:

بیوتکنولوژی دانشی است که در رابطه با استفاده از موجودات و یا متابولیت های آنها جهت تولید فرآورده های مختلف دارویی ، غذایی ، شیمیایی و غیره در مقیاس صنعتی بحت می کند. روند تکاملی بیو تکنولوژی در طی هزاران سال شکل گرفته و نهایتا به علمی تبدیل شد که با جهت گیری کاربردی میکروبیولوژی و بیو شیمیایی ، ارتباط نزدیکی با مهندسی شیمی ایجاد نموده است ( 48 ).

بین انسانها و میکرو ارگانیسمها ، از ابتدا ارتباط حیاتی بسیار نزدیکی وجود داشته که این ارتباط می تواند مضر و یا مفید باشد. پس از آنکه رابرت کخ در سال 1880 برای اولین بار کشت خالص باکتری ها را به دست آورد ، توجه زیادی به عوامل بیماری زا شد و مطالعات بعدی نشان داد که با وجود این که برخی میکروبها عامل بیماری در انسان ، حیوان و گیاه هستند ، عده زیاد دیگری کاربرد صنعتی داشته و در تولید مواد غذایی، داروها ، آنزیم ها ، اسید های آمینه و غیره نقش دارند(52).

1- عملیات بالا دستی(Up stream ) : که شامل دو بخش توسعه سویه و توسعه محیط کشت و تخمیر است و در این بخش ها نقش مهندسی شیمی و میکروبیولوژیست حائز اهمیت است. هدف از بخش توسعه سویه ، شناخت، تهیه و تثبیت میکروارگانیسم مولد محصول و هدف از بخش توسعه محیط کشت ، بهینه سازی محیط کشت از نظر میزان و نوع مواد، شرایط تولید و اقتصادی تر نمودن فرآیند می باشد.

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

2- عملیات پایین دستی( D. stream) : در این بخش که در واقع فرآوری پس از تخمیر است، نقش مهندسان در جهت دهی فرآیند تخمیر به سمت نتایج بسیار مهم می باشد. هدف از این مرحله، جداسازی و خالص سازی محصول می باشد. ( 17)

فصل اول: کلیات

1-1- طرح موضوع

در این پژوهش سعی بر این شده تا با استفاده از یک منبع نیتروژنی بومی ( ترکیب کنجاله سویا و کنجاله کلزا ) بتوانیم تولید صنعتی آنتی بیوتیک اریترومایسین را به روش فرمانتاسیون میکروبی بهینه سازی کنیم . امروزه در صنعت تولید این آنتی بیوتیک از کنجاله سویا استفاده می شود. اما در این پژوهش مشخص شد که استفاده از ترکیب این دو منبع نیتروژنی علاوه بر بالا بردن بازده محصول ، تولید اریترومایسین را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر می کند. منبع نیتروژنی پیشنهاد شده با نسبت های مختلف به محیط کشت تخمیر باکتری Saccharopolyspora erythraea  اضافه شد. در طول فرایند تغییرات مورفولوژیک باکتری ، pH ، درصد وزن تر بیومس تولیدی از روز چهارم به صورت یک درمیان اندازه گیری و میزان اریترومایسین تولیدی به روش اسپکتروفتومتری سنجیده شد.

