जीवाणुओं को उनके आकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। बैक्टीरिया, उनकी विविधता

आकार के आधार पर जीवाणुओं का वर्गीकरण.

उनके आकार के आधार पर, सभी जीवाणुओं को 3 समूहों में विभाजित किया गया है:

गोलाकार या कोक्सी

छड़ के आकार का या लाठी के आकार का

जीवाणुओं की मुड़ी हुई आकृतियाँ।

कोक्सी में गोल, गोलाकार, अंडाकार, मोमबत्ती की लौ, लांसोलेट आकार होता है और इसे विभाजित किया जाता है 6 उपसमूहकनेक्शन विधि के आधार पर.

1 माइक्रोकॉसी;

2 डिप्लोकॉसी;

3 टेट्राकोसी;

4 स्ट्रेप्टोकोक्की;

5 स्टेफिलोकोसी;

6 सार्सिनास.

सभी कोक्सी स्थिर होते हैं और बीजाणु नहीं बनाते हैं।
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प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित। किण्वित दूध स्टार्टर में शामिल है। रोगजनक हो सकता है (एनजाइना, गोनोरिया, मेनिनजाइटिस)।

छड़ के आकार के जीवाणुओं का आकार लम्बा होता है। लंबाई चौड़ाई से अधिक है. वे जीवन स्थितियों के आधार पर आसानी से अपना आकार बदलते हैं, ᴛ.ᴇ. बहुरूपता है. छड़ें सभी जीवाणुओं का सबसे आम समूह है। वे रोगजनक नहीं हो सकते हैं, लेकिन विभिन्न बीमारियों (टाइफाइड, पेचिश) का कारण बन सकते हैं।

छड़ें गतिशील या स्थिर हो सकती हैं, बीजाणु बना सकती हैं या नहीं बना सकती हैं। बीजाणु बनाने की उनकी क्षमता के आधार पर छड़ों को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है:

बैक्टीरिया;

बेसिली;

क्लोस्ट्रीडिया।

जीवाणुओं के जटिल रूपों को तीन समूहों में विभाजित किया गया है:

1. वाइब्रियोस;

2. स्पिरिला;

3. स्पाइरोकेट्स।

सभी जटिल रूप रोगजनक हैं।

बैक्टीरिया की कोशिका झिल्ली की संरचना और कार्य।

कोशिका झिल्लीकोशिका के बाहरी भाग को कवर करता है। यह एक घनी, लोचदार संरचना है जो अलग-अलग दबाव का सामना कर सकती है, जिसमें दो भाग होते हैं - एक बाहरी भाग जिसे कोशिका भित्ति कहा जाता है और एक आंतरिक भाग - साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (सीपीएम)। दीवार और झिल्ली दोनों में छिद्र (छिद्र) होते हैं जिनके माध्यम से पोषक तत्व कोशिका में प्रवेश करते हैं और अपशिष्ट उत्पाद बाहर निकल जाते हैं। इस मामले में, पोषक तत्व 1000, ᴛ.ᴇ से अधिक के आणविक भार के साथ कोशिका दीवार के छिद्रों से गुजरते हैं। भोजन के दौरान, दीवार एक यांत्रिक छलनी के रूप में कार्य करती है। पोषक तत्व सीपीएम के छिद्रों से द्रव्यमान द्वारा नहीं, बल्कि आवश्यकतानुसार गुजरते हैं, ᴛ.ᴇ। यह अर्ध-पारगम्य है.

कोशिका झिल्ली कई महत्वपूर्ण कार्य करती है:

1 - शरीर के आकार को बनाए रखता है;

2 - कोशिका को बाहरी प्रभावों से बचाता है;

3 - कोशिका चयापचय में भाग लेता है, ᴛ.ᴇ. पोषक तत्वों को शरीर से गुजरने देता है और अपशिष्ट उत्पादों को बाहर निकालता है;

4 - कोशिका संचलन में भाग लेता है। कोशिका झिल्ली से वंचित बैक्टीरिया गतिशीलता खो देते हैं;

5 - कैप्सूल के निर्माण में भाग लें।

आकार के आधार पर जीवाणुओं का वर्गीकरण. - अवधारणा और प्रकार. "आकार के आधार पर जीवाणुओं का वर्गीकरण" श्रेणी का वर्गीकरण और विशेषताएं। 2017, 2018.

उनकी रोगजनकता का निर्धारण. उदाहरण के लिए, जब रक्त में स्टैफिलोकोकस ऑरियस पाया जाता है तो रोग विकसित होने की संभावना स्टैफिलोकोकस एपिडर्मिडिस मौजूद होने की तुलना में बहुत अधिक होती है। कुछ बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, कोरिनेबैक्टीरियम डिप्थीरिया और विब्रियो कॉलेरी) गंभीर बीमारी का कारण बनते हैं और महामारी फैलाने की क्षमता रखते हैं। बैक्टीरिया की पहचान करने के तरीके उनके भौतिक-प्रतिरक्षाविज्ञानी या आणविक गुणों पर आधारित होते हैं।

ग्राम स्टेन: ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव एंटीबायोटिक दवाओं की संवेदनशीलता अलग-अलग होती है। कुछ अन्य सूक्ष्मजीवों (जैसे माइकोबैक्टीरिया) को पहचानने के लिए अलग-अलग धुंधला तरीकों की आवश्यकता होती है।

रूप: कोक्सी, छड़ें या सर्पिल।

एंडोस्पोर्स, जीवाणु कोशिका (टर्मिनल, सबटर्मिनल या केंद्रीय) में उनकी उपस्थिति और स्थान।

ऑक्सीजन से संबंध: एरोबिक सूक्ष्मजीवों को अस्तित्व में रहने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, जबकि एनारोबिक बैक्टीरिया कम या बिना ऑक्सीजन सामग्री वाले वातावरण में जीवित रहने में सक्षम होते हैं। ऐच्छिक अवायवीय जीव ऑक्सीजन की उपस्थिति और उसके बिना दोनों में जीवित रह सकते हैं। माइक्रोएरोफाइल कम ऑक्सीजन आंशिक दबाव में तेजी से गुणा करते हैं, जबकि कैप्नोफाइल उच्च CO2 सामग्री वाले वातावरण में गुणा करते हैं।

मांगलिकता: कुछ जीवाणुओं को बढ़ने के लिए विशेष संवर्धन परिस्थितियों की आवश्यकता होती है।

आवश्यक एंजाइम(एंजाइमी गतिविधि): उदाहरण के लिए, माध्यम में लैक्टोज की कमी साल्मोनेला की उपस्थिति को इंगित करती है, और यूरेस परीक्षण हेलिकोबैक्टर की पहचान करने में मदद करता है।

सीरोलॉजिकल प्रतिक्रियाएंतब उत्पन्न होते हैं जब एंटीबॉडी बैक्टीरिया की सतह संरचनाओं (कुछ प्रकार के साल्मोनेला, हीमोफिलस, मेनिंगोकोकी, आदि) के साथ बातचीत करते हैं।

डीएनए में आधारों का अनुक्रम: जीवाणु वर्गीकरण में प्रमुख तत्व 168-राइबोसोमल डीएनए है। उपरोक्त मापदंडों की सार्वभौमिकता के बावजूद, यह याद रखना चाहिए कि वे कुछ हद तक सापेक्ष हैं और व्यवहार में वे कभी-कभी महत्वपूर्ण परिवर्तनशीलता दिखाते हैं (उदाहरण के लिए, अंतर-विशिष्ट अंतर, अंतर-विशिष्ट समानताएं)। इस प्रकार, ई. कोलाई के कुछ उपभेद कभी-कभी शिगेला सोनी के कारण होने वाले संक्रमण के समान नैदानिक ​​​​तस्वीर वाली बीमारियों का कारण बनते हैं; और सी. डिप्थीरिया के विषैले उपभेदों के कारण होने वाली बीमारियों की नैदानिक ​​तस्वीर गैर-विषाक्त रूपों के कारण होने वाले संक्रमणों से भिन्न होती है।

जीवाणुओं की चिकित्सकीय दृष्टि से महत्वपूर्ण प्रजातियाँ

ग्राम-पॉजिटिव कोक्सी:
- स्टैफिलोकोकी (कैटलेज़-पॉजिटिव): स्टैफिलोकोकस ऑरियस, आदि;
- स्ट्रेप्टोकोकी (कैटालेज़-नेगेटिव): स्ट्रेप्टोकोकस पाइोजेन्स, जो गले में खराश, ग्रसनीशोथ और आमवाती बुखार का कारण बनता है; स्ट्रेप्टोकोकस एग्लैक्टिया, जो नवजात शिशुओं में मेनिनजाइटिस और निमोनिया का कारण बनता है।

ग्राम-नेगेटिव कोक्सी: निसेरिया मेनिंगिटिडिस (मेनिनजाइटिस और सेप्टीसीमिया का प्रेरक एजेंट) और एन. गोनोरिया [मूत्रमार्गशोथ (गोनोरिया) का प्रेरक एजेंट]।

ग्राम-नेगेटिव कोकोबैसिली: श्वसन रोगों के रोगजनक (जीनस हीमोफिलस और बोर्डेटेला), साथ ही ज़ूनोज़ (जीनस ब्रुसेला और पाश्चरेला)।

ग्राम-पॉजिटिव बेसिलीइन्हें बीजाणु बनाने वाले और गैर-बीजाणु बनाने वाले बैक्टीरिया में विभाजित किया गया है। बीजाणु बनाने वाले बैक्टीरिया को एरोबिक (बैसिलस जीनस, उदाहरण के लिए, बैसिलस एन्थ्रेसीस, जो एंथ्रेक्स का कारण बनता है) और एनारोबिक (क्लोस्ट्रीडियम एसपीपी) में विभाजित किया गया है, वे गैस गैंग्रीन, स्यूडोमेम्ब्रानस कोलाइटिस और बोटुलिज़्म जैसी बीमारियों से जुड़े हैं। गैर-बीजाणु बनाने वाले बैक्टीरिया में लिस्टेरिया और कोरिनेबैक्टीरियम जेनेरा शामिल हैं।

ग्राम-नकारात्मक छड़ें: एंटरोबैक्टीरियासी परिवार के ऐच्छिक अवायवीय जीव (मनुष्यों और जानवरों के सामान्य माइक्रोफ्लोरा के अवसरवादी प्रतिनिधि, साथ ही पर्यावरण में अक्सर पाए जाने वाले सूक्ष्मजीव)। समूह के सबसे प्रसिद्ध प्रतिनिधि साल्मोनेला, शिगेला, एस्चेरिचिया, प्रोटियस और यर्सिनिया जेनेरा के बैक्टीरिया हैं। हाल ही में, जीनस स्यूडोमोनास (पर्यावरण में व्यापक रूप से वितरित सैप्रोफाइट्स) के एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी उपभेद तेजी से नोसोकोमियल संक्रमण के प्रेरक एजेंट के रूप में उभरे हैं। कुछ शर्तों के तहत, जलीय वातावरण में रहने वाला लीजियोनेला मनुष्यों के लिए रोगजनक बन सकता है।

सर्पिल आकार के जीवाणु:
- हेलिकोबैक्टर जीनस के छोटे सूक्ष्मजीव जो मानव जठरांत्र संबंधी मार्ग को प्रभावित करते हैं और गैस्ट्रिटिस, गैस्ट्रिक और ग्रहणी संबंधी अल्सर (कुछ मामलों में, पेट का कैंसर) का कारण बनते हैं;
- तीव्र दस्त के रोगजनकों;
- बोरेलिया जीनस के बैक्टीरिया, जो महामारी पुनरावर्ती बुखार का कारण बनते हैं (बी. डुटोनी, बी. रिकरंटिस); त्वचा, जोड़ों और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की पुरानी बीमारियाँ; लाइम रोग (बी. बर्गडोरफेरी);
- जीनस लेप्टोस्पाइरा के सूक्ष्मजीव, ज़ूनोज़ से संबंधित, तीव्र मेनिनजाइटिस का कारण बनते हैं, हेपेटाइटिस और गुर्दे की विफलता के साथ;
- जीनस ट्रेपोनेमा (सिफलिस टी. पैलिडम का प्रेरक एजेंट)।

रिकेट्सिया, क्लैमाइडिया और माइकोप्लाज्मा. कृत्रिम पोषक माध्यम का उपयोग केवल जीनस के बढ़ते जीवाणुओं के लिए ही संभव है माइकोप्लाज़्मा, जबकि रिकेट्सिया और क्लैमाइडिया जेनेरा के सूक्ष्मजीवों को अलग करने के लिए, सेल कल्चर या विशेष आणविक और सीरोलॉजिकल तरीकों का उपयोग करना आवश्यक है।

2.2. बैक्टीरिया का वर्गीकरण और आकारिकी

जीवाणुओं का वर्गीकरण. बैक्टीरिया के लिए अंतर्राष्ट्रीय संहिता के निर्णय ने निम्नलिखित वर्गीकरण श्रेणियों की सिफारिश की: वर्ग, विभाजन, क्रम, परिवार, जीनस, प्रजातियाँ। प्रजाति का नाम द्विआधारी नामकरण से मेल खाता है, यानी इसमें दो शब्द शामिल हैं। उदाहरण के लिए, सिफलिस का प्रेरक एजेंट इस प्रकार लिखा गया है ट्रेपोनिमा पैलिडम. पहला शब्द है ना-

जीनस का नाम और बड़े अक्षर से लिखा जाता है, दूसरा शब्द प्रजाति को दर्शाता है और छोटे अक्षर से लिखा जाता है। जब किसी प्रजाति का दोबारा उल्लेख किया जाता है, तो सामान्य नाम को प्रारंभिक अक्षर में संक्षिप्त कर दिया जाता है, उदाहरण के लिए: टी।पैलिडम.

बैक्टीरिया प्रोकैरियोट्स हैं, यानी। प्रीन्यूक्लियर जीव, क्योंकि उनके पास बिना शेल, न्यूक्लियोलस या हिस्टोन के एक आदिम नाभिक होता है। और साइटोप्लाज्म में अत्यधिक संगठित ऑर्गेनेल (माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी तंत्र, लाइसोसोम, आदि) का अभाव है।

सिस्टमैटिक बैक्टीरियोलॉजी के पुराने बर्गी मैनुअल में, बैक्टीरिया को जीवाणु कोशिका दीवार की विशेषताओं के अनुसार 4 डिवीजनों में विभाजित किया गया था: Gracilicutes - पतली कोशिका भित्ति वाला यूबैक्टेरिया, ग्राम-नकारात्मक; फर्मिक्यूट्स - मोटी कोशिका भित्ति वाला यूबैक्टेरिया, ग्राम-पॉजिटिव; टेनेरिक्यूट्स - कोशिका भित्ति के बिना यूबैक्टीरिया; मेंडोसिक्यूट्स - दोषपूर्ण कोशिका भित्ति वाला आर्कबैक्टीरिया।

प्रत्येक विभाग को ग्राम स्टेनिंग, कोशिका आकार, ऑक्सीजन की मांग, गतिशीलता, चयापचय और पोषण संबंधी विशेषताओं के आधार पर वर्गों या समूहों में विभाजित किया गया था।

मैनुअल के दूसरे संस्करण (2001) के अनुसारबर्गी, बैक्टीरिया को 2 डोमेन में विभाजित किया गया है:"बैक्टीरिया" और "आर्किया" (तालिका 2.1)।

मेज़। डोमेन विशेषताएँजीवाणुऔरआर्किया

*पतली दीवार वाले ग्राम-नकारात्मक यूबैक्टेरिया के बीचअंतर करना:

गोलाकार रूप, या कोक्सी (गोनोकोकी, मेनिंगोकोकी, वेइलोनेला);

जटिल रूप - स्पाइरोकेट्स और स्पिरिला;

रॉड के आकार के रूप, जिनमें रिकेट्सिया भी शामिल है।

** मोटी दीवार वाले ग्राम-पॉजिटिव यूबैक्टेरिया के लिएशामिल करना:

गोलाकार रूप, या कोक्सी (स्टैफिलोकोकी, स्ट्रेप्टोकोकी, न्यूमोकोकी);

छड़ के आकार के रूप, साथ ही एक्टिनोमाइसेट्स (शाखाकार, फिलामेंटस बैक्टीरिया), कोरिनेबैक्टीरिया (क्लब के आकार के बैक्टीरिया), माइकोबैक्टीरिया और बिफीडोबैक्टीरिया (चित्र 2.1)।

अधिकांश ग्राम-नकारात्मक जीवाणुओं को फ़ाइलम प्रोटीओबैक्टीरिया में समूहीकृत किया जाता है। राइबोसोमल आरएनए "प्रोटियोबैक्टीरिया" में समानता के आधार पर - इसका नाम ग्रीक देवता प्रोटियस के नाम पर रखा गया है। विभिन्न रूप धारण करते हुए)। वे सामान्य प्रकाश संश्लेषण से प्रकट हुए टिक पूर्वज.

अध्ययन किए गए राइबोसोमल आरएनए अनुक्रमों के अनुसार, ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया दो बड़े उपविभागों के साथ एक अलग फ़ाइलोजेनेटिक समूह हैं - उच्च और निम्न अनुपात के साथ जी+ सी (आनुवंशिक समानता). प्रोटीनोबैक्टीरिया की तरह, यह समूह चयापचय रूप से विविध है।

डोमेन के लिए "जीवाणु»जिसमें से 22 प्रकार शामिल हैंनिम्नलिखित प्रमुख चिकित्सीय महत्व के हैं:

प्रकारप्रोटीनोबैक्टीरिया

कक्षाअल्फाप्रोटोबैक्टीरिया। प्रसव: रिकेट्सिया, ओरिएंटिया, एर्लिचिया, बार्टोनेला, ब्रुसेला

कक्षाबेटाप्रोटोबैक्टीरिया। प्रसव: बर्कहोल्डेरिया, अल्कालिजेन्स, बोर्डेटेला, निसेरिया, किंगेला, स्पिरिलम

कक्षागैमप्रोटोबैक्टीरिया। प्रसव: फ्रांसिसेला, लेजिओनेला, कॉक्सिएला, स्यूडोमोनस, मोराक्सेला, एसिनेटोबैक्टर, विब्रियो, एंटरोबैक्टर, कैलिमेटोबैक्टीरियम, सिट्रोबैक्टर, एडवर्ड्सिएला, इरविनिया, एस्चेरिचिया, हाफनिया, क्लेबसिएला, मॉर्गनेला, प्रोटियस, प्रोविडेंसिया, साल्मोनेला, सेराटिया, शिगेला, यर्सिनिया, पाश्चरेला

कक्षाडेल्टाप्रोटोबैक्टीरिया। जीनस: बिलोफिला

कक्षाएप्सिलोनप्रोटोबैक्टीरिया। प्रसव: कैम्पिलोबैक्टर, हेलिकोबैक्टर, वोलिनेला

प्रकारफर्मिक्यूट्स (मुख्यरास्ताग्रैम्पोलो­ निवासी)

कक्षाक्लोस्ट्रीडिया। प्रसव: क्लोस्ट्रीडियम, सार्सिना, पेप्टोस्ट्रेप्टोकोकस, यूबैक्टीरियम, पेप्टोकोकस, वेइलोनेला (ग्राम-नेगेटिव)

कक्षामॉलिक्यूट्स। पीढ़ी: माइकोप्लाज्मा, यूरियाप्लाज्मा

कक्षाबेसिली. प्रसव: बैसिलस, स्पोरोसारसीना, लिस्टेरिया, स्टैफिलोकोकस, जेमेला, लैक्टोबैसिलस, पेडियोकोकस, एरोकोकस, ल्यूकोनोस्टोक, स्ट्रेप्टोकोकस, लैक्टोकोकस

प्रकारएक्टिनोबैक्टीरिया

कक्षाएक्टिनोबैक्टीरिया। प्रसव: एक्टिनोमाइसेस, अर्कानोडैक्टेरियम, मोबिलुनकस, माइक्रोकोकस, रोथिया, स्टोमेटोकोकस, कोरिनेबैक्टीरियम, माइकोबैक्टीरियम, नोकार्डिया, प्रोपियोनिबैक्टीरियम, बिफीडोबैक्टीरियम, गार्डनेरेला

प्रकारक्लैमाइडिया

कक्षाक्लैमाइडिया। प्रसव: क्लैमाइडिया, क्लैमाइडोफिला

प्रकारस्पिरोचैटेस

कक्षास्पिरोचैटेस। प्रसव: स्पिरोचेटा, बोरेलिया, ट्रेपोनेमा, लेप्टोस्पाइरा

फ़ाइलम बैक्टेरॉइडेटेस

कक्षाजीवाणुनाशक। प्रसव: बैक्टेरोइड्स, पोर्फिरोमोनस, प्रीवोटेला

कक्षाफ्लेवोबैक्टीरिया। प्रसव:फ्लेवोबैक्टीरियम

कोशिका भित्ति की संरचनात्मक विशेषताओं के अनुसार जीवाणुओं का विभाजन ग्राम विधि का उपयोग करके एक रंग या दूसरे में उनके रंग की संभावित परिवर्तनशीलता से जुड़ा होता है। 1884 में डेनिश वैज्ञानिक एच. ग्राम द्वारा प्रस्तावित इस विधि के अनुसार, धुंधलापन के परिणामों के आधार पर, बैक्टीरिया को ग्राम-पॉजिटिव, दागदार नीले-बैंगनी, और ग्राम-नकारात्मक, दागदार लाल में विभाजित किया जाता है। हालाँकि, यह पता चला कि तथाकथित ग्राम-पॉजिटिव प्रकार की कोशिका भित्ति (ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया से अधिक मोटी) वाले बैक्टीरिया, उदाहरण के लिए, जीनस मोबिलुनकस के बैक्टीरिया और कुछ बीजाणु बनाने वाले बैक्टीरिया, सामान्य ग्राम के बजाय -सकारात्मक रंग, ग्राम-नकारात्मक रंग है। इसलिए, बैक्टीरिया के वर्गीकरण के लिए, कोशिका दीवारों की संरचनात्मक विशेषताएं और रासायनिक संरचना ग्राम स्टेनिंग की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हैं।

2.2.1. जीवाणुओं की आकृतियाँ

बैक्टीरिया के कई मुख्य रूप हैं (चित्र 2.1 देखें) - बैक्टीरिया के कोकॉइड, छड़ के आकार के, घुमावदार और शाखायुक्त, फिलामेंटस रूप।

गोलाकार रूप, या कोक्सी,- आकार में 0.5-1.0 माइक्रोन* के गोलाकार बैक्टीरिया, जो अपनी सापेक्ष स्थिति के अनुसार माइक्रोकोकी, डिप्लोकोकी, स्ट्रेप्टोकोकी, टेट्राकोकी, सार्सिना में विभाजित होते हैं औरस्टेफिलोकोसी।

