نانومتر (أکبر). یبلغ طول بعض فیروسات الفلور 1400 نانومتر ، لکن قطرها 80 نانومتر فقط. الفیروسات الکبیره ، مثل فیروس الجدری ، کبیره الحجم ولها بنیه غیر عادیه ومعقده نسبیًا أو معقده ، مثل البکتیریا ، لا تمر عبر مرشح الحجره على الإطلاق. ومع ذلک ، فإن معظم الفیروسات لدیها القدره على المرور عبر هذه المرشحات. تفتقر الفیروسات إلى بنیه الخلیه ویتم عزلها من الخلایا المضیفه دون أی استقلاب کیمیائی أو إنزیمی أو خلوی ، ولا یمکنها أبدًا التکاثر دون الحاجه إلى التکرار. یجب اعتبارها جزیء ضخم مرکب أو وحده معدیه خارج الخلیه الحیه. لأن الجزیئات الکبیره ، وهی سلاسل حمض نووی وبروتینات بروتینیه وربما غمد من البروتینات الدهنیه وعدیدات السکارید الدهنیه ، تکون جاهزه للاستیلاء على جینوم المضیف بمجرد ملامستها للخلیه المضیفه وبعد الامتصاص والاختراق والإفراج. رتب نسخهم بمساعده أنظمه النسخ والترجمه الخلویه. جمیع الکائنات الحیه ، بما فی ذلک حقیقیات النوى وبدائیات النوى ، یمکن أن تکون مضیفات قسریه للفیروسات. لیست کل خلیه تستقبل أی فیروس ، فهی تستقبل حصریًا فیروس مألوف.

فیروسات عملاقه
Mimivirus هو أحد أکبر الفیروسات المعروفه. یبلغ قطر قفیصه الفیروس 400 نانومتر وله خیوط بروتینیه سطحیه تبلغ 100 نانومتر. یمکن رؤیه بنیه الفیروس فی مجهر إلکترونی سداسی. فی عام 2011 ، تم اکتشاف أکبر فیروس معروف فی قاع المحیط قباله سواحل تشیلی. یُطلق على هذا الفیروس اسم Megavirus chiliensis ویمکن رؤیته باستخدام مجهر ضوئی عادی. فی عام 2013 ، تم اکتشاف فیروس یسمى Pandoravirus فی تشیلی وأسترالیا. یبلغ حجم جینوم هذا الفیروس ضعف حجم فیروس mime وجینوم الفیروس الضخم. إن جینوم جمیع الفیروسات العملاقه هو DNA مزدوج الشریطه. تنقسم هذه الفیروسات إلى سبع عائلات مختلفه.

تکاثر الفیروس
تبدأ دوره تکاثر الفیروس بإصابه الخلیه المضیفه وتنتهی بإطلاق جزیئات فیروسیه ناضجه. بسبب نقص بنیه الخلیه وأی استقلاب وتفاعل کیمیائی ، لا تستطیع الفیروسات تکرار نفسها ، ولکی یعمل هذا ، یجب أن تدخل خلیه حساسه وتتطلب طاقه وجهاز بروتین الخلیه الحیه. لا یمکن نقل الفیروس إلى الخلیه إلا عن طریق الخلیه ، ویتم ذلک فقط بواسطه الخلیه الحساسه وحامله المستقبلات (المستقبلات) المألوفه للفیروس. یمکن للخلایا التی تحتوی على هذه المستقبلات الجاهزه لامتصاص الفیروس أن تنقل على الأرجح أنواعًا مختلفه من الفیروسات ، وإلا فإن الخلیه ستکون مقاومه للفیروس وأی اتصال بالفیروس سیکون غیر فعال. عن طریق دخول الخلیه وتغطیتها بإنزیمات الخلیه ، یبدأ نشاط الحمض النووی للفیروس. تحتوی الأحماض النوویه الفیروسیه على عدد کافٍ من الجینات لتثبیط استقلاب الخلیه المضیفه ، وبالتالی تلبیه احتیاجات التفاعلات الکیمیائیه الحیویه للتکاثر بواسطه الخلیه المضیفه. بمجرد إصابه الخلیه المضیفه ، یمکن للفیروس أن یتکاثر فی دورتین.

دوره لیسوجینیک
فی بعض الأحیان ، بعد دخول الخلیه بعد المراحل الأولیه وإطلاق الجینوم أو الحمض النووی ، یقوم الفیروس ، بدلاً من إنتاج جینوم وبروتین الفیروس ، بإدخال نفسه فی کروموسوم المضیف ، وفی هذه الحاله یطلق علیه اسم الفیروس المؤید. ینتشر الفیروس أیضًا. فی هذا النوع من الدورات ، یتکاثر الجینوم الفیروسی دون تدمیر الخلیه المضیفه ، والتی تنتج أحیانًا الفیروس الکامل دون تدمیر الخلیه المضیفه وتوجیه فیروسات الطفل خارج الخلیه.