2-1- بیان مسئله

اریترومایسین علیه ارگانیسمهای گرم مثبت نظیر استرپتوکوک، استافیلوکوک، پنوموکوک و ارگانیسمهای گرم منفی مثل نایسریا و بردتلا پرتوسیس موثر است.این دارو جایگزین مناسبی برای پنی سیلین در افراد آلرژیک نسبت به پنی سیلین است.  با توجه به این نکته تلاش برای بهینه سازی و کاهش قیمت روند تولید این دارو با اهمیت است و در این پژوهش سعی بر این شده که راه حلی برای کاهش قیمت و بومی سازی تولید این دارو پیدا شود. به طور کلی فرآیند تولید آنتی بیوتیکها شامل 5 مرحله اصلی است .آنچه در این پژوهش بیشتر مدنظر است ، تغییر در ترکیبات محیط کشت به کار رفته در مرحله تخمیر است. عمل تخمیر در فرمانتور یا بیوراکتور انجام میشود. یک فرایند تخمیری به روشهای غیر مداوم، مداوم و نیمه بسته انجام میشود.عواملی در طی یک فرایند تخمیر بیشترین اهمیت را دارند و محققان با تغییر در شرایط آنها سعی در بالا بردن بازده و کاهش هزینه های تولید دارند. این عوامل عبارتند از : ترکیبات محیط کشت، درجه حرارت، هوادهی، pH ، همزنی، دی اکسید کربن، کف، استرلیزه بودن محیط و ظروف.

در تهیه محیط کشت، تاکید زیادی روی کنترل کردن بهای مواد خام میشود. زیرا این مواد میتوانند تاثیر مهمی روی محصول نهایی بگذارند. از جمله معیارهای دیگر برای انتخاب مواد خام :

– حداکثر بازدهی محصول به ازای هر گرم سوبسترا فراهم کند.

– حداکثر غلظت محصول را فراهم کند و اجازه حداکثر سرعت تولید را بدهد.

– ارزان باشد و در طول سال با کیفیت یکسان و به راحتی در دسترس باشد.

– حداقل مشکلات را در جنبه های دیگر فرایند مخصوصا هوادهی و هم زدن و خالص سازی و استخراج و…. فراهم کند.

– ترکیب شیمیایی مناسب برای فراهم کردن منبع نیتروژنی فرمولاسیون محیط کشت تخمیر

– تولید فراوان سویا و کلزا در داخل کشور ( بومی سازی )

– ارزان و در دسترس بودن

:

سلول­های بنیادی، سلول­های زایای غیر بالغ­اند که قادر به خود تکثیری (Self-renewal) هستند و از این طریق جمعیت سلولی خود را حفظ می­کنند]4[. هر سلول بنیادی در کنام یا نیچ تنظیمی خود قرار گرفته است. کنام یک سلول، مجموعه­ای از عوامل فیزیکی و شیمیایی است که سلول را احاطه کرده است. از اعمال مهم کنام سلول­های بنیادی، تنظیم توازن بین خود نوزایی و تمایز است. یکی از مکانیسم­های تنظیم کننده این توازن کنترل تقسیم متقارن و نامتقارن می­باشد. در تقسیم نامتقارن، از تقسیم سلول ­بنیادی دو سلول دختری ایجاد می­گردد که یکی در کنام باقی مانده و دیگری کنام را ترک کرده تا تعداد زیادی پیش­ ساز ایجاد نماید و در نهایت به سلول­های بالغ تمایز پیدا می­کنند. در عوض در تقسیم متقارن، دو سلول­دختری ایجاد می­گردد که هر دو در کنام باقی مانده و به صورت بنیادی باقی می­مانند] 5، 6[. بنابراین سلول­های بنیادی، سلول­های تمایز نیافته­ای می­باشند که توانایی خود تکثیری، تولید نسل تمایز یافته عملکردی و ترمیم بافت بعد از صدمه را دارا هستند ]7[.

سلول­های بنیادی بر اساس قابلیت تمایز به سه گروه تقسیم می­شوند:

همه توان: جزء اولین سلول­هایی هستند که در جنین شکل می­گیرند ( از تخمک لقاح یافته 1-3 روزه)،  قابلیت تمایز به انواع سلول­های ارگانیسم را دارند] 4[.

پر توان: از توده سلولی داخلی در مرحله بلاستوسیست 100تا 200 سلولی منشاء می­گیرند. این سلول­ها دارای توانایی تمایز و تکثیر نامحدود هستند و قادرند به هر سه لایه سلولی تمایز یابند]7[.