माइक्रोकॉसी(ग्रीक से माइक्रो - छोटा) - अलग-अलग स्थित कोशिकाएँ।

डिप्लोकोकस(ग्रीक से डिप्लोमा - डबल), या युग्मित कोक्सी, जोड़े (न्यूमोकोकस, गोनोकोकस, मेनिंगोकोकस) में स्थित होते हैं, क्योंकि कोशिकाएं विभाजन के बाद अलग नहीं होती हैं। न्यूमोकोकस (निमोनिया का प्रेरक एजेंट) विपरीत पक्षों पर एक लांसोलेट आकार होता है, और गोनोकोकस(गोनोरिया का प्रेरक एजेंट) और मेनिंगोकोकस (महामारी मेनिनजाइटिस का प्रेरक एजेंट) कॉफी बीन्स के आकार का होता है, उनकी अवतल सतह एक दूसरे के सामने होती है।

और.स्त्रेप्तोकोच्ची(ग्रीक से स्ट्रेप्टोस - श्रृंखला) - गोल या लम्बी कोशिकाएँ जो एक ही तल में कोशिका विभाजन और विभाजन स्थल पर उनके बीच संबंध के संरक्षण के कारण एक श्रृंखला बनाती हैं।

सारसिन्स(अक्षांश से. पैकेज - गुच्छा, गठरी) को 8 या अधिक कोक्सी के पैकेज के रूप में व्यवस्थित किया जाता है, क्योंकि वे तीन परस्पर लंबवत विमानों में कोशिका विभाजन के दौरान बनते हैं।

Staphylococcus(ग्रीक से stafile - अंगूर के गुच्छे) - कोक्सी,विभिन्न स्तरों में विभाजन के परिणामस्वरूप अंगूर के गुच्छे के रूप में व्यवस्थित।

छड़ के आकार का जीवाणुआकार, कोशिका के सिरों के आकार और कोशिकाओं की सापेक्ष स्थिति में भिन्नता होती है। कोशिकाओं की लंबाई 1.0 से 10 µm, मोटाई - 0.5 से 2.0 µm तक भिन्न होती है। छड़ें नियमित (ई. कोली, आदि) और अनियमित (कोरिनेबैक्टीरिया) हो सकती हैं औरअन्य) रूप, शाखाओं वाले सहित, उदाहरण के लिए, एक्टिनोमाइसेट्स में। सबसे छोटे छड़ के आकार के बैक्टीरिया में रिकेट्सिया शामिल है।

छड़ों के सिरे काटे जा सकते हैं (एंथ्रेक्स बैसिलस), गोल (एस्चेरिचिया कोली), नुकीले (फ्यूसोबैक्टीरिया) या गाढ़ेपन के रूप में। बाद के मामले में, छड़ी एक क्लब (कोरिनेबैक्टीरियम डिप्थीरिया) की तरह दिखती है।

थोड़ी घुमावदार छड़ों को विब्रियोस (विब्रियो कॉलेरी) कहा जाता है। अधिकांश छड़ के आकार के बैक्टीरिया बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं क्योंकि कोशिकाएँ विभाजित होने के बाद अलग हो जाती हैं। यदि कोशिका विभाजन के बाद कोशिकाएँ जुड़ी रहती हैं,

यदि वे कोशिका भित्ति के सामान्य टुकड़े साझा करते हैं और अलग नहीं होते हैं, तो वे एक दूसरे से एक कोण पर स्थित होते हैं (कोरिनेबैक्टीरियम डिप्थीरिया) या एक श्रृंखला बनाते हैं (एंथ्रेक्स बैसिलस)।

मुड़ी हुई आकृतियाँ- उदाहरण के लिए, सर्पिल आकार के बैक्टीरिया स्पिरिला, कॉर्कस्क्रू के आकार की जटिल कोशिकाओं की तरह दिखना। रोगजनक स्पिरिला में प्रेरक एजेंट सोडोकू (चूहे के काटने की बीमारी) शामिल है। जटिल लोगों में कैम्पिलोबैक्टर और हेलिकोबैक्टर भी शामिल हैं, जो हैं झुकताउड़ते हुए सीगल के पंख की तरह; स्पाइरोकेट्स जैसे बैक्टीरिया भी उनके करीब हैं। स्पाइरोकेटस- पतला, लम्बा, सिकुड़ा हुआ

सर्पिल आकार के) बैक्टीरिया जो कोशिकाओं में लचीलेपन के कारण गतिशीलता में स्पिरिला से भिन्न होते हैं। स्पाइरोकेट्स में एक बाहरी झिल्ली होती है

कोशिका भित्ति) एक साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और एक अक्षीय फिलामेंट (एक्सिस्टिल) के साथ एक प्रोटोप्लाज्मिक सिलेंडर के आसपास होती है। अक्षीय फिलामेंट कोशिका दीवार की बाहरी झिल्ली (पेरिप्लाज्म में) के नीचे स्थित होता है और, जैसा कि यह था, स्पाइरोकीट के प्रोटोप्लाज्मिक सिलेंडर के चारों ओर घूमता है, इसे एक पेचदार आकार देता है (स्पिरोकीट के प्राथमिक कर्ल)। अक्षीय फिलामेंट में पेरिप्लास्मिक फाइब्रिल होते हैं - बैक्टीरियल फ्लैगेला के एनालॉग्स और एक सिकुड़ा हुआ प्रोटीन फ्लैगेलिन होता है। तंतु कोशिका के सिरों से जुड़े होते हैं (चित्र 2.2) और एक दूसरे की ओर निर्देशित होते हैं। तंतुओं का दूसरा सिरा मुक्त होता है। तंतुओं की संख्या और व्यवस्था विभिन्न प्रजातियों में भिन्न-भिन्न होती है। फाइब्रिल स्पाइरोकेट्स की गति में शामिल होते हैं, जिससे कोशिकाओं को घूर्णी, झुकने और अनुवाद संबंधी गति मिलती है। इस मामले में, स्पाइरोकेट्स लूप, कर्ल और मोड़ बनाते हैं, जिन्हें सेकेंडरी कर्ल कहा जाता है। स्पाइरोकेटस

रंगों को अच्छी तरह से स्वीकार न करें. इन्हें आमतौर पर रोमानोव्स्की-गिम्सा के अनुसार चित्रित किया जाता है या सिल्वर प्लेटेड किया जाता है। चरण-कंट्रास्ट या डार्क-फील्ड माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके जीवित स्पाइरोकेट्स की जांच की जाती है।

स्पाइरोकेट्स का प्रतिनिधित्व 3 जेनेरा द्वारा किया जाता है जो मनुष्यों के लिए रोगजनक हैं: ट्रेपोनिमा, बोरेलिया, लेप्टोस्पाइरा.

ट्रेपोनिमा(जीनस ट्रेपोनेमा) 8-12 समान छोटे कर्ल के साथ पतले, कॉर्कस्क्रू-मुड़े धागे की तरह दिखते हैं। ट्रेपोनेमा के प्रोटोप्लास्ट के चारों ओर 3-4 तंतु (फ्लैगेला) होते हैं। साइटोप्लाज्म में साइटोप्लाज्मिक तंतु होते हैं। रोगकारक प्रतिनिधि हैं टी।पैलिडम - सिफलिस का प्रेरक एजेंट, टी।pertenue - उष्णकटिबंधीय रोग यॉज़ का प्रेरक एजेंट। सैप्रोफाइट्स भी हैं - मानव मौखिक गुहा के निवासी और जलाशयों की गाद।

बोरेलिया(जीनस बोरेलिया), ट्रेपोनेमास के विपरीत, वे लंबे होते हैं, उनमें 3-8 बड़े कर्ल और 7-20 रेशे होते हैं। इनमें पुनरावर्ती बुखार का प्रेरक कारक भी शामिल है (में।आवर्तक) और लाइम रोग के प्रेरक कारक (में।बर्गडोरफेरी और आदि।)।

लेप्टोस्पाइरा(जीनस लेप्टोस्पाइरा) उनके पास उथले और लगातार कर्ल हैं - एक मुड़ी हुई रस्सी के रूप में। इन स्पाइरोकेट्स के सिरे हुक की तरह घुमावदार होते हैं और सिरे मोटे होते हैं। द्वितीयक कर्ल बनाते हुए, वे अक्षरों का रूप धारण कर लेते हैं एस या साथ में; 2 अक्षीय तंतु (फ्लैगेला) हैं। रोगज़नक़ प्रतिनिधि एल. में­ terrogans पानी या भोजन के साथ ग्रहण करने पर लेप्टोस्पायरोसिस का कारण बनता है, जिससे रक्तस्राव और पीलिया का विकास होता है।

साइटोप्लाज्म में, और कुछ संक्रमित कोशिकाओं के केंद्रक में। वे आर्थ्रोपोड्स (जूँ, पिस्सू, टिक्स) में रहते हैं जो उनके मेजबान या वाहक हैं। रिकेट्सिया को इसका नाम एच. टी. रिकेट्स से मिला, जो एक अमेरिकी वैज्ञानिक थे, जिन्होंने सबसे पहले रोगजनकों में से एक (रॉकी माउंटेन स्पॉटेड फीवर) का वर्णन किया था। विकास की स्थितियों के आधार पर रिकेट्सिया का आकार और आकृति भिन्न हो सकती है (अनियमित, फिलामेंटस कोशिकाएं)। रिकेट्सिया की संरचना ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया से भिन्न नहीं होती है।

रिकेट्सिया का चयापचय मेजबान कोशिका से स्वतंत्र होता है, हालांकि, यह संभव है कि वे अपने प्रजनन के लिए मेजबान कोशिका से उच्च-ऊर्जा यौगिक प्राप्त करते हैं। स्मीयरों और ऊतकों में वे रोमानोव्स्की-गिम्सा के अनुसार, मैकचियावेलो-ज़ड्रोडोव्स्की के अनुसार दागदार होते हैं (रिकेट्सिया लाल होते हैं, और संक्रमित कोशिकाएं नीली होती हैं)।

मनुष्यों में, रिकेट्सिया महामारी टाइफस का कारण बनता है। (रिकेटसिआ prowazekii), टिक-जनित रिकेट्सियोसिस (आर. सिबिरिका), रॉकी माउंटेन स्पॉटेड बुखार (आर. rickettsii) और अन्य रिकेट्सियोसेस।

प्राथमिक निकाय एक इंट्रासेल्युलर रिक्तिका के निर्माण के साथ एंडोसाइटोसिस द्वारा उपकला कोशिका में प्रवेश करते हैं। कोशिकाओं के अंदर, वे बड़े हो जाते हैं और विभाजित जालीदार पिंडों में बदल जाते हैं, जिससे रिक्तिकाएं (समावेशन) में समूह बन जाते हैं। प्राथमिक निकायों का निर्माण जालीदार निकायों से होता है, जो एक्सोसाइटोसिस या कोशिका लसीका द्वारा कोशिकाओं को छोड़ देते हैं। जो चले गये

प्राथमिक शरीर कोशिकाएं एक नए चक्र में प्रवेश करती हैं, अन्य कोशिकाओं को संक्रमित करती हैं (चित्र 16.11.1)। मनुष्यों में, क्लैमाइडिया आंखों (ट्रैकोमा, नेत्रश्लेष्मलाशोथ), मूत्रजननांगी पथ, फेफड़े आदि को नुकसान पहुंचाता है।

actinomycetes- शाखाबद्ध, फिलामेंटस या रॉड के आकार का ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया। इसका नाम (ग्रीक से। actis - रे, mykes - कवक) वे प्रभावित ऊतकों में ड्रूसन के गठन के कारण प्राप्त हुए - केंद्र से फैली हुई किरणों के रूप में कसकर आपस में जुड़े धागों के कण और फ्लास्क के आकार के गाढ़ेपन में समाप्त होते हैं। एक्टिनोमाइसेट्स, कवक की तरह, मायसेलियम बनाते हैं - धागे जैसी आपस में जुड़ने वाली कोशिकाएं (हाइपहे)। वे सब्सट्रेट मायसेलियम बनाते हैं, जो पोषक माध्यम में कोशिका अंतर्वृद्धि के परिणामस्वरूप बनता है, और एरियल मायसेलियम, जो माध्यम की सतह पर बढ़ता है। एक्टिनोमाइसेट्स माइसेलियम के विखंडन द्वारा छड़ के आकार और कोक्सी के आकार के बैक्टीरिया के समान कोशिकाओं में विभाजित हो सकते हैं। एक्टिनोमाइसेट्स के हवाई हाइफ़े पर, बीजाणु बनते हैं जो प्रजनन के लिए काम करते हैं। एक्टिनोमाइसीट बीजाणु आमतौर पर गर्मी प्रतिरोधी नहीं होते हैं।

एक्टिनोमाइसेट्स के साथ एक सामान्य फाइलोजेनेटिक शाखा तथाकथित नोकार्डी-जैसे (नोकार्डियोफॉर्म) एक्टिनोमाइसेट्स द्वारा बनाई जाती है, जो रॉड के आकार के, अनियमित आकार के बैक्टीरिया का एक सामूहिक समूह है। उनके व्यक्तिगत प्रतिनिधि शाखा रूप बनाते हैं। इनमें जेनेरा के बैक्टीरिया शामिल हैं Corynebacterium, माइकोबैक्टीरियम, Nocardianjxp. नोकार्डी-जैसे एक्टिनोमाइसेट्स को कोशिका भित्ति में शर्करा अरेबिनोज, गैलेक्टोज, साथ ही माइकोलिक एसिड और बड़ी मात्रा में फैटी एसिड की उपस्थिति से पहचाना जाता है। माइकोलिक एसिड और कोशिका दीवार लिपिड बैक्टीरिया के एसिड प्रतिरोध को निर्धारित करते हैं, विशेष रूप से माइकोबैक्टीरियम ट्यूबरकुलोसिस और कुष्ठ रोग (ज़ीहल-नील्सन के अनुसार दाग होने पर, वे लाल होते हैं, और गैर-एसिड प्रतिरोधी बैक्टीरिया और ऊतक तत्व, थूक नीले होते हैं)।

रोगजनक एक्टिनोमाइसेट्स एक्टिनोमाइकोसिस, नोकार्डिया - नोकार्डियोसिस, माइकोबैक्टीरिया - तपेदिक और कुष्ठ रोग, कोरिनेबैक्टीरिया - डिप्थीरिया का कारण बनते हैं। एक्टिनोमाइसेट्स और नोकार्डिया जैसे एक्टिनोमाइसेट्स के सैप्रोफाइटिक रूप मिट्टी में व्यापक हैं, उनमें से कई एंटीबायोटिक दवाओं के उत्पादक हैं।

कोशिका भित्ति- एक मजबूत, लोचदार संरचना जो जीवाणु को एक निश्चित आकार देती है और, अंतर्निहित साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के साथ मिलकर, जीवाणु कोशिका में उच्च आसमाटिक दबाव को "रोकती" है। यह कोशिका विभाजन और मेटाबोलाइट्स के परिवहन की प्रक्रिया में शामिल है, इसमें बैक्टीरियोफेज, बैक्टीरियोसिन और विभिन्न पदार्थों के लिए रिसेप्टर्स हैं। सबसे मोटी कोशिका भित्ति ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में पाई जाती है (चित्र 2.4 और 2.5)। इसलिए, यदि ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति की मोटाई लगभग 15-20 एनएम है, तो ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में यह 50 एनएम या अधिक तक पहुंच सकती है।

माइकोप्लाज्मा- छोटे बैक्टीरिया (0.15-1.0 µm), जो केवल साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से घिरे होते हैं। वे वर्ग के हैं मॉलिक्यूट्स, स्टेरोल्स होते हैं. कोशिका भित्ति की अनुपस्थिति के कारण, माइकोप्लाज्मा आसमाटिक रूप से संवेदनशील होते हैं। उनके विभिन्न आकार हैं: कोकॉइड, फिलामेंटस, फ्लास्क के आकार का। ये रूप माइकोप्लाज्मा की शुद्ध संस्कृतियों की चरण-विपरीत माइक्रोस्कोपी के दौरान दिखाई देते हैं। घने पोषक माध्यम पर, माइकोप्लाज्मा ऐसी कालोनियाँ बनाते हैं जो तले हुए अंडों से मिलती जुलती होती हैं: माध्यम में डूबा हुआ एक केंद्रीय अपारदर्शी भाग और एक चक्र के रूप में एक पारभासी परिधि।

माइकोप्लाज्मा मनुष्यों में असामान्य निमोनिया का कारण बनता है (माइकोप्लाज़्मा निमोनिया) और जननांग पथ के घाव (एम।होमी- एनआईएस और आदि।)। माइकोप्लाज्मा न केवल जानवरों में, बल्कि पौधों में भी बीमारियों का कारण बनता है। गैर-रोगजनक प्रतिनिधि भी काफी व्यापक हैं।

2.2.2. जीवाणु कोशिका संरचना

संपूर्ण कोशिकाओं और उनके पतले वर्गों की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के साथ-साथ अन्य तरीकों का उपयोग करके बैक्टीरिया की संरचना का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। जीवाणु कोशिका एक झिल्ली से घिरी होती है जिसमें एक कोशिका भित्ति और एक साइटोप्लाज्मिक झिल्ली होती है। खोल के नीचे प्रोटोप्लाज्म होता है, जिसमें समावेशन के साथ साइटोप्लाज्म और एक नाभिक होता है जिसे न्यूक्लियॉइड कहा जाता है। अतिरिक्त संरचनाएं हैं: कैप्सूल, माइक्रोकैप्सूल, म्यूकस, फ्लैगेल्ला, पिली (चित्र 2.3)। कुछ जीवाणु प्रतिकूल परिस्थितियों में बीजाणु बनाने में सक्षम होते हैं।

ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति मेंइसमें थोड़ी मात्रा में पॉलीसेकेराइड, लिपिड और प्रोटीन होते हैं। इन जीवाणुओं की कोशिका भित्ति का मुख्य घटक मल्टीलेयर पेप्टिडोग्लाइकन (म्यू-रीन, म्यूकोपेप्टाइड) होता है, जो कोशिका भित्ति के द्रव्यमान का 40-90% होता है। टेकोइक एसिड (ग्रीक से। टेकोस - दीवार), जिसके अणु फॉस्फेट पुलों से जुड़े 8-50 ग्लिसरॉल और राइबिटोल अवशेषों की श्रृंखलाएं हैं। बैक्टीरिया का आकार और ताकत पेप्टाइड्स के साथ क्रॉस-लिंक्ड मल्टीलेयर पेप्टिडोग्लाइकन की कठोर रेशेदार संरचना द्वारा दी जाती है।

पेप्टिडोग्लाइकन को समानांतर अणुओं द्वारा दर्शाया जाता है ग्लाइकेन. एक ग्लाइकोसिडिक बंधन से जुड़े एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन और एन-एसिटाइलमुरैमिक एसिड अवशेषों को दोहराते हुए। ये बंधन लाइसोजाइम द्वारा तोड़े जाते हैं, जो एक एसिटाइलमुरामिडेज़ है। ग्लाइकेन अणु एन-एसिटाइलमुरैमिक एसिड के माध्यम से चार-अमीनो एसिड पेप्टाइड क्रॉस-लिंक से जुड़े होते हैं ( टेट्रापेप्टाइड). इसलिए इस बहुलक का नाम - पेप्टिडोग्लाइकन है।

ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में पेप्टिडोग्लाइकन के पेप्टाइड बॉन्ड का आधार टेट्रापेप्टाइड्स है जिसमें वैकल्पिक एल- और डी-अमीनो एसिड होते हैं, उदाहरण के लिए: एल-अलैनिन - डी-ग्लूटामिक एसिड - मेसो-डायमिनोपिमेलिक एसिड - डी-अलैनिन। यू इ।कोलाई (ग्राम-नकारात्मक जीवाणु) पेप्टाइड श्रृंखलाएं एक श्रृंखला के डी-अलैनिन और मेसो-डायमिनोपिमेली- के माध्यम से एक दूसरे से जुड़ी होती हैं।

नया एसिड - दूसरा। ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया के पेप्टिडोग्लाइकन के पेप्टाइड भाग की संरचना और संरचना स्थिर है, ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया के पेप्टिडोग्लाइकन के विपरीत, जिनमें से अमीनो एसिड संरचना और अनुक्रम में भिन्न हो सकते हैं। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में पेप्टाइडोग्लाइकन टेट्रापेप्टाइड्स 5 अवशेषों की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं

ग्लाइसिन (पेंटाग्लिसिन)। मेसो-डायमिनो-पिमेलिक एसिड के बजाय, उनमें अक्सर लाइसिन होता है। ग्लाइकेन तत्व (एसिटाइलग्लुकोसामाइन और एसिटाइलमुरैमिक एसिड) और टेट्रा-पेप्टाइड अमीनो एसिड (मेसो-डायमिनोपिमेलिक और डी-ग्लूटामिक एसिड, डी-अलैनिन) बैक्टीरिया की एक विशिष्ट विशेषता हैं, क्योंकि वे जानवरों और मनुष्यों में अनुपस्थित हैं।

ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया की आयोडीन के साथ संयोजन में जेंटियन वायलेट को बनाए रखने की क्षमता, जब ग्राम स्टेन (बैक्टीरिया का नीला-बैंगनी रंग) का उपयोग करके दाग लगाया जाता है, तो डाई के साथ बातचीत करने के लिए मल्टीलेयर पेप्टिडोग्लाइकन की संपत्ति से जुड़ा होता है। इसके अलावा, अल्कोहल के साथ बैक्टीरियल स्मीयर के बाद के उपचार से पेप्टिडोग्लाइकन में छिद्र सिकुड़ जाते हैं और इस तरह कोशिका दीवार में डाई बरकरार रहती है। अल्कोहल के संपर्क में आने के बाद ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया अपनी डाई खो देते हैं, जो पेप्टिडोग्लाइकन की कम मात्रा (कोशिका दीवार द्रव्यमान का 5-10%) के कारण होता है; अल्कोहल से उनका रंग फीका पड़ जाता है और जब फुकसिन या सफ्रानिन से उपचारित किया जाता है, तो उनका रंग लाल हो जाता है।

में ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति की संरचनाबाहरी झिल्ली में प्रवेश करता है, लिपोप्रोटीन के माध्यम से पेप्टिडोग्लाइकन की अंतर्निहित परत से जुड़ा होता है (चित्र 2.4 और 2.6)। जब बैक्टीरिया के अति पतले वर्गों को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा देखा जाता है, तो बाहरी झिल्ली आंतरिक झिल्ली के समान एक लहरदार तीन-परत संरचना की तरह दिखती है, जिसे साइटोप्लाज्मिक कहा जाता है। इन झिल्लियों का मुख्य घटक लिपिड की एक द्विआण्विक (डबल) परत है।