دوره تحلیلیه:
فی هذه المرحله ، یتم تدمیر الخلیه المضیفه تمامًا بعد استنساخ الفیروس الخاص بها ، وبهذه الطریقه یتم إطلاق العدید من الفیروسات من الخلیه المضیفه.

مراحل تکاثر الفیروس
جذب وتواصل
یتصل الفیروس بالمستقبلات الموجوده على غشاء الخلیه (المستقبل) ویؤدی إلى امتصاص الفیروس وربطه بالخلیه ، مما یؤدی إلى ظهور العدوى. یؤدی ارتباط الفیروس بالمستقبل ووجود هذه المستقبلات فی أنسجه معینه إلى أن یکون الفیروس خاصًا بأنسجه معینه ویسبب أمراضًا معینه فی نفس خلایا الأنسجه. تعتبر درجه الحراره المحیطه ودرجه الحموضه الجیده والقوه الکهروستاتیکیه ووجود الأملاح المعدنیه مهمه جدًا فی امتصاص الفیروسات وربطها بمستقبلات سطح الخلیه. إن ارتباط الفیروس بالمستقبل هو رابطه ضعیفه وغیر تساهمیه. تختلف أنواع المستقبلات باختلاف الفیروسات ، فمثلاً فیروس شلل الأطفال یمتص PVR وفیروس الأنفلونزا یمتص حمض السیالیک من الخلایا التنفسیه. کما أن مستقبل فیروس نقص المناعه البشریه هو جزیء CD4 ومستقبل فیروس Epstein-Barr هو جزیء CD21 ومستقبل فیروس الأنف هو جزیء ICAM-1. کل من المستقبلات لها وظیفه طبیعیه فی خدمه الجسم ویتم إساءه استخدامها من قبل الفیروس ، لذلک یلعب CD4 فی الخلایا اللمفاویه التائیه دورًا کمحفز لاکتشاف المستضدات الأجنبیه والاستجابه لها المرتبطه بـ MHC.

الاختراق أو الدخول إلى الخلیه
بعد الارتباط بسطح الخلیه ، یبحث الفیروس عن طریقه لدخول الخلیه مع تغییرات فی مستقبل خلیه الفیروس. بشکل عام ، یحدث دخول الفیروس إما من خلال اندماج الغشاء (اندماج الغلاف الفیروسی مع غشاء الخلیه) أو من خلال الالتقام الخلوی. غالبًا ما تدخل الفیروسات المغلفه الخلیه من خلال الاندماج بمساعده البروتینات الفیروسیه التی تلعب دورًا فی الاندماج. تدخل الفیروسات غیر المطلیه أیضًا الخلیه من خلال الالتقام الخلوی ، ویشمل کل منها الالتقام الخلوی ، بما فی ذلک الالتقام المعتمد على الکلاذرین ، والالتقام المعتمد على الکاولین ، والالتقام الخلوی المستقل عن الکلاذرین ، والکاولین ، وندره الماربینوسیتوس. نظرًا لوجود جدران خلایا قویه من الکیتین والسلیلوز فی الفطریات والنباتات ، تواجه الفیروسات صعوبه فی دخول هذه الخلایا ، ولا یمکن للفیروسات الدخول إلا فی حاله تلف جدار الخلیه. فی الخلایا النباتیه ، یمکن للفیروسات أن تنتقل مباشره من خلیه إلى أخرى عبر مسام الخلایا فی Plasmodiumsmat.

إزاله الغطاء
بمجرد دخول الفیروس إلى الخلیه ، داخل السیتوبلازم وتحت تأثیر الإنزیمات داخل الخلایا أو إنزیمات الفیروس نفسه ، یتفکک الغلاف البروتینی للفیروس ویتم إطلاق الحمض النووی. من البدایه إلى هذه المرحله ، یمکن ملاحظه التغیرات فی الفیروس بمساعده المجهر الإلکترونی.

الاختفاء
یتم تقسیم الحمض النووی المنطلق للفیروس إلى أجزاء أصغر ، وبعد فتره قصیره لن یظهر أی أثر لجینوم الفیروس. من الآن فصاعدًا ، یهیمن الحمض النووی للفیروس على الخلیه المصابه ویتحکم فی جهاز إنتاج البروتین فی الخلیه للتکاثر. فی هذه المراحل ، یمکن اعتبار الفیروس وحده حیه أو بعباره أخرى الحمض النووی الفیروسی هو وحده حیه.