سلول­های بنیادی از لحاظ منشاٴ به دو دسته­ی، سلول­های بنیادی جنینی (ESCs) و سلول­های بنیادی بالغ تقسیم می­شوند. از آنجا که استفاده از سلول­های بنیادی جنینی با مسائل اخلاقی و قانونی بسیار مواجه است و یا پیوند این سلول­ها خطر ایجاد بافت توموری را در پی خواهد داشت ]7،11[، بنابراین کلید حل این مشکل به دست آوردن منبع عظیمی از سلو­ل­هاست به گونه­ای­که قابلیت تمایز بالایی داشته باشد و قادر باشند به دفعات نامحدودی در محیط کشت تکثیر شوند تا تعداد کافی سلول قابل دسترس برای پیوند و یا هر کاربرد درمانی و پژوهشی فراهم آورد]4[.

1-1- سلول­های بنیادی جنینی

اولین تحقیقات در زمینه  ESCs در دهه 1960 شروع شد، هنگامیکه Finch و   Ephrussii درسال1960 ، سلول­های سرطانی جنینی چند توان را از سلول­های زایای سرطانی تمایز نیافته انسان و موش جدا کردند] 19.[

این سلول­ها اولین بار در سال1981 از توده سلولی داخلی جنین موش جدا سازی شدند، سپس در سال 1998، سلول­های بنیادی جنینی 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  انسان استخراج شدند] 20،10.[ سلول­های بنیادی جنینی فعالیت تلومرازی شدیدی دارند و قادرند به طور نامحدودی تقسیم شوند، به گونه‌ای كه سلول­های بنیادی جنینی انسانی را می‌توان در شرایط محیط كشت تا بیش از یكسال به صورت تمایز نیافته حفظ كرد و جمعیت آنرا به 80 برابر رساند] 10.[  حضور آلکالین فسفاتاز و تلومراز و بیان نشانگر اختصاصی SSEA-1 از ویژگی­های اختصاصی سلول­های بنیادی جنینی می­باشد] 21.[

 این سلول­ها از توده سلولی داخلی بلاستوسیست جداسازی می­شوند که دارای توانایی تمایز و    تکثیر نامحدود هستند و قادرند به هر سه لایه سلولی تمایز یابند، این ویژگی را Pluripotent  می­نامند. محققین اولین بار این سلول­ها را از mice  و اخیرا” از انسان و پریمات­ها جداسازی کرده­اند] 22، 23[. یک نکته مورد توجه در ارتباط با سلول­های بنیادی جنینی موش این است که این سلول­ها پس از آنکه در محیط کشت و شرایط آزمایشگاهی قرار می­گیرند، تکثیر شده و بعد از پیوند به جنین­ در مرحله قبل از کاشته شدن، ویژگی پلوری­پوتنتی خود را حفظ کرده و قادرند انواع بافت­های تمایز نیافته با منشا اکتودرمال، مزودرمال و اندودرمال را تولید کنند ]7، 24[ مشابه همین ویژگی­ها در سلول­های بنیادی جنینی انسان نیز دیده شده است ]7[. بنابراین گرچه سلول­های بنیادی جنینی از قدرت تكثیر و تمایز بالایی برخوردارند اما كاربرد این سلول­ها با موانع اخلاقی و قانونی همراه بوده و پاسخ ایمنی را در فرد گیرنده افزایش می‌دهند [7،11،10]. علاوه بر آن وقتی سلو­ل­های بنیادی جنینی انسان یا موش به حیوانات  متولد شده پیوند زده می­شودند تولید تومور می­کنند که حاوی انواع متفاوتی از بافت­ها شامل: پوست، مو و عضله می­باشد که تراتوما نامیده می­شود ]25[، حضور سلول­هایی از سه لایه جنینی در این تومور، نشان دهنده ظرفیت تمایزی بالای این سلول­هاست بنابراین استفاده درمانی از این سلول­ها با مشکلاتی همراه است]7[.