बाहरी झिल्ली एक मोज़ेक संरचना है जो लिपोपॉलीसेकेराइड, फॉस्फोलिपिड और प्रोटीन द्वारा दर्शायी जाती है। इसकी आंतरिक परत फॉस्फोलिपिड्स द्वारा दर्शायी जाती है, और बाहरी परत में होती है lipopolysaccharide(एलपीएस)। इस प्रकार, बाहरी झिल्ली असममित है। बाहरी झिल्ली एलपीएस में तीन टुकड़े होते हैं:

लिपिड ए - एक रूढ़िवादी संरचना, ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में लगभग समान;

कोर, या कोर, क्रस्टल भाग (अव्य. मुख्य - कोर), अपेक्षाकृत संरक्षित ओलिगोसेकेराइड संरचना;

एक अत्यधिक परिवर्तनशील ओ-विशिष्ट पॉलीसेकेराइड श्रृंखला जो समान ऑलिगोसेकेराइड अनुक्रमों को दोहराकर बनाई जाती है।

एलपीएस लिपिड ए द्वारा बाहरी झिल्ली में "लंगर" होता है, जो एलपीएस की विषाक्तता का कारण बनता है और इसलिए इसे एंडोटॉक्सिन के साथ पहचाना जाता है। एंटीबायोटिक दवाओं द्वारा बैक्टीरिया के विनाश से बड़ी मात्रा में एंडोटॉक्सिन निकलता है, जो रोगी में एंडोटॉक्सिक शॉक का कारण बन सकता है। एलपीएस का मूल, या मुख्य भाग, लिपिड ए से विस्तारित होता है। एलपीएस कोर का सबसे स्थिर हिस्सा कीटो-डीऑक्सीओक्टोनिक एसिड (3-डीऑक्सी-ओ-मैन-नो-2-ऑक्टुलोसोनिक एसिड) है। एलपीएस अणु के मूल से फैली ओ-विशिष्ट श्रृंखला बैक्टीरिया के एक विशेष तनाव के सेरोग्रुप, सेरोवर (प्रतिरक्षा सीरम द्वारा पता लगाया गया एक प्रकार का बैक्टीरिया) को निर्धारित करती है। इस प्रकार, एलपीएस की अवधारणा ओ-एंटीजन की अवधारणा से जुड़ी है, जिसके द्वारा बैक्टीरिया को विभेदित किया जा सकता है। आनुवंशिक परिवर्तनों से दोष हो सकते हैं, बैक्टीरिया एलपीएस का "छोटा" हो सकता है और परिणामस्वरूप आर-फॉर्म की "खुरदरी" कॉलोनियां हो सकती हैं।

बाहरी झिल्ली के मैट्रिक्स प्रोटीन इसमें इस तरह से प्रवेश करते हैं कि पोरिन नामक प्रोटीन अणु हाइड्रोफिलिक छिद्रों की सीमा बनाते हैं, जिसके माध्यम से पानी और 700 Da तक के सापेक्ष द्रव्यमान वाले छोटे हाइड्रोफिलिक अणु गुजरते हैं।

बाहरी और साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के बीच एक पेरिप्लास्मिक स्थान या पेरिप्लाज्म होता है, जिसमें एंजाइम (प्रोटीज, लाइपेस, फॉस्फेटेस) होते हैं।

न्यूक्लिअस, बीटा-लैक्टामेस), साथ ही परिवहन प्रणालियों के घटक।

जब लाइसोजाइम, पेनिसिलिन, शरीर के सुरक्षात्मक कारकों और अन्य यौगिकों के प्रभाव में जीवाणु कोशिका दीवार का संश्लेषण बाधित होता है, तो एक संशोधित (अक्सर गोलाकार) आकार वाली कोशिकाएं बनती हैं: प्रोटोप्लास्ट - बैक्टीरिया पूरी तरह से एक कोशिका दीवार से रहित; स्फेरोप्लास्ट आंशिक रूप से संरक्षित कोशिका भित्ति वाले बैक्टीरिया होते हैं। कोशिका दीवार अवरोधक को हटाने के बाद, ऐसे परिवर्तित बैक्टीरिया उलट सकते हैं, यानी, एक पूर्ण कोशिका दीवार प्राप्त कर सकते हैं और अपने मूल आकार को बहाल कर सकते हैं।

स्फेरो- या प्रोटोप्लास्ट प्रकार के बैक्टीरिया, जो एंटीबायोटिक दवाओं या अन्य कारकों के प्रभाव में पेप्टिडोग्लाइकन को संश्लेषित करने की क्षमता खो देते हैं और प्रजनन करने में सक्षम होते हैं, एल-फॉर्म कहलाते हैं (डी. लिस्टर इंस्टीट्यूट के नाम से, जहां वे थे) पहले अध्ययन किया गया)। एल-फॉर्म उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप भी उत्पन्न हो सकते हैं। वे आसमाटिक रूप से संवेदनशील, गोलाकार, विभिन्न आकार की फ्लास्क के आकार की कोशिकाएं हैं, जिनमें बैक्टीरिया फिल्टर से गुजरने वाली कोशिकाएं भी शामिल हैं। कुछ एल-फॉर्म (अस्थिर), जब बैक्टीरिया में परिवर्तन का कारण बनने वाले कारक को हटा दिया जाता है, तो मूल जीवाणु कोशिका में "वापस" लौट सकते हैं। संक्रामक रोगों के कई रोगजनकों द्वारा एल-फॉर्म का उत्पादन किया जा सकता है।

कोशिकाद्रव्य की झिल्ली एनाअल्ट्राथिन वर्गों की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में, यह एक तीन-परत झिल्ली (2 अंधेरे परतें, प्रत्येक 2.5 एनएम मोटी, एक हल्की मध्यवर्ती परत द्वारा अलग की गई) है। संरचना में (चित्र 2.5 और 2.6 देखें) यह पशु कोशिकाओं के प्लाज़्मालेम्मा के समान है और इसमें लिपिड की दोहरी परत होती है, मुख्य रूप से फॉस्फोलिपिड, एम्बेडेड सतह और अभिन्न प्रोटीन के साथ जो झिल्ली की संरचना में प्रवेश करते प्रतीत होते हैं। उनमें से कुछ पदार्थों के परिवहन में शामिल परमिट हैं।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली गतिशील घटकों के साथ एक गतिशील संरचना है, इसलिए इसे एक गतिशील तरल संरचना माना जाता है। यह जीवाणु साइटोप्लाज्म के बाहरी भाग को घेरता है और आसमाटिक दबाव के नियमन में शामिल होता है।

निया, पदार्थों का परिवहन और कोशिका का ऊर्जा चयापचय (इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के एंजाइमों, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट आदि के कारण)।

अत्यधिक वृद्धि (कोशिका दीवार की वृद्धि की तुलना में) के साथ, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली इनवेजिनेट्स बनाती है - जटिल मुड़ झिल्ली संरचनाओं के रूप में इनवेजिनेशन, जिन्हें मेसोसोम कहा जाता है। कम जटिल रूप से मुड़ी हुई संरचनाओं को इंट्रासाइटोप्लाज्मिक झिल्ली कहा जाता है। मेसोसोम और इंट्रासाइटोप्लाज्मिक झिल्लियों की भूमिका पूरी तरह से समझ में नहीं आती है। यह भी सुझाव दिया गया है कि वे एक कलाकृति हैं जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के लिए एक नमूना तैयार करने (ठीक करने) के बाद होती हैं। फिर भी, यह माना जाता है कि साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के व्युत्पन्न कोशिका विभाजन में भाग लेते हैं, कोशिका दीवार के संश्लेषण के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं, और पदार्थों के स्राव और स्पोरुलेशन में भाग लेते हैं, यानी, उच्च ऊर्जा खपत वाली प्रक्रियाओं में।

साइटोप्लाज्म जीवाणु कोशिका की मुख्य मात्रा पर कब्जा कर लेता है और इसमें घुलनशील प्रोटीन, राइबोन्यूक्लिक एसिड, समावेशन और कई छोटे कण - राइबोसोम होते हैं, जो प्रोटीन के संश्लेषण (अनुवाद) के लिए जिम्मेदार होते हैं।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं की विशेषता वाले एसओएस राइबोसोम के विपरीत, बैक्टीरियल राइबोसोम का आकार लगभग 20 एनएम और अवसादन गुणांक 70S होता है। इसलिए, कुछ एंटीबायोटिक्स, बैक्टीरियल राइबोसोम से जुड़कर, यूकेरियोटिक कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण को प्रभावित किए बिना बैक्टीरिया प्रोटीन संश्लेषण को रोकते हैं। जीवाणु राइबोसोम दो उपइकाइयों - 50S और 30S में विभाजित हो सकते हैं। राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) बैक्टीरिया के संरक्षित तत्व हैं (विकास की "आणविक घड़ी")। 16S rRNA छोटी राइबोसोमल सबयूनिट का हिस्सा है, और 23S rRNA बड़ी राइबोसोमल सबयूनिट का हिस्सा है। 16एस आरआरएनए का अध्ययन जीन सिस्टमैटिक्स का आधार है, जो जीवों की संबंधितता की डिग्री का आकलन करने की अनुमति देता है।

साइटोप्लाज्म में ग्लाइकोजन ग्रैन्यूल, पॉलीसेकेराइड, बीटा-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक एसिड और पॉलीफॉस्फेट (वोलुटिन) के रूप में विभिन्न समावेश होते हैं। पर्यावरण में पोषक तत्वों की अधिकता होने पर वे जमा हो जाते हैं

वे पोषण और ऊर्जा आवश्यकताओं के लिए आरक्षित पदार्थ के रूप में कार्य करते हैं।

वॉलुटिन में मूल रंगों के प्रति आकर्षण है और इसे मेटाक्रोमैटिक ग्रैन्यूल के रूप में विशेष धुंधला तरीकों (उदाहरण के लिए, नीसर) का उपयोग करके आसानी से पहचाना जा सकता है। टोल्यूडीन नीले या मेथिलीन नीले रंग के साथ, वॉलुटिन लाल-बैंगनी रंग में रंगा होता है, और जीवाणु का साइटोप्लाज्म नीला रंग में रंगा होता है। वॉलुटिन कणिकाओं की विशिष्ट व्यवस्था डिप्थीरिया बेसिलस में तीव्रता से दागदार कोशिका ध्रुवों के रूप में प्रकट होती है। वॉलुटिन का मेटाक्रोमैटिक धुंधलापन पॉलिमराइज्ड अकार्बनिक पॉलीफॉस्फेट की उच्च सामग्री से जुड़ा हुआ है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के तहत, वे 0.1-1.0 माइक्रोन आकार के इलेक्ट्रॉन-सघन कणिकाओं की तरह दिखते हैं।

न्यूक्लियॉइड- बैक्टीरिया में केन्द्रक के बराबर। यह बैक्टीरिया के मध्य क्षेत्र में डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए के रूप में स्थित होता है, एक रिंग में बंद होता है और गेंद की तरह कसकर पैक किया जाता है। यूकेरियोट्स के विपरीत, बैक्टीरिया के केंद्रक में परमाणु आवरण, न्यूक्लियोलस और मूल प्रोटीन (हिस्टोन) नहीं होते हैं। आमतौर पर, एक जीवाणु कोशिका में एक गुणसूत्र होता है, जो एक रिंग में बंद डीएनए अणु द्वारा दर्शाया जाता है। यदि विभाजन बाधित होता है, तो 4 या अधिक गुणसूत्र इसमें एकत्रित हो सकते हैं। डीएनए-विशिष्ट तरीकों का उपयोग करके धुंधला होने के बाद एक प्रकाश माइक्रोस्कोप में न्यूक्लियॉइड का पता लगाया जाता है: फ़्यूलगेन या रोमानोव्स्की-गिम्सा। बैक्टीरिया के अल्ट्राथिन खंडों के इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न में, न्यूक्लियॉइड कुछ क्षेत्रों में बंधे डीएनके के फाइब्रिलर, धागे जैसी संरचनाओं के साथ हल्के क्षेत्रों के रूप में दिखाई देता है।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली या मेसोसो-

मेरा, गुणसूत्र प्रतिकृति में शामिल है (चित्र 2.5 और 2.6 देखें)।

न्यूक्लियॉइड के अलावा, एक द्वारा दर्शाया गया है

गुणसूत्र, एक जीवाणु कोशिका में होते हैं

आनुवंशिकता के अतिरिक्त गुणसूत्र कारक -

प्लास्मिड (अनुभाग 5.1.2 देखें) प्रतिनिधित्व करते हैं

डीएनए के सहसंयोजक रूप से बंद छल्ले हैं।

कैप्सूल, माइक्रोकैप्सूल, बलगम . कैप्सूल-

0.2 माइक्रोन से अधिक मोटी श्लेष्मा संरचना, बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति से मजबूती से जुड़ी हुई और स्पष्ट रूप से परिभाषित बाहरी सीमाएँ। कैप्सूल पैथोलॉजिकल सामग्री से फिंगरप्रिंट स्मीयर में दिखाई देता है। जीवाणुओं के शुद्ध संवर्धन में एक कैप्सूल बनता है

कम अक्सर। बुर्री-गिन्स के अनुसार स्मीयर को धुंधला करने के विशेष तरीकों का उपयोग करके इसका पता लगाया जाता है, जो कैप्सूल के पदार्थों के बीच एक नकारात्मक विपरीतता पैदा करता है: स्याही कैप्सूल के चारों ओर एक अंधेरे पृष्ठभूमि बनाती है।

कैप्सूल में पॉलीसेकेराइड (एक्सोपॉलीसेकेराइड), कभी-कभी पॉलीपेप्टाइड होते हैं; उदाहरण के लिए, एंथ्रेक्स बैसिलस में डी-ग्लूटामिक एसिड के पॉलिमर होते हैं। कैप्सूल हाइड्रोफिलिक है और इसमें बड़ी मात्रा में पानी होता है। यह बैक्टीरिया के फागोसाइटोसिस को रोकता है। कैप्सूल एंटीजन-ना: कैप्सूल के खिलाफ एंटीबॉडी इसका कारण बनते हैं वृद्धि (सूजन प्रतिक्रिया)और मैं कैप्सूलली).

कई बैक्टीरिया एक माइक्रोकैप्सूल बनाते हैं - 0.2 माइक्रोन से कम मोटी श्लेष्मा संरचना, जिसे केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा पता लगाया जा सकता है। बलगम को कैप्सूल से अलग किया जाना चाहिए - म्यूकॉइड एक्सोपॉलीसेकेराइड जिनकी स्पष्ट बाहरी सीमाएँ नहीं होती हैं। बलगम पानी में घुलनशील होता है।

म्यूकॉइड एक्सोपॉलीसेकेराइड स्यूडोमोनास एरुगिनोसा के म्यूकॉइड उपभेदों की विशेषता है, जो अक्सर सिस्टिक फाइब्रोसिस वाले रोगियों के थूक में पाए जाते हैं। बैक्टीरियल एक्सोपॉलीसेकेराइड आसंजन (सब्सट्रेट से चिपकना) में शामिल होते हैं; इन्हें ग्लाइको भी कहा जाता है-

कैलिक्स. बैक्टीरिया द्वारा एक्सोपॉलीसेकेराइड के संश्लेषण के अलावा, उनके गठन के लिए एक और तंत्र है: डिसैकराइड पर बाह्यकोशिकीय जीवाणु एंजाइमों की कार्रवाई के माध्यम से। परिणामस्वरूप, डेक्सट्रांस और लेवांस बनते हैं।

कैप्सूल और बलगम बैक्टीरिया को क्षति और सूखने से बचाते हैं, क्योंकि, हाइड्रोफिलिक होने के कारण, वे पानी को अच्छी तरह से बांधते हैं और मैक्रोऑर्गेनिज्म और बैक्टीरियोफेज के सुरक्षात्मक कारकों की कार्रवाई को रोकते हैं।

कशाभिकाजीवाणु जीवाणु कोशिका की गतिशीलता निर्धारित करते हैं। फ्लैगेल्ला साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से निकलने वाले पतले तंतु हैं और कोशिका से भी लंबे होते हैं (चित्र 2.7)। फ्लैगेल्ला की मोटाई 12-20 एनएम, लंबाई 3-15 µm है। इनमें 3 भाग होते हैं: एक सर्पिल फिलामेंट, एक हुक और एक बेसल बॉडी जिसमें विशेष डिस्क वाली एक रॉड होती है (ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में 1 जोड़ी डिस्क और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में 2 जोड़ी)। फ्लैगेल्ला डिस्क द्वारा साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और कोशिका भित्ति से जुड़े होते हैं। यह फ्लैगेलम को घुमाने वाली रॉड - रोटर - के साथ एक इलेक्ट्रिक मोटर का प्रभाव पैदा करता है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली पर प्रोटॉन संभावित अंतर का उपयोग ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है। घूर्णन तंत्र प्रोटॉन एटीपी सिंथेटेज़ द्वारा प्रदान किया जाता है। फ्लैगेलम की घूर्णन गति 100 आरपीएस तक पहुंच सकती है। यदि किसी जीवाणु में कई कशाभिकाएं हैं, तो वे समकालिक रूप से घूमना शुरू कर देते हैं, एक ही बंडल में जुड़ जाते हैं, जिससे एक प्रकार का प्रोपेलर बनता है।

फ्लैगेल्ला में एक प्रोटीन होता है - फ्लैगेलिन (से। कशाभिका - फ्लैगेलम), जो एक एंटीजन है - तथाकथित एच-एंटीजन। फ्लैगेलिन उपइकाइयाँ एक सर्पिल में मुड़ी हुई होती हैं।

विभिन्न प्रजातियों के जीवाणुओं में कशाभिका की संख्या विब्रियो कॉलेरी में एक (मोनोट्रिचस) से लेकर एस्चेरिचिया कोली, प्रोटियस आदि में जीवाणु (पेरीट्रिचस) की परिधि के साथ फैली हुई दसियों और सैकड़ों कशाभिका तक होती है। लोफोट्रीचस में एक में कशाभिका का एक बंडल होता है कोशिका का अंत. एम्फीट्रिची में कोशिका के विपरीत छोर पर एक फ्लैगेलम या फ्लैगेला का एक बंडल होता है।

भारी धातुओं के साथ छिड़काव की गई तैयारी की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके, या विभिन्न नक़्क़ाशी और सोखना के आधार पर विशेष तरीकों से उपचार के बाद एक हल्के माइक्रोस्कोप का उपयोग करके फ्लैगेल्ला का पता लगाया जाता है।

ऐसे पदार्थ जो फ्लैगेल्ला की मोटाई में वृद्धि करते हैं (उदाहरण के लिए, सिल्वरिंग के बाद)।

विली, या पिया(फिम्ब्रिए) - धागे जैसी संरचनाएं (चित्र 2.7), फ्लैगेल्ला की तुलना में पतली और छोटी (3 + 10 एनएम x 0.3 + 10 µm)। पिली कोशिका की सतह से फैलती है और प्रोटीन पाइलिन से बनी होती है। उनमें एंटीजेनिक गतिविधि होती है। पिली आसंजन के लिए जिम्मेदार होती है, यानी, बैक्टीरिया को प्रभावित कोशिका से जोड़ने के लिए, साथ ही पिली पोषण, पानी-नमक चयापचय, और यौन (एफ-पिली), या संयुग्मन पिली के लिए जिम्मेदार होती है।

पिली आमतौर पर असंख्य होती हैं - प्रति कोशिका कई सौ। हालाँकि, उसके पास आमतौर पर प्रति कोशिका 1-3 यौन आरी होती हैं: वे तथाकथित "पुरुष" दाता कोशिकाओं द्वारा बनाई जाती हैं जिनमें संक्रामक प्लास्मिड होते हैं (एफ-, आर-, कोल प्लास्मिड्स)। सेक्स पिली की एक विशिष्ट विशेषता विशेष "पुरुष" गोलाकार बैक्टीरियोफेज के साथ उनकी बातचीत है, जो सेक्स पिली पर गहन रूप से अवशोषित होते हैं (चित्र 2.7)।

विवाद- ग्राम-पॉजिटिव प्रकार की कोशिका भित्ति संरचना के साथ आराम करने वाले बैक्टीरिया का एक अजीब रूप (चित्र 2.8)।

जीवाणुओं के अस्तित्व के लिए प्रतिकूल परिस्थितियों (सूखना, पोषक तत्वों की कमी, आदि) में बीजाणु बनते हैं। जीवाणु कोशिका के अंदर एक एकल बीजाणु (एंडोस्पोर) बनता है। बीजाणुओं का निर्माण प्रजातियों के संरक्षण में योगदान देता है और यह कवक की तरह प्रजनन की एक विधि नहीं है।

जीनस के बीजाणु बनाने वाले जीवाणु रोग-कीट, यजिनके बीजाणु का आकार कोशिका के व्यास से अधिक नहीं होता, बैसिली कहलाते हैं। बीजाणु बनाने वाले जीवाणु जिनमें बीजाणु का आकार कोशिका के व्यास से अधिक होता है, जिसके कारण वे धुरी का आकार ले लेते हैं, क्लोस्ट्रिडिया कहलाते हैं, उदाहरण के लिए जीनस के जीवाणु क्लोस्ट्रीडियम (अव्य. क्लोस्ट्रीडियम - स्पिंडल)। बीजाणु अम्ल-प्रतिरोधी होते हैं, इसलिए औजेस्ज़की विधि या ज़ीहल-नील्सन विधि का उपयोग करके उन्हें लाल रंग दिया जाता है, और वनस्पति कोशिका को नीला रंग दिया जाता है।

स्पोरुलेशन, कोशिका (वनस्पति) में बीजाणुओं का आकार और स्थान बैक्टीरिया की एक प्रजाति की संपत्ति है, जो उन्हें एक दूसरे से अलग करने की अनुमति देती है। बीजाणुओं का आकार अंडाकार, गोलाकार हो सकता है; कोशिका में स्थान टर्मिनल है, अर्थात छड़ी के अंत में (टेटनस के प्रेरक एजेंट में), सबटर्मिनल - छड़ी के अंत के करीब (बोटुलिज़्म, गैस गैंग्रीन के प्रेरक एजेंट में) और एंथ्रेक्स बैसिलस में केंद्रीय) .