التکاثر أو الاصطناع الحیوی
مع ترکیب وبناء إنزیمات النسخ المتماثل ، یبدأ نشاط الحمض النووی الفیروسی داخل السیتوبلازم الخلوی.

الإکمال
بعد إنتاج وتخلیق بروتین الفیروس والحمض النووی فی مراکز محدده. یتم تضمین الحمض النووی للفیروس فی البروتین الوقائی ، ویتم العمل على إکمال الفیروس بطریقته الخاصه. لا یعد إکمال الفیروسات بشکل عام هو نفسه ویتم بشکل خاص. إن تکامل فیروسات البودات أو الفیروسات غیر الشبیهه بالقرون وتلک التی تحتوی على هیاکل معقده أو کبسولات نیوکلیوکابسید حلزونیه مختلفه تمامًا ، وقد تطور کل منها بشکل مختلف. باختصار ، الفیروسات الکرویه ، أو بعباره أخرى ، قفیصه الإیکوساکرون ، تکملها اقتران الکبسولات ووضع الحمض النووی بداخلها. الفیروسات التی تحتوی على نوکلیوکابسید زنبرکیه مغلفه بالفعل بالحمض النووی بکبسوله من الکبسولات وتتخذ شکل الربیع عندما یکون الفیروس جاهزًا لمغادره الخلیه. الفیروسات التی لها بنیه معقده لیست کامله مثل الفیروسات الأخرى ، وتظهر الدراسات أن الحمض النووی والبروتینات الحافظه وخیوط السطح الخارجیه والدهون المستخدمه فی بنیتها یتم تصنیعها بشکل عام فی مکان آخر ویتشکل الفیروس فی نفس الموقع. اکتمل غمد فیروسات الغمد ، تلک التی تتکاثر داخل نواه الخلیه بعد مغادره النواه وتلک التی تکتمل فی سیتوبلازم الخلیه تلتف حول بعضها البعض عندما یغادر الغشاء الغشاء السیتوبلازمی.

خروج الفیروس من الخلیه
هناک طریقتان لإزاله الفیروسات من الخلیه. فی بعض الحالات ، یتم إطلاق الفیروس عند اکتماله ، اعتمادًا على نوعه ونوع الخلیه ، حیث تتفکک الخلیه المضیفه. فی مثل هذه الحالات ، یتم إطلاق کمیه کبیره من الفیروس فجأه بعد تدمیر الخلیه. یوجد هذا النوع من الإفرازات فی العدید من البکتیریا وبعض الخلایا الحیوانیه. فی بعض الحالات الأخرى ، مثل فیروسات البودات ، مثل فیروس HIV ، یتم إطلاق الفیروس خارج الخلیه دون تدمیره. فی هذه الحالات ینفصل الفیروس عن الخلیه کالبرعم. فی حاله فیروسات الغمد ، یتم لف الغمد حولها فی نفس الوقت ویخرج من الخلیه.

الأمراض الفیروسیه عند الإنسان
تشمل الأمثله على الأمراض الفیروسیه البشریه الشائعه نزلات البرد والإنفلونزا والجدری المائی والهربس ، ومن الأمثله على الأمراض الفیروسیه الخطیره داء الکلب والإیبولا والإیدز والسارس والتهاب الکبد. ومع ذلک ، لم یتم إثبات دور الفیروسات فی بعض الأمراض التی تصیب الإنسان مثل مرض التصلب العصبی المتعدد ولا یزال قید التحقیق. قد تظل بعض الفیروسات، مثل فیروس الهربس ، مخفیه فی الجسم وتصبح نشطه فقط فی ظل ظروف معینه. یمکن أن یکون وجود مثل هذه الفیروسات فی الجسم مفیدًا بسبب زیاده نشاط جهاز المناعه. یمکن لبعض الفیروسات ، مثل فیروس التهاب الکبد B وفیروس التهاب الکبد C ، أن یکون لها وجود دائم وعدوى فی الجسم ، وسیکون هؤلاء الأشخاص حاملین دائمًا لهذه الأمراض. هناک طریقتان بشکل عام لنقل الفیروس. الانتقال العمودی یعنی انتقال الفیروس من الأم إلى الجنین ، مثل انتقال فیروس الإیدز والتهاب الکبد أو الزهری. فی الانتقال الأفقی ، ینتقل المرض بشکل فردی أو من خلال ناقلات مثل البعوض فی السکان. قد یکون الانتقال عن طریق اللعاب أو قطرات الجهاز التنفسی أو العلاقه الجنسیه أو الماء والغذاء الملوثین.