2-1- سلول­های بنیادی بالغ

سلول­های بنیادی بالغ، سلول­های سوماتیکی هستند که در بافت بالغ حضور دارند و قادرند به سلول­های بنیادی بالغ، سلول­های سوماتیکی هستند که در بافت بالغ حضور دارند و قادرند به سلول­های بافتی که از آن منشا می­گیرند، تمایز یابند. این سلول­ها را می‌توان در بافت­هایی مثل استخوان تیغه‌ای (ترابكولار)، بافت چربی، مغز، سینوویوم، عضله اسكلتی، ریه، طحال، كبد، كلیه، مغز استخوان، غضروف، قلب، پوست، دندان­های شیری و سلول­های اطراف عروق مربوط به ژله‌ وارتون بند ناف انسان نیز مشاهده نمود [14،26]. یکی از نکات مهم در مورد سلول­های بنیادی بالغ این است که تعداد آن­ها در هر بافتی محدود است. این سلول­ها در حالت عادی در ناحیه خاصی از هر بافت به صورت خاموش به حالت تقسیم نشده وجود دارند و قادرند تحت شرایط فیزیولوژیك یا بدنبال ایجاد ضایعه، به سلول­های بافتی كه در آن قرار دارند تمایز یابند و بافت آسیب دیده را ترمیم كنند و یا تحت شرایط خاصی نیز به به سلول­های دیگری كه مربوط به آن بافت خاص نمی‌باشد تمایز می‌‌یابند، به این ویژگی Trans-differentiation و یا Adult­ stem cell plasticity می‌گویند [3،27،28].

1 progenitor

2  Niche

3 symmetric

4 asymmetric

1 Totipotent

2 Pluripotent

3 Inner cell mass

4 Multipotent

:

انگل لیشمانیا یک پروتوزوای جنس لیشمانیا یک پاتوژن داخل سلولی است که می تواند باعث ایجاد طیف وسیعی از بیماری های انسانی از یک زخم پوستی ساده تا عفونت های احشایی شود که با گزش پشه خاکی آلوده به میزبان پستاندار از جمله انسان منتقل می­شود(99).

به بیماری­های حاصل از انگل های جنس لیشمانیا، لیشمانیازیس گفته می­شود. این بیماری در 88 کشور در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری جهان گسترش یافته است و اینک 12 میلیون نفر به این انگل مبتلا می باشند و350 میلیون نفر در خطر ابتلا به این بیماری قرار دارند. با وجود کوشش هایی که برای مبارزه با بیماری انجام شده، سالیانه 1 تا 2 میلیون مورد جدید جهانی گزارش می شود ، که 5/1 میلیون مورد از نوع جلدی و500هزار نفر از انواع احشایی می­باشد. در انسان بیماری به سه فرم بالینی جلدی (CL)[1]، جلدی مخاطی (ML)[2] و احشایی (VL)[3] بروز می­کند(57،83).

سازمان بهداشت جهانی آن را  در زمره 8 بیماری مهم انگلی دنیا با شیوع بالا در جهان قرار داده است. کنترل این بیماری از اولویتهای سیستم بهداشتی و درمانی جهان است و نیز از اولویتهای تحقیقاتی انیستیتو پاستور ایران نیز می­باشد(49).

افراد در تمام سنین در معرض ابتلا به این بیماری می باشند. بیش از %90 موارد ابتلا به لیشمانیای پوستی در کشورهای افغانستان، عراق، پرو، عربستان سعودی و متأسفانه ایران گزارش شده است( 47). این انگل امروزه بصورت انگلی فرصت طلب در افراد دچار نقص ایمنی درآمده است و به دلیل اینکه در ایران نیز موارد ابتلا به آن زیاد می باشد، لذا لازم است در زمینه شناخت بیشتر خود انگل و راه­های مقابله با آن مطالعات وسیعتری صورت گیرد.