प्रक्रिया sporulation(स्पोरुलेशन) चरणों की एक श्रृंखला से गुजरता है, जिसके दौरान जीवाणु वनस्पति कोशिका के साइटोप्लाज्म और गुणसूत्र का हिस्सा अलग हो जाता है, जो एक बढ़ती साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से घिरा होता है - एक प्रोस्पोर बनता है। प्रोस्पोर दो साइटोप्लाज्मिक झिल्लियों से घिरा होता है, जिसके बीच कॉर्टेक्स (छाल) की एक मोटी संशोधित पेप्टिडोग्लाइकन परत बनती है। अंदर से यह बीजाणु की कोशिका भित्ति के संपर्क में आता है, और बाहर से - बीजाणु के आंतरिक आवरण के संपर्क में आता है। बीजाणु का बाहरी आवरण एक वनस्पति कोशिका द्वारा बनता है। कुछ जीवाणुओं के बीजाणुओं पर एक अतिरिक्त आवरण होता है - एक्सोस्पोरियमइस प्रकार, एक बहुपरत, खराब पारगम्य खोल बनता है। स्पोरुलेशन के साथ प्रोस्पोर द्वारा डिपिकोलिक एसिड और कैल्शियम आयनों की गहन खपत होती है, और फिर विकासशील बीजाणु खोल द्वारा। विवाद मोल ले लेता है गर्मी प्रतिरोध,जो इसमें कैल्शियम डिपिकोलिनेट की उपस्थिति से जुड़ा है।

मल्टीलेयर शेल, कैल्शियम डिपिकोलिनेट, कम पानी की मात्रा और सुस्त चयापचय प्रक्रियाओं की उपस्थिति के कारण बीजाणु लंबे समय तक बना रह सकता है। उदाहरण के लिए, मिट्टी में एंथ्रेक्स और टेटनस के रोगजनक दशकों तक बने रह सकते हैं।

अनुकूल परिस्थितियों में, बीजाणु लगातार तीन चरणों से गुजरते हुए अंकुरित होते हैं: AC-

प्रेरणा, दीक्षा, विकास. इस मामले में, एक बीजाणु से एक जीवाणु बनता है। सक्रियण अंकुरण के लिए तत्परता है। 60-80 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, बीजाणु अंकुरण के लिए सक्रिय होता है। अंकुरण की शुरूआत कई मिनट तक चलती है। विकास चरण की विशेषता तेजी से विकास है, साथ ही खोल का विनाश और अंकुर का उद्भव भी है।

बैक्टीरिया(ग्रीक जीवाणुरॉड) सूक्ष्म, ज्यादातर एककोशिकीय, जीवों का एक समूह है, जो जीव और गुणों में विविध हैं, पृथ्वी पर व्यापक हैं, जो जीवन के निचले रूपों से संबंधित हैं।

बैक्टीरिया के बारे में पहली जानकारी 17वीं शताब्दी में लीउवेनहॉक के अध्ययन से प्राप्त हुई, जिन्होंने उनके मूल रूपों की खोज की। बैक्टीरिया विभिन्न प्रकार की स्थितियों में मौजूद हो सकते हैं।

उनमें से अधिकांश में क्लोरोफिल की कमी होती है। अपवाद अवायवीय बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया, साथ ही गैर-सल्फर बैंगनी बैक्टीरिया हैं, जिनमें क्लोरोफिल होता है और प्रकाश संश्लेषण के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करते हैं। बैक्टीरिया अकार्बनिक कार्बन और नाइट्रोजन को आत्मसात कर सकते हैं, कई अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों को ऊर्जा स्रोतों के रूप में उपयोग कर सकते हैं, और कार्बन, नाइट्रोजन, सल्फर, लौह और अन्य तत्वों के परिवर्तन को अंजाम दे सकते हैं।

शैवाल के साथ-साथ बैक्टीरिया भी पृथ्वी पर सबसे प्राचीन जीवों में से हैं। बैक्टीरिया की सेलुलर संरचना नीले-हरे शैवाल, एक्टिनोमाइसेट्स (क्यू.वी.) और स्पाइरोकेट्स (क्यू.वी.) के समान होती है, जिसके साथ बैक्टीरिया को फ़ाइलोजेनेटिक रूप से संबंधित माना जाता है। जीवाणुओं में ऐसी प्रजातियाँ हैं जो मनुष्यों, जानवरों और उच्च पौधों में बीमारियाँ पैदा करती हैं।

वर्गीकरण

बैक्टीरिया को रूपात्मक विशेषताओं के आधार पर वर्गीकृत करने का पहला प्रयास 18वीं शताब्दी में किया गया था। बाद में, वर्गीकरण शारीरिक विशेषताओं पर आधारित था। सबसे स्थिर लोगों का उपयोग टैक्सोनोमिक वर्णों के रूप में किया गया था - टीपैनी के अनुसार आकार, रंग (ग्राम विधि देखें), स्पोरुलेशन, श्वसन का प्रकार, जैव रासायनिक, एंटीजेनिक और अन्य गुण, लेकिन अब तक, फ़ाइलोजेनेटिक के सिद्धांत के आधार पर कोई वर्गीकरण नहीं बनाया गया है। विकासवादी संबंधों को ध्यान में रखते हुए बैक्टीरिया का संबंध।

बर्गी का वर्गीकरण (डी. बर्गी, 1957), जो बैक्टीरिया के नामकरण के लिए अंतरराष्ट्रीय नियमों पर आधारित है, व्यापक हो गया है। नामकरण प्राणीशास्त्रीय और वनस्पति वर्गीकरण में अपनाई गई द्विपद प्रणाली पर आधारित है (तालिका 1 देखें)। जीवाणुओं के विभिन्न जैविक गुणों को वर्गिकी विशेषताओं के रूप में लिया गया।

तालिका नंबर एक

तालिका 1 में दिखाए गए माइकोप्लाज्मा छोटी संरचनाएं हैं, जो एक कठोर कोशिका दीवार के बजाय केवल साइटोप्लाज्मिक झिल्ली द्वारा सीमांकित हैं, बैक्टीरिया से काफी अलग हैं, और वर्तमान में एक अलग वर्ग के रूप में वर्गीकृत हैं - मॉलिक्यूट्स (माइकोप्लाज्माटेसी देखें)।

आकृति विज्ञान

बैक्टीरिया के तीन मुख्य रूप हैं - गोलाकार, छड़ के आकार का और सर्पिल (चित्र 1); फिलामेंटस बैक्टीरिया के एक बड़े समूह में मुख्य रूप से जलीय बैक्टीरिया शामिल होते हैं और इसमें रोगजनक प्रजातियां शामिल नहीं होती हैं।

गोलाकार जीवाणु - कोक्सी, विभाजन के बाद कोशिकाओं के स्थान के आधार पर कई समूहों में विभाजित किया जाता है: 1) डिप्लोकॉसी (एक ही विमान में विभाजित और जोड़े में व्यवस्थित); 2) स्ट्रेप्टोकोकी (एक ही विमान में विभाजित, लेकिन विभाजन के दौरान वे एक दूसरे से अलग नहीं होते हैं और श्रृंखला बनाते हैं); 3) टेट्राकोकी (दो परस्पर लंबवत विमानों में विभाजित, चार व्यक्तियों के समूह बनाते हुए); 4) सार्सिनस (तीन परस्पर लंबवत विमानों में विभाजित, घन समूह बनाते हुए); 5) स्टेफिलोकोसी (एक विशिष्ट प्रणाली के बिना कई विमानों में विभाजित, अंगूर के गुच्छों के समान गुच्छे बनाते हुए)। कोक्सी का औसत आकार 0.5-1 माइक्रोन है (कोक्सी देखें)।

छड़ के आकार का जीवाणुसख्ती से बेलनाकार या अंडाकार आकार होता है; छड़ियों के सिरे चिकने, गोल या नुकीले हो सकते हैं; छड़ों को जंजीरों के रूप में जोड़े में व्यवस्थित किया जा सकता है, लेकिन अधिकांश प्रजातियों को एक विशिष्ट प्रणाली के बिना व्यवस्थित किया जाता है। छड़ों की लंबाई 1 से 8 माइक्रोन तक होती है, औसत व्यास 0.5-2 माइक्रोन होता है। जो छड़ें बीजाणु नहीं बनातीं उन्हें उचित बैक्टीरिया कहने की प्रथा है (बीजाणु देखें)। बीजाणु बनाने वाले जीवाणुओं को बेसिली कहा जाता है। स्वीकृत नामकरण के अनुसार, बेसिली में एरोबिक रूप शामिल हैं। अवायवीय बीजाणु बनाने वाले जीवाणुओं को क्लॉस्ट्रिडिया के रूप में वर्गीकृत किया गया है। बेसिली और क्लॉस्ट्रिडिया में स्पोरुलेशन प्रजनन प्रक्रिया से जुड़ा नहीं है। उनके बीजाणु एंडोस्पोर के प्रकार के होते हैं, जो गोल या अंडाकार शरीर होते हैं जो प्रकाश को अपवर्तित करते हैं और विशेष तरीकों (रंग चित्र 1 और 2) का उपयोग करके दागे जाते हैं। कोशिका में बीजाणुओं का स्थान, उनका आकार और आकृति प्रत्येक प्रकार के बैक्टीरिया की विशेषता होती है (चित्र 2)। कुछ छड़ें (माइकोबैक्टीरिया, कोरिनेबैक्टीरिया) धागे जैसे व्यक्ति बनाते हैं, अन्य (नोड्यूल बैक्टीरिया) शाखायुक्त, तारे के आकार के रूप बनाते हैं - तथाकथित बैक्टेरॉइड्स (चित्र 3)।

जीवाणुओं की सर्पिल आकृतियाँवाइब्रियोस और स्पिरिला में विभाजित। विब्रियो निकायों की वक्रता सर्पिल मोड़ के एक चौथाई से अधिक नहीं होती है। स्पिरिला एक या एक से अधिक भंवरों के मोड़ बनाती है (विब्रियोस, स्पिरिला देखें)।

कुछ जीवाणुओं में गतिशीलता होती है, जो हैंगिंग ड्रॉप विधि (देखें) या अन्य विधियों से देखने पर स्पष्ट दिखाई देती है। मोटाइल बैक्टीरिया सक्रिय रूप से विशेष ऑर्गेनेल - फ्लैगेला (बैक्टीरियल फ्लैगेला देखें) या ग्लाइडिंग मूवमेंट (माइक्सोबैक्टीरिया) की मदद से चलते हैं।

कैप्सूलयह कई जीवाणुओं में मौजूद होता है और उनका बाहरी संरचनात्मक घटक होता है (चित्र 4 और रंग। चित्र 3)। कई बैक्टीरिया, कैप्सूल के समान, कोशिका की सतह पर एक पतली श्लेष्मा परत के रूप में बने होते हैं। कुछ जीवाणुओं में, कैप्सूल का निर्माण उनके अस्तित्व की स्थितियों के आधार पर होता है। कुछ बैक्टीरिया केवल मैक्रोऑर्गेनिज्म में कैप्सूल बनाते हैं, अन्य - शरीर के अंदर और उसके बाहर, विशेष रूप से कार्बोहाइड्रेट की उच्च सांद्रता वाले पोषक मीडिया पर। कुछ बैक्टीरिया जीवित स्थितियों की परवाह किए बिना कैप्सूल बनाते हैं (कैप्सुलर बैक्टीरिया देखें)। अधिकांश बैक्टीरिया के कैप्सूल की संरचना में पेन्टोज़ और अमीनो शर्करा, यूरोनिक एसिड, पॉलीपेप्टाइड्स और प्रोटीन से युक्त पॉलिमराइज्ड पॉलीसेकेराइड शामिल होते हैं। कैप्सूल एक अनाकार संरचना नहीं है, बल्कि एक निश्चित तरीके से संरचित है। कुछ बैक्टीरिया में, उदाहरण के लिए न्यूमोकोकी, कैप्सूल उनकी उग्रता निर्धारित करता है, साथ ही बैक्टीरिया कोशिका के कुछ एंटीजेनिक गुण भी निर्धारित करता है।

कोशिका भित्तिबैक्टीरिया अपना आकार निर्धारित करते हैं और कोशिका की आंतरिक सामग्री के संरक्षण को सुनिश्चित करते हैं। कोशिका भित्ति की रासायनिक संरचना और संरचना की विशेषताओं के आधार पर, ग्राम स्टेनिंग का उपयोग करके बैक्टीरिया को विभेदित किया जाता है।

ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया के बीच कोशिका भित्ति की संरचना भिन्न होती है। कोशिका भित्ति की मुख्य परत, सभी प्रकार के जीवाणुओं की विशेषता, एक कठोर परत है (पर्यायवाची: म्यूकोपेप्टाइड परत, म्यूरिन, पेप्टिडोग्लाइकन; बाद वाला नाम परत की रासायनिक संरचना के साथ सबसे अधिक सुसंगत है), जिसमें अमीनो के दोहराए जाने वाले अवशेष होते हैं शर्करा - एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन और एन-एसिटाइलमुरैमिक एसिड, एक रैखिक बहुलक - म्यूरिन का आधार बनाते हैं।

एन-एसिटाइलमुरैमिक एसिड अवशेष से जुड़ा एक पॉलीपेप्टाइड है, जिसमें अधिकांश बैक्टीरिया में चार अमीनो एसिड अवशेष होते हैं - एल-अलैनिन, डी-ग्लूटामिक एसिड, एल-लाइसिन या डायमिनोपिमेलिक एसिड (डीएपी) और डी-अलैनिन के दाढ़ अनुपात में। 1:1:1:1. बैक्टीरिया के प्रकार के आधार पर पेप्टाइड की संरचना में भिन्नता देखी जा सकती है। लाइसिन या डीएपी को ऑर्निथिन, 2,6-डायमिनोब्यूटरी एसिड आदि द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। कभी-कभी एक अतिरिक्त अमीनो एसिड ग्लूटामिक एसिड अवशेष से जुड़ा होता है। पेप्टाइड श्रृंखलाएं क्रॉस-पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं द्वारा एक-दूसरे से जुड़ी होती हैं, जिनकी संरचना विभिन्न जीवाणु प्रजातियों के बीच व्यापक रूप से भिन्न होती है। क्रॉस-लिंक, उदाहरण के लिए स्टेफिलोकोकस में, एक पेप्टाइड इकाई के डी-अलैनिन को दूसरे के लाइसिन से जोड़ने वाले पेंटाग्लिसिन पुलों द्वारा बनते हैं। कुछ बैक्टीरिया में, क्रॉस-लिंक पेप्टाइड इकाइयों के समान होते हैं। ई. कोली में, पेप्टाइड श्रृंखलाएं एक श्रृंखला पर डी-अलैनिन और दूसरी श्रृंखला पर डीएपी के माध्यम से सीधे एक दूसरे से जुड़ी होती हैं। पेप्टिडोग्लाइकन का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व चित्र में दिखाया गया है। 5.

ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में, पेप्टिडोग्लाइकन के अलावा, टेइकोइक एसिड (राइबिटोल-टेइकोइक और ग्लिसरॉल-टेइकोइक) होते हैं, जो एक बहुलक भी बनाते हैं और सहसंयोजक रूप से पेप्टिडोग्लाइकन से जुड़े होते हैं। कुछ बैक्टीरिया में टेइचुरोनिक और 2-एमिनोमैन्यूरिक एसिड पाए गए हैं।

ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की कोशिका दीवारों में कठोर परत के अलावा, लिपोप्रोटीन और लिपोपॉलीसेकेराइड परतें शामिल होती हैं। लिपोपॉलीसेकेराइड परत (एलपीएस) का सबसे अधिक अध्ययन एंटरोबैक्टीरिया और विशेष रूप से साल्मोनेला में किया जाता है। एलपीएस हेटरोपॉलीसेकेराइड का एक फॉस्फोराइलेशन कॉम्प्लेक्स है जो सहसंयोजक रूप से ग्लूकोसामाइन युक्त लिपिड (लिपिड ए) से जुड़ा होता है। एल पीएस की संरचना में कोशिका का ओ-एंटीजन (एंटरोबैक्टीरिया में) शामिल है। एल पीएस के पॉलीसेकेराइड भाग में मुख्य (बुनियादी) संरचना और ओ-एंटीजन भाग होता है। सभी एंटरोबैक्टीरिया के लिए सामान्य मूल भाग में हेप्टोज़, 2-कीटो-3-डीऑक्सीओक्टोनेट (केडीओ), ग्लूकोज, गैलेक्टोज़ और एन-एसिटाइल-ग्लूकोसामाइन शामिल हैं। केडीओ के माध्यम से, आधार भाग लिपिड ए, इथेनॉल एमाइन, फॉस्फेट और केडीओ से युक्त एक घटक से जुड़ा होता है। दूसरी तरफ (बाहरी) साइड चेन ऑलिगोसेकेराइड इकाइयों को दोहराकर बनाई जाती हैं जो मूल संरचना से जुड़ी होती हैं। बाहरी पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाएं प्रजाति-विशिष्ट हैं और दैहिक ओ-एंटीजन हैं। ओ-विशिष्टता संपूर्ण पार्श्व श्रृंखला की कार्बोहाइड्रेट संरचना, उसमें कार्बोहाइड्रेट के अनुक्रम और टर्मिनल शर्करा, 6-डीऑक्सी- या 3,6-डाइडॉक्सीहेक्सोज़ द्वारा निर्धारित की जाती है। एंटरोबैक्टीरियल एलपीएस मूल भाग या ओ-साइड श्रृंखला के जैवसंश्लेषण में वंशानुगत गड़बड़ी से आर-फॉर्म म्यूटेंट की उपस्थिति होती है (बैक्टीरिया का पृथक्करण देखें)।

चावल। 6. एंटरोबैक्टीरिया की कोशिका संरचना (योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व): 1- ओ-एंटीजन के निर्धारक समूह; 2 - लिपोप्रोटीन परत; 3 - फ्लैगेलम (एच-एंटीजन); 4 - साइटोप्लाज्मिक झिल्ली; 5 और बी - साइटोप्लाज्म में राइबोसोम; 7 - न्यूक्लियॉइड; 8-कैप्सूल; 9 - लिपोपॉलीसेकेराइड परत; 10 - कोशिका भित्ति की कठोर परत।

लिपोप्रोटीन परतवीडेल के अनुसार, ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में (एलपी) कोशिका भित्ति की बाहरी परत होती है। एलपीएस एक मध्यवर्ती स्थिति रखता है; कठोर परत सबसे गहरी स्थित है। यह योजना एलपी के प्रारंभिक विनाश के बिना ओ-एंटीजन का पता लगाने की व्याख्या नहीं करती है, इसलिए, दीवार की संरचना के लिए अन्य योजनाएं प्रस्तावित की गई हैं, जिसके अनुसार एलपी जीवाणु कोशिका को एक सतत परत से कवर नहीं करता है, लेकिन एलपीएस। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, यह "शूटिंग" के रूप में गुजरता है। 6. ओ-एंटीजन के स्थानीयकरण का अध्ययन करते समय फेरिटिन का उपयोग करके इम्यूनोकेमिकल विधियों द्वारा इस विचार की पुष्टि की गई थी।

कुछ ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में, कोशिका भित्ति, ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया की तरह, न केवल एक कठोर परत से बनी होती है, बल्कि इसमें एक बहुपरत संरचना होती है। उदाहरण के लिए, स्ट्रेप्टोकोक्की में इसमें एक प्रोटीन परत, एक मध्यवर्ती लिपोपॉलीसेकेराइड परत और एक आंतरिक कठोर परत शामिल होती है। कोशिका भित्ति कोई एंजाइमेटिक रूप से निष्क्रिय संरचना नहीं है। इसमें ऑटोलिटिक एंजाइम, फॉस्फेटेज़ और एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेटेज़ होते हैं।

कोशिकाद्रव्य की झिल्लीबैक्टीरिया कोशिका भित्ति की आंतरिक सतह से सटा होता है, इसे साइटोप्लाज्म से अलग करता है और कोशिका का एक बहुत ही महत्वपूर्ण कार्यात्मक घटक है। रेडॉक्स एंजाइम झिल्ली में स्थानीयकृत होते हैं; सबसे महत्वपूर्ण कोशिका कार्य जैसे विभाजन, कई घटकों का जैवसंश्लेषण, कीमो- और प्रकाश संश्लेषण, आदि झिल्ली प्रणाली से जुड़े होते हैं एनएम. इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से पता चला कि इसमें तीन परतें होती हैं: दो इलेक्ट्रॉन-सघन और एक मध्यवर्ती - इलेक्ट्रॉन-पारदर्शी। झिल्ली में प्रोटीन, फॉस्फोलिपिड, लिपोप्रोटीन, थोड़ी मात्रा में कार्बोहाइड्रेट और कुछ अन्य यौगिक होते हैं। बी के कई झिल्ली प्रोटीन श्वसन प्रक्रियाओं के साथ-साथ कोशिका दीवार और कैप्सूल के घटकों के जैवसंश्लेषण में शामिल एंजाइम हैं। झिल्ली में पर्मीज़ भी होते हैं जो कोशिका में घुलनशील पदार्थों के स्थानांतरण को सुनिश्चित करते हैं। झिल्ली एक आसमाटिक बाधा के रूप में कार्य करती है, इसमें चयनात्मक अर्ध-पारगम्यता होती है और यह कोशिका में पोषक तत्वों के प्रवेश और इससे चयापचय उत्पादों के बाहर निकलने के लिए जिम्मेदार होती है।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के अलावा, जीवाणु कोशिका में भी होता है आंतरिक झिल्ली प्रणाली, जिसे मेसोसोम कहा जाता है, जो संभवतः साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के व्युत्पन्न होते हैं; विभिन्न प्रकार के जीवाणुओं में उनकी संरचना भिन्न-भिन्न होती है। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में मेसोसोम सबसे अधिक विकसित होते हैं। मेसोसोम की संरचना विषम है; उनकी बहुरूपता बैक्टीरिया की एक ही प्रजाति में भी देखी जाती है। आंतरिक झिल्ली संरचनाओं को साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के सरल आक्रमण द्वारा दर्शाया जा सकता है, वेसिकल्स या लूप के रूप में संरचनाएं (अधिक बार ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में), वेक्यूलर, लैमेलर, ट्यूबलर संरचनाओं के रूप में। मेसोसोम अक्सर कोशिका सेप्टम पर स्थानीयकृत होते हैं (चित्र 7); न्यूक्लियॉइड के साथ उनका संबंध भी नोट किया गया है। चूंकि श्वसन और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण एंजाइम मेसोसोम में पाए जाते हैं, कई लेखक उन्हें उच्च कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया के अनुरूप मानते हैं। यह माना जाता है कि मेसोसोम कोशिका विभाजन, विभाजित कोशिकाओं में बेटी गुणसूत्रों के वितरण और स्पोरुलेशन में भाग लेते हैं। नाइट्रोजन स्थिरीकरण, कीमो- और प्रकाश संश्लेषण के कार्य भी कोशिका झिल्ली तंत्र से जुड़े हुए हैं। नतीजतन, यह माना जा सकता है कि कोशिका झिल्ली कई एंजाइम प्रणालियों और कोशिका अंगकों के स्थानिक संगठन में एक निश्चित प्रकार की समन्वय भूमिका निभाती है।