فصل اول: کلیات

تعریف بیماری لیشمانیوز:

این بیماری در انسان می تواند به اشکال مختلف بروز نماید و در مورد فرم احشایی در صورت عدم درمان حتی به مرگ منجر گردد(29،17). ژنوم این انگل در سال 2002 حدود 32 مگا باز ژنوم و8500 ژن تخمین زده شد که با ترجمه آنها بیشتر از 10000 پروتئین حاصل خواهد شد(16).

یکی از خصوصیات مهم انگل لیشمانیا، رشد و تکثیرآن در درون فاگولیزوزوم­های ماکروفاژها است. تعداد کمی از میکروارگانسیم ها قادرند که تحت چنین شرایطی ودر مجاورت انواع آنزیم های هیدرولیتیک زندگی کنند. بنابراین مراحلی که منجر به ورود انگل به درون فاگولیزوزوم می­گردد از اهمیت خاصی برخوردار است(77). 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

میزبان مهره دار برای انگل شامل میزبان پستاندار وخزنده است که میزبان پستاندار شامل انسان، سگ، سگ سانان و برخی جوندگان ودیگر جانوران وحشی می باشد. لیشمانیوزها عموما توسط گونه های پشه خاکی منتقل می شوند. ناقل این انگل ها در دنیای قدیم (همه قاره ها بجز آمریکا) پشه خاکی های متعلق به جنس فلوبوتوموس می باشد و در دنیای جدید گونه های مختلف پشه خاکی های ماده از جنس لوتزومیا
می­باشد(20،92،69،101).

عامل بیماری­زایی در لیشمانیوز، یعنی لیشمانیا، از راسته کینتوپلاست داران است که برحسب سیر تکاملی و محیط زیست خود به دو شکل بی تاژک یا آماستیگوت (یا جسم لیشمن) در درون سلولهای سیستم رتیکولواندوتلیال مهره داران مانند ماکروفاژها و شکل تاژکدار پروماستیگوت (یا لیپومونادی) در درون بدن پشه خاکی ناقل و محیط کشتهای مصنوعی مثل NNN[1] دیده می­شود (3).

2-1-1- تاریخچه لیشمانیوز در جهان

کانینگهام[1] در سال 1885 در فرانسه ترشحات زخم پوستی بیماری را که به آن تاول دهلی می گفتند، مورد مطالعه قرار دارد. این محقق، ماکروفاژهای میزبان را انگل آمیبی پنداشته و اجسام داخل ماکروفاژها را هاگ (اسپور) تصور کرده بود(64). رایت اجسامی شبیه به آنچه کانینگهام گزارش داده بود در زخم پوستی دختری که از ارمنستان به بوستون مهاجرت کرده بود مشاهده کرد. او این انگل را هلیکوزوماتروپیکوم نامید و فکر می کرد که متعلق به گروه میکروسپوریدیا باشد(3و18). در سال 1900 لیشمان[2] در طحال سربازی که از تب دام دام[3] در هندوستان مرده بود اجسام بیضی شکلی را در داخل سلول های بزرگی مشاهده کرد (دام دام شهری است که بیماری لیشمانیوزاحشائی در آن دیده شده بود). لیشمان نتیجه مطالعات خود را در سال1903 منتشر ساخت.

3-1-1- تاریخچه لیشمانیوز در ایران

در کتاب قانون ابوعلی سینا در مورد زخمی به نام جیرونیه یا خیرونیه که درمان مشکلی دارد و در برابر داروهای گوناگون مقاومت می کند بحث شده است. در شرح اسباب ملانفیس از بیماری ای به نام شلیم نام برده شده که تظاهرات آن با زخم سالک مشابه است (3).

در اوایل قرن بیستم مطالعات کاملی درباره لیشمانیوز پوستی در تهران توسط دکتر پولاک که یکی از اساتید پزشکی مدرسه دارالفنون بود، انجام گرفت. وی شرح جامعی درباره بیماری سالک نوشت.