चावल। 4 . कोरिनेबैक्टीरिया में वॉल्यूटिन अनाज

साइटोप्लाज्म और समावेशन. कोशिका की आंतरिक सामग्री साइटोप्लाज्म (देखें) से बनी होती है, जो विभिन्न कार्बनिक यौगिकों का एक जटिल मिश्रण है जो कोलाइडल अवस्था में होते हैं। साइटोप्लाज्म के अल्ट्राथिन खंड (चित्र 7) में बड़ी संख्या में अनाज का पता चला, जिनमें से एक महत्वपूर्ण हिस्सा राइबोसोम है। बैक्टीरिया के साइटोप्लाज्म में ग्लाइकोजन, स्टार्च और वसायुक्त पदार्थों के कणिकाओं के रूप में इंट्रासेल्युलर समावेशन (रंगीन चित्र 4-6) हो सकते हैं। कई जीवाणुओं में, साइटोप्लाज्म में अकार्बनिक पॉलीफॉस्फेट, मेटाफॉस्फेट और न्यूक्लिक एसिड के करीब यौगिकों से युक्त वॉलुटिन ग्रैन्यूल होते हैं। वॉलुटिन की भूमिका पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है। कुछ लेखक, कोशिका भुखमरी के दौरान इसके गायब होने के आधार पर, वॉलुटिन को एक आरक्षित पोषक तत्व मानते हैं। वॉलुटिन में मूल रंगों के प्रति आकर्षण है, क्रोमोफिली और मेटाक्रोमेसिया प्रदर्शित करता है, और बड़े कणिकाओं के रूप में कोशिकाओं में आसानी से पाया जाता है, विशेष रूप से विशेष धुंधला तरीकों के साथ।

राइबोसोमबैक्टीरिया कोशिका प्रोटीन संश्लेषण का स्थल हैं, जिसके दौरान बड़ी संख्या में राइबोसोम (20 तक) से युक्त संरचनाएं बनती हैं, जिन्हें पॉलीराइबोसोम या अधिक बार पॉलीसोम कहा जाता है (चित्र 8)। एम-आरएनए पॉलीसोम के निर्माण में भाग लेता है। इस प्रोटीन का संश्लेषण पूरा होने पर, पॉलीसोम फिर से एकल राइबोसोम या सबयूनिट में विघटित हो जाते हैं। राइबोसोम साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित हो सकते हैं, लेकिन उनका एक महत्वपूर्ण हिस्सा कोशिका झिल्ली से जुड़ा होता है। अधिकांश बैक्टीरिया के अति पतले वर्गों में, राइबोसोम लगभग 20 एनएम के व्यास के साथ कणिकाओं के रूप में साइटोप्लाज्म में पाए जाते हैं। ई. कोलाई राइबोसोम, मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति में शुद्ध होते हैं, 70 एस की अवसादन दर के साथ अल्ट्रासेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान तलछट। कम मैग्नीशियम सांद्रता पर, वे 50 एस और 30 एस के अवसादन स्थिरांक के साथ दो उपइकाइयों में अलग हो जाते हैं। ऐसा माना जाता है कि 50 S कण गोलाकार है, और 30 S - चपटा आकार है। जैसे-जैसे मैग्नीशियम आयनों की सांद्रता बढ़ती है, 70 S कण डिमर बनाते हैं। एक मुक्त अवस्था में (प्रोटीन संश्लेषण के बाहर), राइबोसोम कोशिकाओं के राइबोसोमल अंश में एक अलग अवस्था में होते हैं। राइबोसोम का उपइकाइयों में पृथक्करण एक विशेष पृथक्करण कारक द्वारा प्रेरित होता है। 50 एस और 30 एस सबयूनिट में मोल है। वज़न क्रमशः 1.8·106 और 0.85-106। दोनों कण राइबोसोमल आरएनए (या आरआरएनए) और प्रोटीन से बने होते हैं। 50 S कण में 23 S और 5 S rRNA का एक अणु होता है। 30 S कण में 16 S rRNA का एक अणु होता है। राइबोसोम की प्रोटीन संरचना विषम है। 30 एस कणों में इक्कीस, और 50 एस कणों में तीस से पैंतीस विभिन्न प्रोटीन होते हैं। 30 एस राइबोसोमल कणों के कुछ प्रोटीन राइबोसोम के संयोजन और उनके कामकाज दोनों के लिए आवश्यक हैं, दूसरा हिस्सा केवल कार्यात्मक अर्थ में महत्वपूर्ण है। राइबोसोमल आरएनए राइबोसोम के उचित संयोजन और संगठन के लिए आवश्यक है।

राइबोसोम एकत्रीकरण की डिग्री मैग्नीशियम आयनों द्वारा नियंत्रित होती है। पॉलीमाइन्स और राइबोन्यूक्लिज़ I, जो एम-आरएनए के हाइड्रोलिसिस में शामिल माना जाता है, राइबोसोम में पाए जाते हैं।

चावल। 10. कोलाई जीवाणु के गुणसूत्र की ऑटोरैडियोग्राफी। एक गोलाकार रूप से बंद संरचना दिखाई देती है; शीर्ष बाएँ - प्रतिकृति आरेख: X - प्रतिकृति का प्रारंभिक बिंदु, Y - विकास बिंदु; ए - प्रतिकृति क्षेत्र; बी - अप्रतिकृत क्षेत्र; बी - प्रतिकृति बिंदु.

मुख्य।बैक्टीरिया में एक असतत परमाणु संरचना होती है, जिसे अद्वितीय संरचना के कारण न्यूक्लियड कहा जाता है (चित्र 9)। बी. के न्यूक्लियॉइड्स में कोशिका के डीएनए का बड़ा हिस्सा होता है। वे फीलजेन विधि (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड देखें) द्वारा दागे जाते हैं, रोमनोव्स्की-गिएम्सा (रोमानोव्स्की-गिम्सा विधि देखें) के अनुसार, एसिड हाइड्रोलिसिस के बाद या चरण-विपरीत माइक्रोस्कोपी के साथ जीवित अवस्था में, साथ ही अल्ट्राथिन पर दागने पर स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में अनुभाग (चित्र 7 और 9)। न्यूक्लियॉइड को एक कॉम्पैक्ट सिंगल या डबल फॉर्मेशन के रूप में परिभाषित किया गया है। बढ़ती फसलों में, न्यूक्लियॉइड अक्सर द्विभाजित संरचनाओं के रूप में दिखाई देते हैं, जो उनके विभाजन को दर्शाते हैं। बैक्टीरिया में परमाणु संरचनाओं का माइटोटिक विभाजन नहीं पाया गया। न्यूक्लियॉइड का आकार और कोशिका में उनका वितरण बहुत परिवर्तनशील होता है और संस्कृति की उम्र सहित कई कारणों पर निर्भर करता है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ में, न्यूक्लियॉइड के स्थानों पर कम ऑप्टिकल घनत्व के प्रकाश क्षेत्र दिखाई देते हैं। परमाणु रिक्तिका को परमाणु लिफाफे द्वारा साइटोप्लाज्म से अलग नहीं किया जाता है। रसधानी का आकार स्थिर नहीं होता. परमाणु क्षेत्र पतले तंतुओं के बंडलों से भरे होते हैं जो एक जटिल बुनाई बनाते हैं। बैक्टीरिया की परमाणु संरचनाओं में कोई हिस्टोन नहीं पाया गया (देखें); यह माना जाता है कि बैक्टीरिया में उनकी भूमिका पॉलीमाइन्स द्वारा निभाई जाती है। बैक्टीरिया के नाभिक अन्य जीवों के नाभिक की तरह नहीं होते हैं। यह यूकेरियोट्स के विपरीत, प्रोकैरियोट्स के समूह में बैक्टीरिया को अलग करने के आधार के रूप में कार्य करता है, जिसमें एक नाभिक होता है जिसमें गुणसूत्र, एक झिल्ली होती है, और माइटोसिस द्वारा विभाजित होता है। जीवाणु न्यूक्लियॉइड मेसोसोम से जुड़ा होता है। कनेक्शन की प्रकृति अभी तक ज्ञात नहीं है. जीवाणु गुणसूत्र की संरचना गोलाकार रूप से बंद होती है। इसे ई. कोली (चित्र 10) में ऑटोरैडियोग्राफी द्वारा दिखाया गया था, जिसे पहले 3एच-थाइमिडीन के साथ लेबल किया गया था। डीएनए संरचना को लेबल किए गए थाइमिडीन अनाज के वितरण से आंका गया था। यह अनुमान लगाया गया है कि एक रिंग में बंद डीएनए सेल की लंबाई 1100-1400 μm है, और आणविक भार 2.8 × 109 है [जे केर्न्स, 1963]।

फ्लैगेल्ला और विली. कुछ जीवाणुओं की सतह पर गति के अंग होते हैं - फ्लैगेल्ला (चित्र 11)। उन्हें विशेष धुंधला तकनीक, डार्क-फील्ड माइक्रोस्कोपी, या इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। फ्लैगेला में एक सर्पिल आकार होता है, और सर्पिल की पिच प्रत्येक प्रकार के बैक्टीरिया के लिए विशिष्ट होती है। फ्लैगेल्ला की संख्या और कोशिका की सतह पर उनके स्थान के आधार पर, गतिशील रोगाणुओं के निम्नलिखित समूहों को प्रतिष्ठित किया जाता है: मोनोट्रिच, एम्फीट्रिच, लोफोट्रिच और पेरिट्रिच। मोनोट्रिच में एक फ्लैगेलम कोशिका के ध्रुवों में से एक पर स्थित होता है और, कम अक्सर, उपध्रुवीय या पार्श्व रूप से। एम्फ़िट्रिच में, कोशिका के प्रत्येक ध्रुव पर एक फ्लैगेलम होता है। लोफोट्रिच में एक या दो कोशिका ध्रुवों पर कशाभिका का एक बंडल होता है। पेरिट्रिच में, फ्लैगेल्ला पूरे कोशिका शरीर में किसी विशेष क्रम में वितरित नहीं होता है।

एम.ए. पेशकोव (1966) थोड़ी भिन्न शब्दावली प्रस्तुत करते हैं। वह एम्फी- और लोफोट्रिच को "मल्टीरिच" शब्द के साथ जोड़ता है और एक मिश्रित प्रकार को अलग करता है, जिसमें लगाव के विभिन्न बिंदुओं पर विभिन्न प्रकार के दो या दो से अधिक फ्लैगेल्ला होते हैं। फ्लैगेल्ला (ब्लेफेरोप्लास्ट) का आधार साइटोप्लाज्मिक झिल्ली में स्थित होता है। फ्लैगेल्ला में लगभग पूरी तरह से प्रोटीन फ्लैगेलिन होता है।

कुछ बैक्टीरिया (एंटरोबैक्टीरिया) की सतह पर, फ्लैगेल्ला के अलावा, विली (फिम्ब्रिया, पिली) होते हैं, जो केवल एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (चित्र 12) के नीचे दिखाई देते हैं। विली के कई रूपात्मक प्रकार हैं। पहले प्रकार (सामान्य) और विली, जो केवल कोशिका में सेक्स कारकों की उपस्थिति में मौजूद होते हैं, का पूरी तरह से अध्ययन किया गया है (बैक्टीरिया का सेक्स कारक देखें)। सामान्य प्रकार के विली कोशिका की पूरी सतह को कवर करते हैं और प्रोटीन से बने होते हैं; प्रति कोशिका 1-4 यौन विली होते हैं। दोनों में एंटीजेनिक गतिविधि होती है (बैक्टीरिया में संयुग्मन देखें)।

शरीर क्रिया विज्ञान

रासायनिक संरचना द्वाराबैक्टीरिया अन्य जीवों से भिन्न नहीं हैं।

बैक्टीरिया में कार्बन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, फॉस्फोरस, सल्फर, कैल्शियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम, सोडियम, क्लोरीन और आयरन होते हैं। उनकी सामग्री जीवाणु के प्रकार और खेती की स्थितियों पर निर्भर करती है। अन्य जीवों की तरह, जीवाणु कोशिकाओं का एक अनिवार्य रासायनिक घटक पानी है, जो जीवित पदार्थ का एक सार्वभौमिक फैलाव माध्यम है। जल का अधिकांश भाग स्वतंत्र अवस्था में है; इसकी सामग्री अलग-अलग बैक्टीरिया में भिन्न होती है और बैक्टीरिया के गीले वजन का 70-85% होती है। मुक्त पानी के अलावा, कोलाइडल पदार्थों से जुड़े पानी और पानी का एक आयनिक अंश भी होता है। कार्बनिक घटकों की संरचना के संदर्भ में, जीवाणु कोशिकाएं अन्य जीवों की कोशिकाओं के समान होती हैं, हालांकि, कुछ यौगिकों की उपस्थिति में भिन्न होती हैं। बैक्टीरिया की संरचना में प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, वसा, मोनो-, डी- और पॉलीसेकेराइड, अमीनो शर्करा आदि शामिल हैं। बैक्टीरिया में असामान्य अमीनो एसिड होते हैं: डायमिनोपिमेलिक (नीले-हरे शैवाल और रिकेट्सिया में भी पाया जाता है); एन-मिथाइलिसिन, जो कुछ बैक्टीरिया के फ्लैगेलिन का हिस्सा है; कुछ अमीनो एसिड के डी-आइसोमर्स। न्यूक्लिक एसिड की सामग्री खेती की स्थितियों, विकास चरणों और कोशिकाओं की शारीरिक और कार्यात्मक स्थिति पर निर्भर करती है। किसी कोशिका में डीएनए की मात्रा आरएनए की तुलना में अधिक स्थिर होती है। बैक्टीरिया के विकास के दौरान डीएनए की न्यूक्लियोटाइड संरचना अपरिवर्तित रहती है, प्रजाति-विशिष्ट होती है, और इसका उपयोग सबसे महत्वपूर्ण वर्गीकरण विशेषताओं में से एक के रूप में किया जाता है। बैक्टीरियल लिपिड विविध हैं। इनमें फैटी एसिड, फॉस्फोलिपिड, वैक्स और स्टेरॉयड शामिल हैं। कुछ बैक्टीरिया तीव्रता के साथ रंगद्रव्य बनाते हैं (रंग चित्र 7-9) जो एक ही प्रजाति के भीतर व्यापक रूप से भिन्न होता है और बढ़ती परिस्थितियों पर निर्भर करता है। ठोस पोषक माध्यम पिगमेंट के निर्माण के लिए अधिक अनुकूल होते हैं। उनकी रासायनिक संरचना के आधार पर, कैरोटीनॉयड, क्विनोन, मेलेनिन और अन्य रंगद्रव्य को प्रतिष्ठित किया जाता है, जो लाल, नारंगी, पीला, भूरा, काला, नीला या हरा हो सकता है। अधिकतर, वर्णक पोषक माध्यम में अघुलनशील होते हैं और केवल कोशिकाओं पर दाग लगाते हैं। पानी में घुलनशील रंगद्रव्य (प्योसायनिन) माध्यम में फैलकर उसे रंग देते हैं। जीवाणु वर्णक में बैक्टीरियोक्लोरोफिल भी शामिल होता है, जो कुछ प्रकाश संश्लेषक जीवाणुओं को बैंगनी या हरा रंग देता है।

एंजाइमोंबैक्टीरिया को उन प्रकारों में विभाजित किया जाता है जो केवल कोशिका के अंदर (एंडोएंजाइम) और केवल कोशिका के बाहर (एक्सोएंजाइम) कार्य करते हैं। एंडोएंजाइम मुख्य रूप से सिंथेटिक प्रक्रियाओं, श्वसन आदि को उत्प्रेरित करते हैं। एक्सोएंजाइम मुख्य रूप से उच्च आणविक भार सब्सट्रेट्स के हाइड्रोलिसिस को कम आणविक भार वाले यौगिकों में उत्प्रेरित करते हैं जो कोशिका में प्रवेश कर सकते हैं।

कोशिका में, एंजाइम संबंधित संरचनाओं और अंगों से जुड़े होते हैं। उदाहरण के लिए, ऑटोलिटिक एंजाइम कोशिका भित्ति से जुड़े होते हैं, रेडॉक्स एंजाइम साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से जुड़े होते हैं, डीएनए प्रतिकृति से जुड़े एंजाइम झिल्ली या न्यूक्लियॉइड से जुड़े होते हैं।

एंजाइमों की गतिविधि कई स्थितियों पर निर्भर करती है, मुख्य रूप से बढ़ते बैक्टीरिया के तापमान और पर्यावरण के पीएच पर। तापमान को कम करने से विपरीत रूप से कम हो जाता है, और इसे कुछ सीमा (40-42°) तक बढ़ाने से एंजाइमों की गतिविधि बढ़ जाती है। थर्मोफिलिक और साइकोफिलिक बैक्टीरिया में, इष्टतम एंजाइम गतिविधि इष्टतम विकास तापमान के साथ मेल खाती है। मेसोफिलिक बैक्टीरिया, जिसमें रोगजनक बैक्टीरिया भी शामिल हैं, के लिए इष्टतम तापमान लगभग 37° है। इष्टतम पीएच आम तौर पर 4-7 की सीमा में होता है। पीएच इष्टतम में बदलाव होते हैं। जीवाणु एंजाइम जिनकी गतिविधि संस्कृति माध्यम में सब्सट्रेट की उपस्थिति पर निर्भर नहीं करती है, उन्हें संवैधानिक कहा जाता है। एंजाइम, जिनका संश्लेषण माध्यम में एक सब्सट्रेट की उपस्थिति पर निर्भर करता है, प्रेरक कहलाते हैं (पुराना नाम अनुकूली है)। उदाहरण के लिए, एस्चेरिचिया कोली में β-गैलेक्टोसिडेज़ का निर्माण तभी शुरू होता है जब माध्यम में लैक्टोज मिलाया जाता है, जो इस एंजाइम के संश्लेषण को प्रेरित करता है।

एंजाइम संश्लेषण को अंतिम उत्पाद द्वारा निषेध या प्रेरण और दमन द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

उनकी पहचान के लिए बैक्टीरिया की एंजाइमिक गतिविधि का उपयोग किया जाता है, सबसे अधिक बार सैकेरोलाइटिक और प्रोटियोलिटिक गुणों का अध्ययन किया जाता है। रोगजनक बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित कुछ एंजाइम विषाणु कारक होते हैं (देखें)।

पोषण. बैक्टीरिया पोषक तत्वों का उपयोग केवल अपेक्षाकृत छोटे अणुओं के रूप में करते हैं जो कोशिका में प्रवेश करते हैं। पोषण की यह विधि, पौधे की उत्पत्ति के सभी जीवों की विशेषता, होलोफाइटिक कहलाती है। जटिल कार्बनिक पदार्थ (प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, फाइबर, आदि) पानी या लिपोइड में घुलनशील सरल यौगिकों के प्रारंभिक हाइड्रोलिसिस के बाद ही पोषण और ऊर्जा के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं। कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में प्रवेश करने के लिए विभिन्न यौगिकों की क्षमता साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की पारगम्यता और पोषक तत्व की रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है।

बैक्टीरिया के लिए पोषण के स्रोत के रूप में काम करने वाले पदार्थ आश्चर्यजनक रूप से विविध हैं। जीवित जीवों के लिए सबसे आवश्यक तत्व कार्बन है। कुछ प्रकार के बैक्टीरिया (ऑटोट्रॉफ़्स) कार्बन डाइऑक्साइड और उसके लवणों से अकार्बनिक कार्बन का उपयोग कर सकते हैं (ऑटोट्रॉफ़िक जीव देखें), अन्य (हेटरोट्रॉफ़्स) - केवल कार्बनिक यौगिकों से (हेटरोट्रॉफ़िक जीव देखें)। अधिकांश जीवाणु विषमपोषी होते हैं। कार्बन आत्मसातीकरण के लिए ऊर्जा के बाहरी स्रोत की आवश्यकता होती है। जीवाणुओं की कुछ प्रजातियाँ जिनमें प्रकाश संश्लेषक रंग होते हैं, सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करती हैं। इन जीवाणुओं को प्रकाश संश्लेषक जीवाणु कहा जाता है। इनमें ऑटोट्रॉफ़्स (हरा और बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया) और हेटरोट्रॉफ़्स (गैर-सल्फर बैंगनी बैक्टीरिया) हैं। इन्हें क्रमशः फोटोलिथोट्रॉफ़ और फोटोऑर्गनोट्रॉफ़ भी कहा जाता है। अधिकांश बैक्टीरिया रासायनिक प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा का उपयोग करते हैं और उन्हें केमोसिंथेटिक कहा जाता है। रसायन संश्लेषण करने वाले स्वपोषी को केमोलिथोट्रॉफ़ कहा जाता है, और हेटरोट्रॉफ़ को केमोऑर्गनोट्रॉफ़ कहा जाता है।

हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया विभिन्न रासायनिक प्रकृति के कार्बनिक यौगिकों से कार्बन को अवशोषित करते हैं। असंतृप्त बंध या आंशिक रूप से ऑक्सीकृत संयोजकता वाले कार्बन परमाणु वाले पदार्थ आसानी से पचने योग्य होते हैं। इस संबंध में, कार्बन के सबसे सुलभ स्रोत शर्करा, पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल आदि हैं। कुछ हेटरोट्रॉफ़, कार्बनिक कार्बन को आत्मसात करने के साथ-साथ, अकार्बनिक कार्बन को भी आत्मसात कर सकते हैं।

नाइट्रोजन स्रोतों के प्रति दृष्टिकोण भी भिन्न होता है। ऐसे बैक्टीरिया हैं जो खनिज और यहां तक ​​कि वायुमंडलीय नाइट्रोजन को भी आत्मसात कर लेते हैं। अन्य बैक्टीरिया सरलतम नाइट्रोजन यौगिकों से प्रोटीन अणुओं या कुछ अमीनो एसिड को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं। इस समूह में ऐसे रूप हैं जो व्यक्तिगत अमीनो एसिड से, पेप्टोन से, जटिल प्रोटीन पदार्थों से और नाइट्रोजन के खनिज स्रोतों से अमीनो एसिड के अतिरिक्त नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं जो उनके द्वारा संश्लेषित नहीं होते हैं। कई रोगजनक बैक्टीरिया इस समूह से संबंधित हैं।

साँस. कुछ पदार्थ जो जीवाणु कोशिका में प्रवेश करते हैं, ऑक्सीकरण करते हैं, उसे आवश्यक ऊर्जा प्रदान करते हैं। इस प्रक्रिया को बायोल, ऑक्सीकरण या श्वसन कहा जाता है।