در سال 1916 گاشه از دیگر اساتید پزشکی دارالفنون 21 سگ را در تهران مورد مطالعه قرار داد که 15 سگ به سالک مبتلا بودند.

از  سال 1320 به بعد محققان ایرانی نظیر دکتر انصاری، دکتر مفید و دکتر ندیم در مورد اپیدمیولوژی، خصوصیات آزمایشگاهی انگل، گونه های پشه خاکی مناطق آلوده و درمان انواع سالک در نقاط مختلف ایران مطالعات و آزمایشاتی را انجام دادند(9). در 1328 برای نخستین بار دکتر پویا در مقاله ای سه مورد بیماری را که از لحاظ بالینی و آزمایشگاهی تشخیص آنها قطعی بود معرفی کرد و وجود کالاآزار در ایران را اعلام نمود.

از سال 1328 تا 1340تعداد 24 مورد کالاآزار از نقاط مختلف کشور نظیر تهران، تنکابن، آبادان، شیراز و نیشابور گزارش شد. از 1340 به بعد موارد بیشتری از بیماری بخصوص در استان فارس و بین عشایر بصورت تک گیر مشاهده شد. در فاصله سالهای 1353 تا 1358 فقط در بیمارستانهای وابسته به دانشگاه شیراز 131 مورد کالاآزار گزارش شد که اکثر بیماران اطفال زیر 7 سال بودند(2.3).

مطالعاتی که در سالهای 1364 تا 1368 در مشکین شهر استان اردبیل انجام گرفت نشان داد که بیماری در این مناطق از سالها قبل به صورت اندمیک (بومی) وجود داشته است و ممکن است در سالهای اخیر به صورت اپیدمی بروز کرده است. زیرا در این مدت بیش از 600 مورد کالاآزار از استان اردبیل تشخیص داده شد که 520 مورد آن در شهرستان مشکین شهر بوده است(2،6).

[1]-  Cuningham

[2] -leishman

[3] -Dum Dum fever

[4] -Charls Donovan

[1]- Novy- McNeal- Nicolle

[1] -Cutaneous Leishmaniasis

1-1- تاریخچه آنتی بیوتیک

1-1-1- مکانیسم عمل آنتی بیوتیک‌ها

بیشتر آنتی بیوتیک‌ها بر روی هر دو نوع سلول پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها اثر می‌گذارند و به همین دلیل نمی‌توان همه آنها را از نظر درمانی برای انسان مورد استفاده قرار داد. آنتی‌بیوتیک‌ها به دو گروه عمده‌ی عوامل کشنده یا سیدال که تمام سلول ها را می کشند و عوامل استاتیک که رشد باکتری را مهار می‌کنند طبقه بندی می‌شوند. در جدول شماره 1-1 مهمترین دارو‌های ضد میکروبی و مکانیسم اثر آن‌ها را نشان می‌دهد. آنتی بیوتیک‌ها از طریق چهار مکانیسم کلّی ویژگی باکتریوسیدی یا باکتریواستاتیکی خود را بروز می‌دهند.

1-1-1-1- جلوگیری از سنتز دیواره سلولی باکتری: باكتری‌ها یك لایه خارجی سخت دارند كه دیواره سلولی آنها است و شكل میكروارگانیسم را تعیین می‌كند و از سلول باكتری كه فشار اسموتیك بالایی دارد محافظت می‌نماید . آسیب به دیواره سلولی (توسط لیزوزیم) یا مهار تولید آن ، به متلاشی شدن سلول می‌انجامد. آنتی‌بیوتیک‌هایی که باعث مهار سنتز دیواره ی سلولی می شوند عبارتند از: پنی‌سیلین‌ها (پنی‌سیلین G، پنی سیلین V، آمپی سیلین، نفسیلین، تیکارسیلین،کاربنی‌سیلین، کلوکاسیلین)، سفالوسپورین‌ها، باسیتراسین، وانکومایسین، سیکلوسرین، نووبیوسین، تیکوپلانین، ریستوستین، فوزومیوسین و فسفونوپپتیدها.