जैविक ऑक्सीकरण मुख्य रूप से दो प्रक्रियाओं से होता है: सब्सट्रेट का डीहाइड्रोजनीकरण, जिसके बाद इलेक्ट्रॉनों को अंतिम स्वीकर्ता तक स्थानांतरित किया जाता है और जारी ऊर्जा को जैविक रूप से सुलभ रूप में संचय किया जाता है। ऑक्सीजन और कुछ कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिक अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में काम कर सकते हैं। एरोबिक श्वसन में, अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता ऑक्सीजन है। ऊर्जा प्रक्रियाएं जिनमें अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता ऑक्सीजन नहीं है, लेकिन अन्य यौगिक अवायवीय श्वसन कहलाते हैं, और कुछ शोधकर्ता उन प्रक्रियाओं को अवायवीय श्वसन के रूप में शामिल करते हैं जिनमें अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता अकार्बनिक यौगिक (नाइट्रेट और सल्फेट्स) होते हैं।

किण्वन ऊर्जा प्रक्रियाओं को संदर्भित करता है जिसमें कार्बनिक यौगिक इलेक्ट्रॉन दाताओं और स्वीकर्ता के रूप में एक साथ कार्य करते हैं।

जीवाणुओं में सख्त एरोबिक (देखें) हैं, जो केवल ऑक्सीजन की उपस्थिति में विकसित होते हैं, बाध्य एनारोबेस होते हैं, जो केवल ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में विकसित होते हैं, और ऐच्छिक एनारोबेस (देखें) होते हैं, जो एरोबिक और एनारोबिक दोनों स्थितियों में विकास करने में सक्षम होते हैं। अधिकांश जीवाणुओं में श्वसन एंजाइमों की एक स्थानिक रूप से संगठित प्रणाली होती है, जिसे श्वसन श्रृंखला या इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला कहा जाता है।

बैक्टीरिया में श्वसन, अन्य जीवों की श्वसन की तरह, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रियाओं से जुड़ा होता है और उच्च-ऊर्जा बांड (एटीपी) से समृद्ध यौगिकों के निर्माण के साथ होता है। इन यौगिकों में संग्रहीत ऊर्जा का आवश्यकतानुसार उपयोग किया जाता है।

बैक्टीरिया ऊर्जा स्रोत के रूप में विभिन्न प्रकार के कार्बनिक यौगिकों (कार्बोहाइड्रेट, नाइट्रोजन युक्त पदार्थ, वसा और फैटी एसिड, कार्बनिक अम्ल, आदि) का उपयोग कर सकते हैं। अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप ऊर्जा प्राप्त करने की क्षमता केवल बैक्टीरिया के एक छोटे समूह में निहित है। वे जिन अकार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करते हैं वे प्रत्येक प्रकार के बैक्टीरिया के लिए विशिष्ट होते हैं। इन जीवाणुओं में नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया, सल्फर बैक्टीरिया, आयरन बैक्टीरिया आदि शामिल हैं। इनमें एरोबेस और एनारोबेस हैं।

प्रकाश संश्लेषक जीवाणु दृश्य प्रकाश ऊर्जा को सीधे एटीपी में परिवर्तित करते हैं; प्रकाश संश्लेषण के दौरान की जाने वाली इस प्रक्रिया को फोटोफॉस्फोराइलेशन कहा जाता है।

वृद्धि और प्रजनन

एक जीवाणु कोशिका अपने घटकों के प्रजनन से जुड़ी क्रमिक प्रतिक्रियाओं के पूरा होने के बाद विभाजित होना शुरू होती है।

कोशिका वृद्धि की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया उसके वंशानुगत तंत्र का पुनरुत्पादन है। न्यूक्लियॉइड का विभाजन डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रियाओं से पहले होता है (प्रतिकृति देखें)। प्रतिकृति तब शुरू होती है जब कोशिका का डीएनए/प्रोटीन अनुपात एक निश्चित स्तर तक पहुंच जाता है। प्रतिकृति की शुरुआत के लिए विशिष्ट प्रोटीन उत्पादों के संश्लेषण की आवश्यकता होती है। किसी कोशिका के प्रतिकृति डीएनए पर, जब ऑटोरेडियोग्राफ़िक विधि का उपयोग करके अध्ययन किया जाता है, तो दो बिंदु प्रतिष्ठित होते हैं: प्रतिकृति की उत्पत्ति का बिंदु और विकास का बिंदु (चित्र 10)। प्रतिकृति बिंदु कोशिका के संपूर्ण डीएनए के साथ चलता है, जिसमें, जैसा कि उल्लेख किया गया है, एक गोलाकार रूप से बंद संरचना है। संपूर्ण गोलाकार डीएनए संरचना की शुरुआत से अंत तक प्रतिकृति बिंदु को पारित करने में लगने वाला समय, या डीएनए संश्लेषण का समय स्थिर होता है और कोशिका वृद्धि की दर पर निर्भर नहीं करता है। तेजी से बढ़ती संस्कृतियों में, जब पीढ़ी का समय (कोशिका विभाजन के बीच का समय) डीएनए प्रतिकृति के लिए आवश्यक समय (ई. कोली बी/आर में 40-47 मिनट) से कम होता है, तो पिछली शुरुआत के समाप्त होने से पहले एक नई शुरुआत शुरू हो जाती है। इस प्रकार, तेजी से बढ़ने वाली फसलों में कई प्रतिकृति बिंदु (कांटे) होते हैं। डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया नवगठित संतति कोशिकाओं में संश्लेषित डीएनए श्रृंखलाओं के पृथक्करण के साथ होती है। सेल मेसोसोम डीएनए स्ट्रैंड को अलग करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

पीढ़ी चक्र के दौरान छड़ के आकार की कोशिकाओं की वृद्धि कम हो जाती है जिससे उनकी लंबाई में तेजी से वृद्धि होती है। विभाजन के दौरान, कोशिका वृद्धि धीमी हो जाती है और विभाजन के बाद फिर से शुरू हो जाती है।

डीएनए प्रतिकृति का अंत वह बिंदु है जो कोशिका विभाजन की शुरुआत करता है। प्रतिकृति की समाप्ति से पहले डीएनए संश्लेषण में रुकावट से विभाजन प्रक्रिया में व्यवधान होता है: कोशिका विभाजित होना बंद कर देती है और लंबाई में बढ़ जाती है। ई. कोलाई के उदाहरण का उपयोग करते हुए, यह दिखाया गया है कि विभाजन की शुरुआत के लिए थर्मोलैबाइल प्रोटीन की उपस्थिति और कोशिका में व्यक्तिगत पॉलीमाइन के बीच एक अनुपात की आवश्यकता होती है जिसमें पुट्रेसिन की मात्रा स्पर्मिडीन की मात्रा से अधिक होनी चाहिए। कोशिका विभाजन की प्रक्रिया के लिए फॉस्फोलिपिड्स और ऑटोलिसिन के महत्व का प्रमाण है।

एक बढ़ता हुआ जीवाणु संवर्धन राइबोसोम के एक पूरे सेट को संश्लेषित करता है। राइबोसोमल आरएनए को शुरू में डीएनए टेम्पलेट पर संश्लेषित किया जाता है, फिर संशोधित किया जाता है और परिपक्व 16 एस और 23 एस आरआरएनए में परिवर्तित किया जाता है। 5 एस आरआरएनए भी प्रतिलेखन का प्रत्यक्ष उत्पाद नहीं है (देखें)। राइबोसोम अग्रदूतों में राइबोसोमल प्रोटीन का पूरा पूरक नहीं होता है। पूरा सेट परिपक्वता प्रक्रिया के दौरान ही प्रकट होता है।

मेसोसोम के प्रजनन का तंत्र, साथ ही कोशिका का झिल्ली तंत्र, अभी तक स्पष्ट नहीं है। यह माना जाता है कि जैसे-जैसे जीवाणु कोशिका बढ़ती है, मेसोसोम धीरे-धीरे अलग हो जाते हैं।

जैसे-जैसे जीवाणु कोशिका बढ़ती है, मेसोसोम के बगल में एक कोशिका सेप्टम बनता है (चित्र 7)। सेप्टम के निर्माण से कोशिका विभाजन होता है। नवगठित संतति कोशिकाएँ एक दूसरे से अलग हो जाती हैं। कुछ जीवाणुओं में, सेप्टम के निर्माण से कोशिका विभाजन नहीं होता है: बहुकोशिकीय कोशिकाएँ बनती हैं।

ई. कोलाई में कई उत्परिवर्ती प्राप्त हुए हैं, जिसमें एक कोशिका सेप्टम या तो एक असामान्य स्थान पर बनता है, या, सामान्य स्थानीयकरण के साथ एक सेप्टम के साथ, कोशिका ध्रुव के करीब एक अतिरिक्त सेप्टम बनता है। ऐसे उत्परिवर्ती के विभाजन के परिणामस्वरूप, 0.3-0.5 माइक्रोन मापने वाली सामान्य कोशिकाएँ और छोटी कोशिकाएँ (मिनी-कोशिकाएँ) दोनों बनती हैं। मिनी-कोशिकाएं, एक नियम के रूप में, डीएनए से वंचित होती हैं, क्योंकि जब मूल कोशिका विभाजित होती है, तो न्यूक्लियॉइड उनमें प्रवेश नहीं करता है। डीएनए की अनुपस्थिति के कारण, आनुवंशिकता और अन्य मुद्दों के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल कारकों में जीन फ़ंक्शन की अभिव्यक्ति का अध्ययन करने के लिए जीवाणु आनुवंशिकी में मिनीसेल का उपयोग किया जाता है।

जब इसे तरल पोषक माध्यम में उगाया जाता है, तो कोशिका जनसंख्या की वृद्धि दर समय के साथ बदलती रहती है। जीवाणु आबादी की वृद्धि को कई चरणों में विभाजित किया गया है। कोशिकाओं को एक ताजा पोषक माध्यम में टीका लगाने के बाद, बैक्टीरिया कुछ समय तक गुणा नहीं करते हैं - इस चरण को प्रारंभिक स्थिर या अंतराल चरण कहा जाता है। अंतराल चरण सकारात्मक त्वरण के चरण में बदल जाता है। इस चरण में, जीवाणु विभाजन शुरू होता है। जब संपूर्ण जनसंख्या की कोशिका वृद्धि दर एक स्थिर मूल्य पर पहुंच जाती है, तो प्रजनन का लघुगणक चरण शुरू होता है। इस अवधि के दौरान, पीढ़ी के समय, पीढ़ियों की संख्या और कुछ अन्य संकेतकों की गणना करना संभव है। लॉगरिदमिक चरण को नकारात्मक त्वरण के चरण से बदल दिया जाता है, फिर स्थिर चरण शुरू होता है। इस चरण में व्यवहार्य कोशिकाओं की संख्या स्थिर है (एम-एकाग्रता व्यवहार्य कोशिकाओं की अधिकतम सांद्रता है)। इसके बाद जनसंख्या में गिरावट का चरण आता है। जनसंख्या वृद्धि की दर इससे प्रभावित होती है: जीवाणु संवर्धन का प्रकार, बोई गई संस्कृति की आयु, पोषक माध्यम की संरचना, बढ़ता तापमान, वातन, आदि।

कोशिका आबादी की वृद्धि के दौरान, चयापचय उत्पाद उनमें जमा हो जाते हैं, पोषक तत्व समाप्त हो जाते हैं, और अन्य प्रक्रियाएं स्थिर और बाद के चरणों में संक्रमण की ओर ले जाती हैं। पोषक तत्वों की निरंतर वृद्धि और चयापचय उत्पादों के एक साथ निष्कासन के साथ, लॉगरिदमिक चरण में जनसंख्या कोशिकाओं के लंबे समय तक रहने को प्राप्त करना संभव है। अक्सर, इस उद्देश्य के लिए एक केमोस्टेट का उपयोग किया जाता है (देखें)।

लघुगणकीय चरण में जीवाणु आबादी की निरंतर वृद्धि दर के बावजूद, व्यक्तिगत कोशिकाएं अभी भी विभाजन के विभिन्न चरणों में हैं। कभी-कभी किसी जनसंख्या में सभी कोशिकाओं के विकास को सिंक्रनाइज़ करना, यानी एक समकालिक संस्कृति प्राप्त करना महत्वपूर्ण होता है। सिंक्रनाइज़ेशन के सरल तरीकों में तापमान की स्थिति को बदलना या पोषक तत्वों की कमी वाली परिस्थितियों में खेती करना शामिल है। सबसे पहले, संस्कृति को गैर-इष्टतम परिस्थितियों में रखा जाता है, फिर उन्हें इष्टतम परिस्थितियों से बदल दिया जाता है। इस मामले में, जनसंख्या में सभी कोशिकाओं का विभाजन चक्र समकालिक होता है, लेकिन समकालिक कोशिका विभाजन आमतौर पर 3-4 चक्रों से अधिक नहीं होता है।

पहले, परिकल्पनाओं को बार-बार सामने रखा गया है जिसके अनुसार विकास चक्र में बैक्टीरिया के एक रूप का दूसरे में परिवर्तन एक दुष्चक्र में होता है। ये सभी परिकल्पनाएँ सामान्य शब्द "साइक्लोजेनी" से एकजुट हैं। साइक्लोजेनी के बारे में सैद्धांतिक विचार वर्तमान में केवल ऐतिहासिक रुचि के हैं। हालाँकि, बैक्टीरिया के पृथक्करण की प्रक्रियाओं पर वास्तविक डेटा (देखें) ने अपना महत्व नहीं खोया है।

बाह्य कारकों की क्रिया

बाहरी कारकों के प्रभाव में बैक्टीरिया की व्यवहार्यता का अध्ययन विभिन्न तरीकों से किया जाता है, उदाहरण के लिए, जीवित कोशिकाओं की गिनती करके। ऐसा करने के लिए, उत्तरजीविता वक्रों का निर्माण किया जाता है जो एक्सपोज़र समय पर जीवित कोशिकाओं की संख्या की निर्भरता को व्यक्त करते हैं।

बैक्टीरिया कम तापमान के प्रति अपेक्षाकृत प्रतिरोधी होते हैं। बैक्टीरिया उच्च तापमान के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। आमतौर पर, जब बैक्टीरिया को 60-70° के तापमान पर गर्म किया जाता है, तो वनस्पति कोशिकाओं की मृत्यु हो जाती है, लेकिन बीजाणु नहीं मरते हैं। उच्च तापमान के प्रति बैक्टीरिया की संवेदनशीलता का उपयोग नसबंदी के दौरान किया जाता है (देखें)।

विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया सूखने पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं। कुछ बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, गोनोकोकी) बहुत जल्दी मर जाते हैं, जबकि अन्य (माइकोबैक्टीरिया) बहुत प्रतिरोधी होते हैं। हालाँकि, कुछ शर्तों (वैक्यूम, विशेष मीडिया की उपस्थिति) का पालन करके, सूखे लियोफिलिज्ड जीवाणु संस्कृतियों को प्राप्त करना संभव है जो लंबे समय तक व्यवहार्य रहते हैं (लियोफिलाइजेशन देखें)।

विभिन्न पाउडर (कांच, क्वार्ट्ज) के साथ यांत्रिक रगड़ के साथ-साथ अल्ट्रासाउंड के संपर्क से बैक्टीरिया को नष्ट किया जा सकता है।

बैक्टीरिया पराबैंगनी किरणों के प्रति संवेदनशील होते हैं; सबसे प्रभावी किरणें लगभग 260 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाली किरणें होती हैं, जो न्यूक्लिक एसिड द्वारा उनके अधिकतम अवशोषण से मेल खाती हैं। पराबैंगनी किरणों का उत्परिवर्ती प्रभाव होता है। एक्स-रे में घातक और उत्परिवर्तजन प्रभाव भी होते हैं (उत्परिवर्तजन देखें)।

कीमोथेराप्यूटिक दवाओं और एंटीबायोटिक दवाओं के प्रति संवेदनशीलता बैक्टीरिया के प्रकार और कोशिका पर दवा की क्रिया के तंत्र पर निर्भर करती है। उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप या सूक्ष्मजीवों के बहुऔषध प्रतिरोध के कारकों के हस्तांतरण के माध्यम से संवेदनशील बैक्टीरिया से प्रतिरोधी रूप प्राप्त किए जा सकते हैं (देखें)।

प्रकृति में जीवाणुओं का वितरण और पदार्थों के चक्र में उनकी भूमिका

रोगज़नक़ और उग्रता. बैक्टीरिया मिट्टी, पानी, मानव और जानवरों के शरीर में रहते हैं। बैक्टीरिया के विविध समूह उन स्थितियों में विकसित हो सकते हैं जो अन्य जीवों के लिए दुर्गम हैं। बाहरी वातावरण में रहने वाले जीवाणुओं की गुणात्मक और मात्रात्मक संरचना कई स्थितियों पर निर्भर करती है: पर्यावरण का पीएच, तापमान, पोषक तत्वों की उपलब्धता, आर्द्रता, वातन, अन्य सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति (सूक्ष्मजीवों का विरोध देखें), आदि। अधिक विविध कार्बनिक पर्यावरण में जितने यौगिक होंगे, उसमें उतने ही अधिक बैक्टीरिया पाए जा सकते हैं। असंदूषित मिट्टी और पानी में अपेक्षाकृत कम संख्या में सैप्रोफाइटिक प्रकार के बैक्टीरिया पाए जाते हैं। मिट्टी में बीजाणु बनाने वाले और गैर-बीजाणु बनाने वाले बैक्टीरिया, माइकोबैक्टीरिया, मायक्सोबैक्टीरिया और कोकल रूप रहते हैं। पानी में विभिन्न प्रकार के बीजाणु बनाने वाले और गैर-बीजाणु बनाने वाले बैक्टीरिया और विशिष्ट जलीय बैक्टीरिया होते हैं - जलीय वाइब्रियोस, फिलामेंटस बैक्टीरिया, आदि। विभिन्न अवायवीय बैक्टीरिया जलाशयों के तल पर कीचड़ में रहते हैं। पानी और मिट्टी में रहने वाले जीवाणुओं में नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले, नाइट्रिफाइंग, डीनाइट्रिफाइंग और सेल्युलोज-विभाजन करने वाले बैक्टीरिया होते हैं। आदि समुद्रों और महासागरों में बैक्टीरिया रहते हैं जो नमक की उच्च सांद्रता और उच्च दबाव पर बढ़ते हैं, और चमकदार प्रजातियाँ पाई जाती हैं। प्रदूषित पानी और मिट्टी में, मिट्टी और जलीय सैप्रोफाइट्स के अलावा, बड़ी संख्या में बैक्टीरिया होते हैं जो मनुष्यों और जानवरों के शरीर में रहते हैं - एंटरोबैक्टीरिया, क्लॉस्ट्रिडिया, आदि।

मल संदूषण का एक संकेतक आमतौर पर ई. कोलाई की उपस्थिति है। बैक्टीरिया के व्यापक वितरण और उनकी कई प्रजातियों की अद्वितीय चयापचय गतिविधि के कारण, प्रकृति में पदार्थों के चक्र में उनका असाधारण महत्व है। नाइट्रोजन चक्र में कई प्रकार के बैक्टीरिया भाग लेते हैं - पौधों और जानवरों की उत्पत्ति के प्रोटीन उत्पादों को तोड़ने वाली प्रजातियों से लेकर नाइट्रेट बनाने वाली प्रजातियों तक, जो उच्च पौधों द्वारा अवशोषित होते हैं। बैक्टीरिया की चयापचय गतिविधि कार्बनिक कार्बन के खनिजकरण और कार्बन डाइऑक्साइड के गठन को निर्धारित करती है, जिसकी वायुमंडल में वापसी पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण हरे पौधों द्वारा उनकी प्रकाश संश्लेषक गतिविधि के कारण किया जाता है। सल्फर, फॉस्फोरस और आयरन के चक्र में बैक्टीरिया प्रमुख भूमिका निभाते हैं।

सभी ज्ञात रोगाणुओं का एक अपेक्षाकृत छोटा हिस्सा मनुष्यों और जानवरों में बीमारियाँ पैदा करने में सक्षम है। जीवाणुओं की संक्रामक रोग पैदा करने की संभावित क्षमता, जो उनकी प्रजाति की विशेषता है, रोगजन्यता या पैथोजेनिसिटी कहलाती है। एक ही प्रजाति में, रोगजनक गुणों की गंभीरता काफी व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है। एक निश्चित प्रकार के बैक्टीरिया के तनाव की रोगजनकता की डिग्री को इसकी विषाणुता कहा जाता है (देखें)। जीवाणुओं में सशर्त रूप से रोगजनक प्रजातियां होती हैं, जिनकी रोगजन्यता मैक्रोऑर्गेनिज्म की स्थिति, बाहरी वातावरण आदि पर निर्भर करती है।

बैक्टीरिया की आनुवंशिकी

बैक्टीरियल आनुवंशिकी सामान्य आनुवंशिकी की एक शाखा है जो बैक्टीरिया में आनुवंशिकता और परिवर्तनशीलता का अध्ययन करती है। बैक्टीरिया के संगठन की सापेक्ष सादगी, सिंथेटिक मीडिया में बढ़ने की उनकी क्षमता और तेजी से प्रजनन से मल्टीबिलियन-डॉलर आबादी बनाने वाले बैक्टीरिया के जीनोम (देखें) में अपेक्षाकृत दुर्लभ परिवर्तनों का विश्लेषण करना और उनकी विरासत की निगरानी करना संभव हो जाता है। इस प्रयोजन के लिए, व्यक्तिगत आनुवंशिक रूप से संशोधित जीवाणु कोशिकाओं की एक विशाल आबादी से चयन सुनिश्चित करने के लिए विशेष तरीकों का उपयोग किया जाता है, एक गुणसूत्र या उसके टुकड़ों को एक कोशिका (दाता) से दूसरे (प्राप्तकर्ता) में स्थानांतरित किया जाता है, इसके बाद परिणामी पुनः संयोजकों का आनुवंशिक विश्लेषण किया जाता है ( पुनर्संयोजन देखें)। बैक्टीरिया के आनुवंशिक विश्लेषण (देखें) के तरीकों ने न केवल बैक्टीरिया के गुणसूत्र के संगठन का अध्ययन करना संभव बना दिया है, बल्कि जीन की बारीक संरचना को समझना, साथ ही बनाने वाली आनुवंशिक इकाइयों के कार्यात्मक संबंध स्थापित करना भी संभव बना दिया है। व्यक्तिगत बैक्टीरियल ऑपेरॉन (देखें)।

जीवाणु आनुवंशिकी का विकास जीवाणु परिवर्तन (देखें) के अध्ययन से जुड़ा है, जिससे आनुवंशिकता के भौतिक आधार के रूप में डीएनए की भूमिका स्थापित करना संभव हो गया है। बैक्टीरिया में आनुवंशिक परिवर्तन का अध्ययन करते समय, डीएनए को निकालने और शुद्ध करने के तरीके, इसके गुणों का विश्लेषण करने के लिए जैव रासायनिक और जैव-भौतिक तरीके विकसित किए गए। इससे न केवल सेलुलर स्तर पर आनुवंशिक परिवर्तनों का अध्ययन करना संभव हो गया, बल्कि डीएनए संरचना में परिवर्तनों के साथ इन परिवर्तनों की तुलना करना भी संभव हो गया। इस प्रकार, आनुवंशिक विधियों के संयोजन में, आनुवंशिक सामग्री के जैव रासायनिक अनुसंधान के तरीकों ने आणविक स्तर पर जीवाणु आनुवंशिकी के पैटर्न का विश्लेषण करने का अवसर प्रदान किया है।