2-1-1-1- مهار پروتئین سازی: آنتی بیوتیک‌های این گروه را می توان در دو گروه ممانعت کننده از نسخه برداری و ممانعت کننده از ترجمه تقسیم بندی کرد. گروه اول شامل اکتینومایسین که با اتصال به مولکول DNA مانع سنتز mRNA می شود و ریفامپین که با اتصال به آنزیم RNA پلی مراز مانع سنتز mRNA می‌شود. گروه دوم شامل آنتی‌بیوتیک‌های مهارکننده جزء30S ریبوزوم(آمینوگلیکوزیدها، آمینو سایکلیتول‌ها، تتراسایکلین ها) و آنتی بیوتیک‌های مهار کننده جزء 50Sریبوزوم(ماکرولیدها، لینکومایسین‌ها و تتراسایکلین).

3-1-1-1- جلوگیری از سنتز اسید نوکلئیک: این گروه شامل میتومایسن( به دو زنجیره مکمل DNA متصل شده و مانع جدا شدن و همانندسازی آن می‌شود)، اکتینومایسین ( به مولکول DNA متصل شده و مانع سنتز مولکول mRNA  می‌شود)، ریفامپین (به آنزیم RNA پلی مراز متصل شده و مانع سنتز mRNA می‌شود)، کینولون‌ها (نالیدیکسیک اسید؛ سینوکساسین و مشتقات فلورینه آن شامل نورفلوکساسین، سیپروفلوکساسین) می‌باشند. 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

2-1-1- ژنتیک تولید آنتی بیوتیک

ژن تولیدکننده آنتی‌بیوتیک و دیگر متابولیت‌های ثانویه اکتینومیست‌ها معمولا به‌صورت کلاستر و یا به صورت پلاسمیدهای خطی بزرگ دیده می‌شوند. از نظر ژنتیکی آنتی بیوتیک‌ها با وزن مولکولی پائین، ساختار بسیار پیچیده دارند که نزدیک به 50 ژن در سنتز آنها دخالت دارد (Cundliffe, 2006). این در حالی است که یک ژن به آسانی می‌تواند یک پروتئین به وزن 100 کیلو دالتون را رمز گذاری کند(Challis, 2003). بعضی از جنس‌های استرپتومیسس بیش از 20 کلاستر ژنی را به سنتز متابولیت‌های ثانویه اختصاص داده‌اند. هر آنتی بیوتیک حدود 1% از کل ژنوم اکتینومیست تولید کننده را لازم دارد. علاوه بر ژن‌های لازم برای سنتز آنتی بیوتیک بعضی کلاستر‌ها دارای ژن‌های تنظیم کننده تولید آنتی بیوتیک می‌باشند (Cundliffe, 1989).

[1] . Clustered

[1] . Cidal

[2] . Static

[1] . Santonin

[2] . Cinchona  

[3] . Paul Ehrlich

[4] . Arsphenamine

[5] . Antibiosis

[6] . Vilmain

[7] . Antagonism

[8] . Louis Pasteur

[9] . Robert Koch

[10] . Allexander Fllemiing

[11] . Staphylococcus

[12] . Penicillium

[13] . Florey

[14] . Chain

[15] . Penicllium notatum

[16] . Gramicidin

[17] . Bacillus bervis

[18] . Streptomycin

2-1- بیان مسئله

تجزیه زیستی مواد، به فرایندی اطلاق می‌شود که در طی آن مواد آلوده‌کننده خارجی به وسیله میکروارگانیسم‌هایی که قادرند از آنها استفاده کنند، به مواد بی‌ضرر تبدیل می‌شوند (Luis and Mara et al 2000, 69-75; Chaıneau and Rougeux et al 2005, 1490-1496). که در آن از میکروب‌های مختلف استفاده می‌شود و اساس کار آن استفاده از جمعیت‌های میکروبی به منظور تجزیه آلاینده‌ها بوده بنابراین ضرورت نظافت زیستگاه‌های طبیعی جمعیت‌های میکروبی قبل از هر کار دیگر لازم و ضروری می‌باشد (Aitken and Stringfellow et al 1998, 743-752). آلودگی نفتی از معضلات زیست محیطی می‌باشد، هیدروکربن‌های نفتی یک دسته از آلاینده‌های خطرناک محیط هستند که براساس فعالیت‌های مختلف در محیط تجمع می‌یابند (Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  41-46) نفت‌خام کمپلکس پیچیده‌ای از مخلوط صد‌ها نوع ترکیب مختلف شامل هیدروکربن‌ها, نیتروژن, گوگرد و وانادیوم است که قسمت هیدروکربن شامل ترکیبات آروماتیک, آلیفاتیک و آسفالتی است (Sisler and Zobell 1987, 521-522; Chaıneau and Rougeux et al 2005, 1490-1496; Feijoo-Siota and Rosa-Dos- Santos 2008, 185-192) ورود هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای PAHs[1] به محیط زیست, اثرات بسیار خطرناکی در زندگی انسان خواهد داشت. مشخص شده است که PAH ها عوامل بالقوه سرطان‌زا برای انسان می‌باشند و به سرعت وارد بدن شده و در بافت‌های چربی بدن ذخیره می‌شوند (Koch and Fuchs 1992, 649-671). هیدروکربن‌های نفتی یک دسته از آلاینده‌های خطرناک محیط هستند که براساس فعالیت‌های مختلف در محیط تجمع می‌یابند (Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46). این آلاینده‌ها یکی از مهمترین آلودگی‌های زیست محیطی دنیا محسوب می‌شود که در اثر دفع و دور ریز نامناسب فاضلاب‌ها، ضایعات، پساب صنعتی و پخش آلاینده‌ها توسط نیروگاه‌ها و نشت آلاینده‌ها از مخازن نفت و ایستگاه سوختگیری و غیره وارد محیط زیست می‌شوند ((Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46; Cappello and Crisari et al. 2012, 39-50). استفاده از فعالیت‌های بیولوژیکی محیطی (باکتری‌های تجزیه کننده) در جهت حذف هیدرو‌کربن‌های نفتی که در این تحقیق ترکیبات آروماتیک می‌باشد نسبت به روش‌های فیزیکی (سوزاندن) که آلودگی زیست محیطی ایجاد می‌کند و روش شیمیایی (سورفکتانت‌ها) که روشی پر‌هزینه و دارای محدودیت می‌باشد مزیتی قابل توجه‌ای دارد (MacGillirray and Shiaris et al 1999, 90-101; Vinas and Grifoll et al 2002, 252-261; Moslemi and Vosoughi et al 2005, 15-23). میزان تجزیه و معدنی شدن ترکیبات آلی وابسته به غلظت ترکیبات است بطوریکه غلظت بالای هیدروکربن‌ها با محدود کردن مواد غذایی و اکسیژن یا از طریق اثرات سمی ایجاد شده بوسیله هیدروکربن‌های فرار از تجزیه زیستی ممانعت می‌کند. رشد میکرواورگانیسم‌ها روی هیدروکربن‌ها اغلب همراه با امولسیونه کردن منابع کربن نامحلول در محیط کشت است. در اغلب موارد این همراه با تولید عوامل امولسیونه کننده خارج سلولی در طی شکست هیدروکربن‌ها می‌باشد این فرآیند رشد میکرواورگانیسم روی نفت خام و متابولیزه کردن آن را امکان‌پذیر می‌سازد (حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80). در این تحقیق هدف بر این است که با جداسازی باکتری‌های تجزیه‌کننده ترکیبات آروماتیک در اکوسیستم ایران و بکارگیری آنها به روش تجزیه زیستی موجبات کاهش این آلاینده‌ها فراهم گردد.