जीवाणुओं में, आनुवांशिक रूप से सबसे अधिक अध्ययन एस्चेरिचिया कोली का किया जाता है, जिसमें आनुवंशिक सामग्री (गुणसूत्र या उसके टुकड़े) को दाता से प्राप्तकर्ता तक स्थानांतरित करने की विधियां या तो सीधे क्रॉसिंग (बैक्टीरिया में संयुग्मन देखें) या जीवाणु वायरस की मदद से की जाती हैं। (देखें। ट्रांसडक्शन)। अन्य सूक्ष्मजीव जिनमें आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान समान प्रकार का होता है और आनुवंशिक विशेषताओं में ई. कोली के समान होते हैं, वे साल्मोनेला हैं।

ई. कोली और साल्मोनेला के लिए स्थापित आनुवंशिक विनिमय के पैटर्न कई अन्य सूक्ष्मजीवों में भी अंतर्निहित हैं जो संक्रामक रोगविज्ञान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। शिगेला और कुछ अन्य रोगजनक सूक्ष्मजीवों में संयुग्मन और पारगमन की घटनाएं भी पाई गई हैं, जो उनकी रोगजनकता का निर्धारण करने वाले कारकों के आनुवंशिक विश्लेषण की अनुमति देती है।

आणविक तंत्र और विभिन्न आनुवंशिक घटनाओं को स्पष्ट करने के लिए, आनुवंशिक परिवर्तन में सक्षम सूक्ष्मजीव, जिसमें प्राप्तकर्ता बैक्टीरिया दाता बैक्टीरिया से निकाले गए शुद्ध डीएनए को अवशोषित करते हैं, महत्वपूर्ण रुचि रखते हैं। परिवर्तन प्रयोगों से पृथक, बाह्यकोशिकीय डीएनए की आनुवंशिक गतिविधि का पता चलता है, जिससे विभिन्न प्रभावों के अधीन डीएनए की कार्यात्मक गतिविधि का विश्लेषण करना संभव हो जाता है जो विवो और इन विट्रो दोनों में इसकी संरचना को बदलता है।

इसलिए, बीएसी जैसी परिवर्तनीय जीवाणु प्रजातियों का आणविक आनुवंशिक अध्ययन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सबटिलिस, एच. इन्फ्लूएंजा, न्यूमोकोकस, आदि।

किसी भी अन्य जीव की तरह बैक्टीरिया के गुण भी उनमें निहित जीनों के एक समूह द्वारा निर्धारित होते हैं। जीवाणु जीन में एन्कोड की गई आनुवंशिक जानकारी की रिकॉर्डिंग एक सार्वभौमिक ट्रिपलेट कोड (जेनेटिक कोड देखें) के आधार पर की जाती है। यानोव्स्की (एस. जानोफ़्स्की) ने एक पॉलीपेप्टाइड में न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम और अमीनो एसिड अनुक्रम के बीच कोलिनैरिटी (पत्राचार) का प्रमाण प्राप्त किया और विभिन्न अमीनो एसिड के समावेशन को एन्कोडिंग करने वाले व्यक्तिगत ट्रिपलेट्स की विवो संरचना की स्थापना की।

बैक्टीरिया में निहित जीन का सेट उनके जीनोटाइप को निर्धारित करता है (देखें) समान जीनोटाइप वाले बैक्टीरिया हमेशा अपने गुणों में समान नहीं होते हैं; उनके गुण खेती के माहौल, जीवाणु संस्कृतियों की उम्र, बढ़ते तापमान और कई अन्य पर्यावरणीय कारकों के आधार पर भिन्न हो सकते हैं। जीनोटाइप केवल जीवाणु कोशिकाओं में निहित संभावित गुणों को निर्धारित करता है, जिसकी अभिव्यक्ति विशिष्ट आनुवंशिक संरचनाओं की कार्यप्रणाली (गतिविधि) पर निर्भर करती है। जीवाणु गुणसूत्र में 2 प्रकार की कार्यात्मक रूप से भिन्न आनुवंशिक संरचनाएँ शामिल होती हैं: संरचनात्मक जीन, जो प्रोटीन की विशिष्टता निर्धारित करते हैं जिन्हें एक दी गई कोशिका संश्लेषित करने में सक्षम होती है, और नियामक जीन, जो विशेष रूप से पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर संरचनात्मक जीन की गतिविधि को नियंत्रित करते हैं। संश्लेषित एंजाइम के सब्सट्रेट की उपस्थिति या अनुपस्थिति या आवश्यक सेल कनेक्शन की एकाग्रता, आनुवंशिक सामग्री (डीएनए प्रतिकृति) की स्थिति आदि पर।

सक्रिय अवस्था में, संरचनात्मक जीन को प्रतिलेखित किया जाता है (प्रतिलेखन देखें), अर्थात, वे डीएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करके आनुवंशिक जानकारी पढ़ने के लिए उपलब्ध हो जाते हैं। प्रतिलेखन के दौरान गठित मैसेंजर आरएनए (आई-आरएनए) को संबंधित पॉलीपेप्टाइड में अनुवादित किया जाता है, जिसकी संरचना इन संरचनात्मक जीनों में एन्कोड की जाती है।

विनियमन के प्रकार के आधार पर, जीवाणु सिंथेटिक प्रणालियों को 2 प्रकारों में विभाजित किया जाता है: कैटोबोलिक और एनाबॉलिक। पहला कोशिका के लिए आवश्यक ऊर्जा का उपयोग करता है, दूसरा बैक्टीरिया के लिए आवश्यक यौगिकों के जैवसंश्लेषण को सुनिश्चित करता है।

ई. कोली की कैटाबोलिक प्रणाली, जो लैक्टोज को ग्लूकोज और गैलेक्टोज में तोड़ती है, का जैकब और मोनोड (एफ. जैकब, जे. मोनोड) द्वारा विस्तार से अध्ययन किया गया था।

इस प्रणाली के एंजाइम (β-galactosidase, galactoside permease और galactoside transacetylase) संबंधित संरचनात्मक जीन द्वारा निर्धारित होते हैं। संरचनात्मक जीन के बगल में एक नियामक साइट है, तथाकथित ऑपरेटर, जो संरचनात्मक जीन से जानकारी (प्रतिलेखन) को पढ़ने को "चालू" और "बंद" करता है।

इस प्रणाली की एक अन्य नियामक इकाई एक जीन है जो एक दमनकर्ता के संश्लेषण को नियंत्रित करती है - एक प्रोटीन जो एक ऑपरेटर से जुड़ने में सक्षम है। एक प्रतिकारक की उपस्थिति में, संरचनात्मक जीन आरएनए पोलीमरेज़ द्वारा प्रतिलेखित नहीं होते हैं और संबंधित एंजाइमों का संश्लेषण नहीं होता है। ऑपरेटर और नियामक जीन के बीच डीएनए का एक छोटा खंड होता है - प्रमोटर - आरएनए पोलीमरेज़ के लिए लैंडिंग साइट। जीवाणु संवर्धन माध्यम में जोड़ा गया लैक्टोज दमनकर्ता को बांध देता है, संचालक मुक्त हो जाता है, और संरचनात्मक जीन का प्रतिलेख होना शुरू हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एंजाइमों का संश्लेषण होता है। इस प्रकार, लैक्टोज, जो एंजाइमों की क्रिया के लिए एक सब्सट्रेट है, उनके संश्लेषण के प्रेरक के रूप में कार्य करता है।

इस प्रकार का विनियमन अन्य कैटोबोलिक प्रणालियों की भी विशेषता है। उनकी क्रिया के सब्सट्रेट्स द्वारा प्रेरित एंजाइमों के संश्लेषण को प्रेरक कहा जाता है।

एनाबॉलिक बैक्टीरियल सिस्टम में एक अलग तरह का विनियमन अंतर्निहित है। इन प्रणालियों में, जीन नियामक एक निष्क्रिय रिप्रेसर-एपोरेप्रेसर के संश्लेषण को नियंत्रित करता है। किसी दिए गए जैव रासायनिक मार्ग (उदाहरण के लिए, कुछ अमीनो एसिड) के संरचनात्मक जीन द्वारा नियंत्रित अंतिम मेटाबोलाइट की थोड़ी मात्रा के साथ, एपोरेप्रेसर ऑपरेटर जीन से बंधता नहीं है और इसलिए, संरचनात्मक जीन के काम में हस्तक्षेप नहीं करता है और इस अमीनो एसिड का संश्लेषण। अंतिम उत्पाद के अत्यधिक निर्माण की स्थिति में, बाद वाला एक कोरप्रेसर के रूप में कार्य करना शुरू कर देता है। एपोरेप्रेसर से जुड़कर, कोरप्रेसर इसे एक सक्रिय रिप्रेसर में बदल देता है जो ऑपरेटर जीन से जुड़ जाता है। परिणामस्वरूप, संरचनात्मक जीन का प्रतिलेखन और संबंधित यौगिकों का संश्लेषण रुक जाता है, यानी सिस्टम का दमन देखा जाता है। जैसे ही कोशिका अतिरिक्त अंतिम मेटाबोलाइट का उपभोग करती है, सक्रिय रिप्रेसर फिर से एपोरेप्रेसर में बदल जाता है, ऑपरेटर जीन निकल जाता है और संरचनात्मक जीन फिर से सक्रिय हो जाते हैं, यानी सिस्टम का डीरेप्रेशन होता है।

इस प्रकार, दोनों प्रकार की आनुवंशिक प्रणालियाँ - कैटाबोलिक (प्रेरक) और एनाबॉलिक (दमनकारी) - फीडबैक-प्रकार के विनियमन की विशेषता होती हैं: अंतिम उत्पाद का संचय और खपत एनाबॉलिक प्रणालियों द्वारा इसके संश्लेषण को नियंत्रित करता है; कैटोबोलिक प्रणालियों में, संश्लेषित एंजाइमों की क्रिया का सब्सट्रेट एक नियामक के रूप में कार्य करता है।

सेलुलर सिंथेटिक प्रक्रियाओं के दौरान बदलाव, जिसके परिणामस्वरूप एक ही जीनोटाइप के बैक्टीरिया के गुणों में गैर-वंशानुगत परिवर्तन हो सकते हैं, पर्यावरणीय स्थितियों के आधार पर अलग-अलग डिग्री तक व्यक्त किए जा सकते हैं। तेजी से बाधित जीवन स्थितियों के कारण व्यक्तिगत संरचनात्मक जीन या उनके हाइपरफंक्शन का कार्य बंद हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण रूपात्मक परिवर्तन, असंतुलित विकास और अंततः, कोशिका मृत्यु हो सकती है।

अस्तित्व की दी गई स्थितियों में प्रकट बैक्टीरिया के गुणों के समूह को फेनोटाइप कहा जाता है। बैक्टीरिया का फेनोटाइप, हालांकि पर्यावरण पर निर्भर होता है, जीनोटाइप द्वारा नियंत्रित होता है, क्योंकि किसी दिए गए सेल के लिए संभव फेनोटाइपिक परिवर्तनों की प्रकृति और डिग्री जीन के एक सेट, यानी जीनोटाइप द्वारा निर्धारित की जाती है।

बैक्टीरिया के संरचनात्मक और नियामक दोनों जीन बैक्टीरिया के गुणसूत्र में स्थानीयकृत होते हैं और मिलकर बैक्टीरिया के आनुवंशिक तंत्र का निर्माण करते हैं। इसके अलावा, बैक्टीरिया एक्स्ट्राक्रोमोसोमल आनुवंशिक निर्धारक - प्लास्मिड (देखें) ले जा सकते हैं, जो, एक नियम के रूप में, कोशिका के लिए महत्वपूर्ण नहीं हैं। इसके विपरीत, उनमें से कुछ (उदाहरण के लिए, बैक्टीरियोसिन) के कार्यों की सक्रियता बैक्टीरिया कोशिकाओं के लिए हानिकारक है जो प्लास्मिड नहीं ले जाती हैं। साथ ही, प्लास्मिड तत्व बैक्टीरिया को कई गुण प्रदान करते हैं जो संक्रामक रोगविज्ञान के दृष्टिकोण से बहुत रुचि रखते हैं। इस प्रकार, प्लास्मिड निर्धारक कई दवा प्रतिरोध (आर-फैक्टर देखें), अल्फा-हेमोलिसिन और अन्य जीवाणु विषाक्त पदार्थों के उत्पादन के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं।

बैक्टीरिया के गुणसूत्र, उच्च जीवों की कोशिकाओं की तरह, नाभिक में स्थानीयकृत होते हैं।

उच्च जीवों की कोशिकाओं के विपरीत, जीवाणु नाभिक में एक खोल का अभाव होता है और इसे न्यूक्लियॉइड कहा जाता है। जीवाणु कोशिकाओं में न्यूक्लियॉइड्स की संख्या संस्कृति के विकास चरण के आधार पर भिन्न होती है: ई. कोली में न्यूक्लियॉइड्स की संख्या तेजी से बढ़ने वाली संस्कृतियों में अधिकतम होती है जो लॉगरिदमिक विकास चरण में होती हैं। स्थिर वृद्धि चरण में, ई. कोली में एक न्यूक्लियॉइड होता है। जीवाणु गुणसूत्र एक डीएनए अणु है जो 1.5 - 2 X 109 डाल्टन के क्रम के आणविक भार के साथ एक रिंग में बंद होता है।

चावल। 13. ई. कोली संयुग्मन के दौरान आनुवंशिक सामग्री के स्थानांतरण के अनुक्रम का आरेख, जीवाणु गुणसूत्र की वलय संरचना को दर्शाता है। अक्षर विभिन्न जीनों का प्रतिनिधित्व करते हैं। दायां तीर - दाता स्ट्रेन 1 द्वारा प्राप्तकर्ता को जीन स्थानांतरण (सी, डी, ई, ई, ए, बी) का क्रम; बायां तीर - दाता स्ट्रेन 2 द्वारा प्राप्तकर्ता को जीन स्थानांतरण (डी, डी, सी, बी, ए, ई) का क्रम।

जीवाणु गुणसूत्र की वलय संरचना तीन तरीकों से स्थापित की गई थी: ऑटोरेडियोग्राफ़िक, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी और आनुवंशिक। पहले मामले में, जीवाणु डीएनए की वृत्ताकार संरचनाओं के ऑटोरेडियोग्राम प्राप्त किए गए, दूसरे में, पृथक वृत्ताकार डीएनए की इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म छवियां प्राप्त की गईं, तीसरे में, आनुवंशिक विनिमय के पैटर्न स्थापित किए गए जिन्हें केवल वृत्ताकार संरचना द्वारा ही समझाया जा सकता है। गुणसूत्र. इसे निम्नलिखित काल्पनिक उदाहरण से स्पष्ट किया जा सकता है। आइए मान लें कि बैक्टीरिया (संयुग्मन) को पार करने की प्रक्रिया में, ए, बी, सी, डी, डी, ई अक्षरों द्वारा नामित जीन एक जीवाणु से दूसरे में स्थानांतरित हो जाते हैं। उपयोग किए जाने वाले दाता उपभेदों में से एक एचएफआर (एक संक्षिप्त नाम) है अंग्रेजी अभिव्यक्ति पुनर्संयोजन की उच्च आवृत्ति - उच्च आवृत्ति पुनर्संयोजन) में जीन बी के क्षेत्र में गुणसूत्र स्थानांतरण के लिए एक प्रारंभिक बिंदु होता है। इस मामले में, जीन स्थानांतरण का निम्नलिखित क्रम देखा जाता है: बी, डी, डी, ई, ए, बी दूसरा स्ट्रेन एचएफआर जीन डी से गुणसूत्र स्थानांतरण शुरू करता है और इसे पिछले वाले के विपरीत दिशा में स्थानांतरित करता है। इस मामले में, जीन निम्नलिखित क्रम में प्रसारित होते हैं: डी, ​​डी, सी, बी, ए, ई। जब उनके स्थानांतरण का क्रम बदल जाता है तो जीन संचरण के अनुक्रम का प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित संरक्षण रिंग संरचना द्वारा आसानी से समझाया जाता है। गुणसूत्र (चित्र 13)।

ऐसी विधियाँ जो प्रयोगात्मक रूप से बैक्टीरिया में आनुवंशिक सामग्री के स्थानांतरण (संयुग्मन, पारगमन और परिवर्तन) को संभव बनाती हैं, उन्होंने जीन के सापेक्ष स्थानीयकरण को दर्शाते हुए बैक्टीरिया गुणसूत्र के आनुवंशिक मानचित्र का निर्माण करना संभव बना दिया है। आनुवंशिक मानचित्रण के प्रयोजन के लिए, संयुग्मन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें जीवाणु गुणसूत्र के बड़े हिस्से, और कभी-कभी संपूर्ण दाता गुणसूत्र, प्राप्तकर्ता को स्थानांतरित कर दिए जाते हैं। संयुग्मन मानचित्रण करते समय, विभिन्न दृष्टिकोणों का उपयोग किया जाता है: वे समय के साथ व्यक्तिगत जीन के संचरण को स्थापित करते हैं, लिंक किए गए जीन संचरण की पहचान करते हैं, जीन के संचरण की आवृत्ति स्थापित करते हैं जो चयन (गैर-चयनात्मक) के अधीन नहीं होते हैं, निकटतम और दूर के सापेक्ष स्थित होते हैं। चयनित जीन, आदि। संयुग्मन, हालांकि, अधिकांश मामलों में पर्याप्त सटीक मानचित्रण की संभावना प्रदान नहीं करता है, क्योंकि इस मामले में पुनर्संयोजन (देखें) गुणसूत्र के अपेक्षाकृत विस्तारित वर्गों पर किया जाता है। ट्रांसडक्शन का उपयोग करके सटीक मानचित्रण किया जाता है, जिसमें जीवाणु गुणसूत्र के छोटे टुकड़े स्थानांतरित किए जाते हैं, जो इसकी लंबाई के 0.01 से अधिक नहीं होते हैं। ट्रांसडक्शन मैपिंग के मुख्य तरीकों में से एक मैप किए गए जीन और एक जीन के कोट्रांसडक्शन (यानी, संयुक्त संचरण) की संभावना निर्धारित करना है जिसका गुणसूत्र पर स्थानीयकरण ज्ञात है। कोट्रांसडक्शन की उपस्थिति विश्लेषण किए गए जीन के करीबी (जुड़े हुए) स्थान को इंगित करती है। ट्रांसडक्शन का उपयोग जीन के क्रम को निर्धारित करने के लिए भी किया जा सकता है। इस प्रयोजन के लिए, आनुवंशिक विश्लेषण की एक विशेष विधि का उपयोग किया जाता है - तथाकथित तीन-बिंदु परीक्षण, जिसमें तीन जीनों के संबंध में क्रॉस का विश्लेषण किया जाता है।

मानचित्रण के लिए परिवर्तन का उपयोग अपेक्षाकृत कम ही किया जाता है। परिवर्तनकारी डीएनए के साथ प्राप्तकर्ता बैक्टीरिया का उपचार बैक्टीरिया के गुणसूत्र के केवल बहुत छोटे हिस्से को स्थानांतरित करना संभव बनाता है। परिणामस्वरूप, केवल लिंकेज समूहों का गठन करने वाले जीन का परिवर्तन का उपयोग करके विश्लेषण किया जा सकता है।

दुनिया भर की विभिन्न प्रयोगशालाओं में किए गए कई वर्षों के आनुवंशिक अनुसंधान के आधार पर बनाए गए ई. कोली के-12 के आनुवंशिक मानचित्र में वर्तमान में कई सौ स्थानीयकृत जीन शामिल हैं।

चावल। 14. ई. कोलाई गुणसूत्र पर जीन का स्थान दर्शाने वाला गोलाकार आनुवंशिक मानचित्र। जीनों को तालिका में लिखे प्रतीकों द्वारा दर्शाया जाता है। 3. वृत्तों की आंतरिक सतहों पर संख्याएँ मानचित्र की लंबाई की इकाइयों को दर्शाती हैं (वह समय जिसके दौरान संयुग्मन के दौरान एक दिया गया जीन प्रसारित होता है), मिनटों में व्यक्त किया जाता है (0 से 90 मिनट तक)।

चित्र में. चित्र 14 ई. कोली का आनुवंशिक मानचित्र दिखाता है, जिसे 1970 में ए. एल. टेलर द्वारा जर्नल बैक्टीरियोलॉजिकल रिव्यूज़ (यूएसए) में प्रकाशित किया गया था। अभिविन्यास में आसानी के लिए, आनुवंशिक मानचित्र का चक्र, जो योजनाबद्ध रूप से एक गुणसूत्र को दर्शाता है, को खंडों - मिनटों में विभाजित किया गया है, जो कुल मिलाकर संयुग्मन प्रक्रिया के दौरान पूरे गुणसूत्र के हस्तांतरण के लिए आवश्यक समय का गठन करता है। ई. कोलाई के लिए यह समय लगभग 90 मिनट है। एक वृत्त के चारों ओर रखे गए प्रतीक संबंधित जीन को दर्शाते हैं और उन्हें तालिका 3 में समझा गया है, जिसमें लगभग 2000 जीवाणु जीन शामिल हैं, जिनके कार्यों का एक जीवाणु कोशिका के जीवन में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। जीवाणु गुणसूत्र पर जीन के स्थानीयकरण के बारे में जानकारी व्यावहारिक सूक्ष्म जीव विज्ञान में विशिष्ट समस्याओं को हल करना संभव बनाती है। वे बैक्टीरिया की उग्रता और रोगजनकता, दवाओं के प्रति उनके प्रतिरोध, क्षीण उपभेदों के निर्माण की संभावना और अन्य उद्देश्यों के अध्ययन के लिए एक आवश्यक शर्त के रूप में काम करते हैं। एस्चेरिचिया कोली और साल्मोनेला के जीन की व्यवस्था में एक स्पष्ट समरूपता है।

कुछ मामलों में, अंतिम मेटाबोलाइट के संश्लेषण के व्यक्तिगत चरणों को नियंत्रित करने वाले जीन (सिस्ट्रोन) जीवाणु गुणसूत्र के एक खंड में स्थित होते हैं। जीन स्थान का क्रम अंतिम मेटाबोलाइट के संश्लेषण के दौरान उनके द्वारा निर्धारित मध्यवर्ती यौगिकों के उपयोग के अनुक्रम से मेल खाता है। गुणसूत्र के उसी क्षेत्र में जहां संरचनात्मक जीन स्थित होते हैं, नियामक आनुवंशिक इकाइयाँ भी स्थित हो सकती हैं, जो संबंधित संरचनात्मक जीन के साथ मिलकर एक ऑपेरॉन बनाती हैं (देखें)। ऐसे ऑपेरॉन का एक उदाहरण जीन के समूह हैं जो हिस्टिडीन, ट्रिप्टोफैन आदि का संश्लेषण प्रदान करते हैं।

अन्य मामलों में, एक ही जैव रासायनिक मार्ग के संरचनात्मक और नियामक जीन जीवाणु गुणसूत्र के विभिन्न क्षेत्रों में स्थित होते हैं, जैसा कि जीन द्वारा उदाहरण दिया जाता है जो मेथिओनिन संश्लेषण, अरबीनोज़ क्लीवेज, प्यूरीन संश्लेषण इत्यादि को नियंत्रित करते हैं।

बैक्टीरिया में आनुवंशिक विनिमय का अध्ययन आनुवंशिक मानचित्रण के उद्देश्य तक सीमित नहीं है। इस तरह के आदान-प्रदान की संभावना का उपयोग मनुष्यों के लिए उपयोगी बैक्टीरिया के नए उपभेदों को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। विशेष रूप से, रोगजनक और गैर-रोगजनक बैक्टीरिया के बीच पुनर्संयोजन का उपयोग क्षीण उपभेदों के निर्माण के लिए किया जा सकता है, यानी, कमजोर विषाणु वाले उपभेद, जीवित टीकों के उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं। ऐसे उपभेदों को आनुवंशिक क्षेत्र (या क्षेत्रों) को प्रतिस्थापित करके रोगजनक बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, पेचिश बैक्टीरिया से) से प्राप्त किया जा सकता है जो गैर-रोगजनक बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, एस्चेरिचिया कोलाई) के गुणसूत्र के संबंधित क्षेत्रों के साथ उनकी रोगजनकता निर्धारित करता है। क्षीण उपभेदों को बनाने के लिए, न केवल आनुवंशिक आदान-प्रदान की संभावना सुनिश्चित करना आवश्यक है, बल्कि पहले रोगजनकता, विषाणु, प्रतिरक्षाजन्यता के आनुवंशिक आधार का अध्ययन करना और उन्हें निर्धारित करने वाले जीन का मानचित्रण करना भी आवश्यक है। केवल इस स्थिति के तहत ही पूर्ण विकसित वैक्सीन उपभेदों का निर्माण किया जा सकता है, जिसमें केवल विषाणु खो जाता है, लेकिन प्रतिरक्षाजन्यता सुनिश्चित करने वाले गुणों को बरकरार रखा जाता है।

बैक्टीरिया में आनुवंशिक आदान-प्रदान उनके प्राकृतिक आवास में भी होता है, जिसके परिणामस्वरूप बैक्टीरिया की पुनर्संयोजन परिवर्तनशीलता होती है, जो असामान्य रूपों के निर्माण में प्रकट होती है। यह परिस्थिति पुनर्संयोजन प्रक्रिया के अध्ययन में व्यावहारिक रुचि देती है, क्योंकि असामान्य रूपों के गठन का तंत्र, रोगजनक और नैदानिक ​​​​महत्व संक्रामक विकृति विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण मुद्दे हैं।

फेनोटाइपिक और पुनर्संयोजन परिवर्तनशीलता के अलावा, बैक्टीरिया को उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता की विशेषता होती है, अर्थात, उत्परिवर्तन के कारण होने वाली परिवर्तनशीलता, जो जीन की संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था होती है, उनका पूर्ण या आंशिक नुकसान (विलोपन), पुनर्संयोजन से जुड़ा नहीं होता है। उत्परिवर्तन प्रक्रिया के पैटर्न का अध्ययन करने के लिए बैक्टीरिया का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उत्परिवर्तन (देखें), यानी जीनोटाइप में परिवर्तन, उत्परिवर्तजन एजेंटों की कार्रवाई के कारण होने वाली एक घटना है। वे सभी आनुवंशिक अनुसंधानों का आधार हैं, क्योंकि जीन फ़ंक्शन का अध्ययन, उनकी मैपिंग और अन्य आनुवंशिक समस्याओं को केवल उपयुक्त म्यूटेंट की मदद से ही हल किया जा सकता है। उत्परिवर्तजन एजेंटों के प्रभाव में बनने वाले जीवाणु उत्परिवर्तियों की प्रकृति उत्परिवर्तजनों की क्रिया के तंत्र पर निर्भर नहीं करती है (देखें)। जीवाणु आनुवंशिकी के विकास के पहले चरण में उपयोग किए गए उत्परिवर्तजनों के लिए जीवाणुओं की उत्परिवर्तनीय परिवर्तनशीलता की पर्याप्तता के बारे में, यानी बाद की विशिष्ट क्रिया के बारे में जो विचार बनाया गया था, वह अवधारणा की तरह ही गलत निकला। उत्परिवर्तन प्रक्रिया की सहज प्रकृति ग़लत निकली। यह विचार इस तथ्य पर आधारित था कि जब बैक्टीरिया की आबादी के मुख्य भाग की मृत्यु का कारण बनने वाले एजेंटों के संपर्क में आए, तो शोधकर्ताओं ने इस्तेमाल किए गए एजेंट के अनुरूप उत्परिवर्तन प्राप्त किया। उदाहरण के लिए, सल्फोनामाइड्स की क्रिया के साथ सल्फोनामाइड-प्रतिरोधी म्यूटेंट की रिहाई होती थी, फेज की क्रिया के साथ फेज-प्रतिरोधी म्यूटेंट की रिहाई होती थी, आदि। एस. लुरिया, एम. डेलब्रुक, जे. लेडरबर्ग और के कार्य एच. न्यूकॉम्ब ने दिखाया कि ऐसे म्यूटेंट का निर्माण एक विनाशकारी एजेंट के शामिल होने से पहले होता है, और बाद वाला केवल चयन कारक की भूमिका निभाता है। जीवाणु आबादी में उत्परिवर्तनीय परिवर्तन कई जीनों में होते हैं, लेकिन प्रजनन एजेंट केवल प्रासंगिक उत्परिवर्तन का चयन करते हैं। उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया की उत्परिवर्तित आबादी में विभिन्न प्रकार के उत्परिवर्ती शामिल हो सकते हैं: ऑक्सोट्रॉफ़्स - कोशिका के लिए आवश्यक किसी भी यौगिक को संश्लेषित करने में असमर्थ; ऐसे म्यूटेंट जिन्होंने व्यक्तिगत कार्बोहाइड्रेट को किण्वित करने की क्षमता खो दी है या हासिल कर ली है; एंटीबायोटिक दवाओं आदि के प्रति प्रतिरोधी। जब ऐसी आबादी को एंटीबायोटिक वाले माध्यम पर बोया जाता है, तो गैर-उत्परिवर्तित व्यक्ति, साथ ही ऐसे उत्परिवर्तन वाले व्यक्ति जो एंटीबायोटिक प्रतिरोध से संबंधित नहीं हैं, नहीं बढ़ेंगे। केवल वे बैक्टीरिया जिनके जीन में उत्परिवर्तन होता है जो संबंधित प्रतिरोध को निर्धारित करता है, ऐसे माध्यम पर विकसित होंगे। हालाँकि, इसका मतलब यह नहीं है कि एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी म्यूटेंट की उत्पत्ति चयन एजेंट के संपर्क से जुड़ी है। प्रतिरोधी म्यूटेंट के उद्भव का कारण, साथ ही ऐसे म्यूटेंट जो एंटीबायोटिक के साथ एक माध्यम पर अज्ञात रहे, उत्परिवर्तनीय घटनाएं हैं जो चयन एजेंट के संपर्क में आने से पहले हुई थीं। बदले में, इसका मतलब यह नहीं है कि चयन एजेंट में उत्परिवर्तजन गतिविधि नहीं हो सकती है, लेकिन यदि इसमें ऐसी गतिविधि है, तो यह न केवल अपनी कार्रवाई के तंत्र के अनुरूप जीन में उत्परिवर्तन उत्पन्न करता है, बल्कि किसी भी अन्य उत्परिवर्तजन की तरह, व्यापक विविधता में भी उत्परिवर्तन उत्पन्न करता है। जीन का, और केवल तदनुसार संशोधित बैक्टीरिया का चयन करता है।

बैक्टीरिया के सहज उत्परिवर्तन की अवधारणा की असंगतता का खंडन इस आधार पर किया गया था कि जब कई रासायनिक यौगिकों और भौतिक एजेंटों का परीक्षण किया गया था, जो संभवतः बैक्टीरिया की सामान्य रूप से खेती की गई आबादी पर काम कर रहे थे, तो यह पाया गया कि उत्परिवर्तजन गतिविधि कारकों की एक अत्यंत विस्तृत श्रृंखला की विशेषता है, बैक्टीरिया के प्राकृतिक मेटाबोलाइट्स सहित। इन कारकों की कार्रवाई हमेशा नियंत्रणीय नहीं होती है, लेकिन तथाकथित सहज उत्परिवर्तन की घटना का कारण बताती है।

आधुनिक अवधारणा के अनुसार, सहज उत्परिवर्तन प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त उत्परिवर्तन के समान क्रम की एक घटना है, जिसे प्रेरित कहा जाता है। वे और अन्य दोनों कारणात्मक रूप से निर्धारित होते हैं। एकमात्र अंतर यह है कि प्रेरित उत्परिवर्तन विशेष रूप से प्रयुक्त उत्परिवर्तजन एजेंटों के प्रभाव में उत्पन्न होते हैं, जबकि सहज उत्परिवर्तन पैदा करने वाले कारक अस्पष्ट रहते हैं। इसलिए, "सहज" शब्द, घटना के सार को प्रतिबिंबित नहीं करता है और पारंपरिक रूप से विशेष प्रभावों के बिना होने वाले उत्परिवर्तन को नामित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

उत्परिवर्तजन एजेंटों के प्रभाव के कारण होने वाले उत्परिवर्तन डीएनए न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में परिवर्तन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं, जिसकी अभिव्यक्ति किसी दिए गए जीन द्वारा एन्कोड किए गए पॉलीपेप्टाइड के कार्य में हानि या परिवर्तन, या नियामक के गुणों में परिवर्तन है। जीवाणु जीनोम की इकाइयाँ (ऑपरेटर, प्रमोटर)। "सीमा" के अनुसार जीन और गुणसूत्र उत्परिवर्तन को प्रतिष्ठित किया जाता है। पहला एक जीन को प्रभावित करता है, दूसरा एक से अधिक जीन तक फैलता है। क्रोमोसोमल उत्परिवर्तन बड़ी संख्या में न्यूक्लियोटाइड्स (विलोपन) के नुकसान के परिणामस्वरूप होते हैं। जीन उत्परिवर्तन अक्सर बिंदु उत्परिवर्तन होते हैं, यानी, उनमें डीएनए न्यूक्लियोटाइड की एक जोड़ी का प्रतिस्थापन, सम्मिलन या विलोपन शामिल होता है। डीएनए में नाइट्रोजनस आधारों के सरल और जटिल प्रतिस्थापन होते हैं - संक्रमण और ट्रांसवर्सन (उत्परिवर्तन देखें)।

बैक्टीरिया को प्रत्यक्ष और विपरीत उत्परिवर्तन की विशेषता होती है। उत्तरार्द्ध में अक्सर दमनकारी चरित्र होता है। सभी ज्ञात उत्परिवर्तजन जीवाणु कोशिकाओं पर उत्परिवर्तजन प्रभाव डालते हैं। बैक्टीरियोलॉजिकल आनुवंशिक अनुसंधान में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले उत्परिवर्तजन पराबैंगनी किरणें, मर्मज्ञ विकिरण, मोनो- और द्वि-कार्यात्मक एल्काइलेटिंग एजेंट, बेस एनालॉग्स और कई अन्य हैं।

बैक्टीरिया पर किए गए हाल के अध्ययनों से आनुवंशिक रूप से निर्धारित प्रणालियों की उपस्थिति का पता चला है जो आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) को हुए नुकसान की मरम्मत सुनिश्चित करते हैं। इन अध्ययनों ने आनुवंशिकी और आणविक जीव विज्ञान में एक नई दिशा शुरू की। बैक्टीरियल रिपेरेटिव गतिविधि के अध्ययन से प्राप्त आंकड़ों से उत्परिवर्ती एजेंटों की कार्रवाई के तंत्र, उत्परिवर्तनीय परिवर्तनों के गठन, निर्धारण और फेनोटाइपिक अभिव्यक्ति के बारे में कई विचारों में संशोधन हुआ।

बैक्टीरिया के एंटीजन

बैक्टीरियल एंटीजन फ्लैगेल्ला, कैप्सूल, कोशिका भित्ति, झिल्लियों और अन्य कोशिका संरचनाओं में स्थानीयकृत होते हैं। बैक्टीरियल एंटीजन कोशिका के जैविक रूप से सक्रिय घटक हैं जो इसके प्रतिरक्षाजन्य, विषाक्त और आक्रामक गुणों को निर्धारित करते हैं। जीवाणु प्रतिजनों की रासायनिक संरचना को समझना, कोशिका द्वारा उनके संश्लेषण का नियंत्रण और उसमें स्थानीयकरण, साथ ही इम्युनोजेनिक विशिष्टता जीवाणु संक्रमण के निदान और विशिष्ट इम्युनोप्रोफिलैक्सिस के लिए प्रभावी तरीके बनाने का सैद्धांतिक आधार है।

जीवाणु कोशिका में एंटीजन के वितरण का अध्ययन इम्यूनोसाइटोलॉजिकल तरीकों से किया जाता है - जे. टॉमसिक के अनुसार विशिष्ट कैप्सूल प्रतिक्रिया, फ्लोरोसेंट एंटीबॉडी की प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष विधि, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके फेरिटिन, आयोडीन, पारा या यूरेनियम के साथ लेबल किए गए एंटीबॉडी की विधि अल्ट्राथिन वर्गों के साथ-साथ उनके बाद के प्रतिरक्षाविज्ञानी अध्ययन के लिए व्यक्तिगत संरचनाओं को अलग करना। बैक्टीरिया से एंटीजन को अलग करने के लिए, छोटे कांच के मोतियों का उपयोग करके यांत्रिक विनाश, अल्ट्रासाउंड, उच्च दबाव, डिटर्जेंट, लाइसोजाइम या बैक्टीरियोफेज का उपयोग किया जाता है। घुलनशील एंटीजेनिक कॉम्प्लेक्स को प्रोटियोलिटिक एंजाइम, गर्म पानी, ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड, डायथाइल ग्लाइकोल, फिनोल, यूरिया, पाइरीडीन, एथिल ईथर आदि के साथ इलाज करके बैक्टीरिया से निकाला जाता है। घुलनशील एंटीजन को कॉलम क्रोमैटोग्राफी या प्रारंभिक इलेक्ट्रोफोरेसिस का उपयोग करके ग्रेडिएंट अल्ट्रा-सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा शुद्ध किया जाता है। अत्यधिक शुद्ध एंटीजन एंटरोबैक्टीरिया, पर्टुसिस रोगाणुओं, स्ट्रेप्टोकोकी आदि से प्राप्त होते हैं।

जीवाणु प्रतिजनों में, प्रकार-, प्रजाति-, समूह- और जीनस-विशिष्ट, साथ ही "गैर-विशिष्ट" भी होते हैं। अधिकांश प्रकार- और समूह-विशिष्ट एंटीजन बैक्टीरिया के फ्लैगेल्ला, कैप्सूल और कोशिका दीवार में स्थानीयकृत होते हैं। जीवाणु कोशिकाओं की झिल्लियों और अंतःकोशिकीय संरचनाओं के एंटीजन का पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है।

फ्लैगेलर एंटीजन (एच-एंटीजन) 20,000-40,000 के आणविक भार वाला एक प्रोटीन (फ्लैगेलिन) है, जिसमें अल्फा और बीटा पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं। विश्लेषणात्मक अल्ट्रासेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान, फ्लैगेलिन 1.5-1.68 के अवसादन गुणांक के साथ एक सजातीय शिखर बनाता है। अत्यधिक अम्लीय या क्षारीय वातावरण में 100° के तापमान तक गर्म करने पर, फ्लैगेलर एंटीजन निष्क्रिय हो जाते हैं। यह माना जाता है कि साल्मोनेला, एस्चेरिचिया और अन्य एंटरोबैक्टीरिया के फ्लैगेलर एंटीजन के विभिन्न सीरोटाइप की अमीनो एसिड संरचना अलग है और यह उनके प्रकार की विशिष्टता निर्धारित करती है। साल्मोनेला सीरोटाइप का वर्गीकरण फ्लैगेलर एंटीजन की विशिष्टता में अंतर पर आधारित है। एंटरोबैक्टीरिया, विब्रियो कोलेरा और अन्य बैक्टीरिया के पृथक फ्लैगेला एच-एंटीजन (बैक्टीरियल फ्लैगेला देखें) के रूप में प्रतिक्रिया करते हैं, हालांकि, फ्लैगेला अंश में हमेशा ओ-एंटीजन का मिश्रण होता है। प्रोटियस मिराबिलिस के एस- और आर-रूपों के फ्लैगेल्ला और फ्लैगेलिन में सामान्य और विभिन्न एंटीजेनिक घटक होते हैं। एंटीजेनिक विशिष्टता फ्लैगेलर फिलामेंट के फ्लैगेलिन सबयूनिट के कनेक्शन और अनुक्रम पर निर्भर करती है। इम्यूनोडिफ्यूजन विधि (देखें) का उपयोग करके, एच-एंटीजन में दो घटकों का पता लगाया जाता है। प्रारंभिक इम्यूनोकेमिकल तरीकों का उपयोग करके, ओ-एंटीजन से शुद्ध एच-एंटीजन प्राप्त करना संभव है। शुद्ध एच-एंटीजन में प्रयोगशाला जानवरों पर प्रयोगों में सुरक्षात्मक गतिविधि नहीं होती है। घुलनशील फ्लैगेलर एंटीजन का उपयोग एरिथ्रोसाइट एच-डायग्नोस्टिकम की तैयारी के लिए किया जाता है।

कैप्सूल एंटीजन (K-एंटीजन)कई बैक्टीरिया प्रकार-विशिष्ट होते हैं और विशिष्ट प्रतिरक्षा को उत्तेजित करते हैं (देखें)। कई कैप्सुलर एंटीजन पॉलीसेकेराइड या म्यूकोपेप्टाइड हैं।

न्यूमोकोकी के कैप्सुलर एंटीजन प्रकार-विशिष्ट पॉलीसेकेराइड होते हैं, पृथक रूप में उनमें हैप्टेंस के गुण होते हैं (हैप्टेंस देखें) और उन्हें घुलनशील विशिष्ट पदार्थ (एसएसएस) के रूप में नामित किया जाता है। एंथ्रेक्स रोगज़नक़ के कैप्सूल में हैप्टेन-पेप्टाइड, साथ ही प्रोटीन-पॉलीसेकेराइड प्रकृति के एंटीजन होते हैं जो प्रोटियोलिटिक एंजाइमों के प्रति संवेदनशील होते हैं। आपमें कैप्सुलर ग्लूटामाइल पॉलीपेप्टाइड पाया जाता है। मेगाटेरियम में एक एंटीजन के गुण होते हैं, जो एक ही सूक्ष्म जीव की कोशिका दीवार के एंटीजन के साथ क्रॉस-रिएक्शन करता है। पॉलीसेकेराइड प्रकृति के कैप्सुलर एंटीजन को जीनस एसिटोबैक्टर के रोगाणुओं में पहचाना गया है। ये एंटीजन समूह बी और जी स्ट्रेप्टोकोकी के साथ-साथ टाइप 23 न्यूमोकोकी के लिए एंटीसेरा के साथ क्रॉस-रिएक्शन करते हैं। क्रॉस सेरोल, प्रतिक्रिया एंटीजन में एक सामान्य निर्धारक समूह की उपस्थिति के कारण होती है - एल-रम्नोज़।

समूह ए और बी मेनिंगोकोकी के कैप्सुलर पॉलीसेकेराइड एंटीजन के बीच क्रॉस-रिएक्शन स्थापित किए गए हैं। प्यूमिलस, मेनिंगोकोकी समूह सी और ई. कोलाई 016: एनएम, न्यूमोकोकी प्रकार III और ई. कोलाई K7, आदि।

एंटरोबैक्टीरिया के कैप्सूल (अधिक सटीक रूप से माइक्रोकैप्सूल) में पॉलीसेकेराइड एंटीजन पाए गए: एस. टाइफी में वी-एंटीजन (देखें), एस. पैराटाइफी सी, ई. कोली, ई. बैलेरुप, एस्चेरिचिया में बी(के)-एंटीजन, के- क्लेबसिएला में एंटीजन। कुछ साल्मोनेला में, प्रोटीन प्रकृति के कैप्सुलर एंटीजन पाए गए जिनमें सुरक्षात्मक गुण होते हैं (एस. टाइफिम्यूरियम, एस. एडिलेड, सिट्रोबैक्टर)। के. निमोनिया के कैप्सुलर पॉलीसेकेराइड एंटीजन का सहायक प्रभाव होता है (एडजुवेंट देखें)।

कई प्रकार के रोगाणुओं की कोशिका भित्ति में प्रकार-, समूह-, प्रजाति- और जीनस-विशिष्ट एंटीजन की पहचान की गई है। क्रॉस की योजना (आर. एम. क्रॉस, 1963) के अनुसार, स्ट्रेप्टोकोकस की कोशिका भित्ति में प्रकार-विशिष्ट प्रोटीन एंटीजन (एम-पदार्थ) और पॉलीसेकेराइड प्रकृति के समूह-विशिष्ट एंटीजन होते हैं। एम-एंटीजन (60 प्रकार तक होते हैं) एक सुरक्षात्मक एंटीजन है; आंशिक रूप से शुद्ध रूप में, इसे एक वैक्सीन के रूप में प्रस्तावित किया गया है। आमेर द्वारा संचालित। आंशिक रूप से शुद्ध एम-एंटीजन से युक्त एक टीके के वैज्ञानिकों के परीक्षण से पता चला कि इस दवा के कारण टीका लगाए गए कुछ बच्चों में गठिया हो गया। कई लेखकों के अनुसार, एम-एंटीजन एक ऐसे एंटीजन से निकटता से संबंधित है जो मानव हृदय मांसपेशी एंटीजन के साथ क्रॉस-प्रतिक्रिया करता है। यह माना जाता है कि क्रॉस-रिएक्टिंग एंटीजन और एम-एंटीजन एक ही प्रोटीन अणु के अलग-अलग निर्धारक हैं। यह भी पता चला कि समूह ए स्ट्रेप्टोकोकस टाइप 1 के एम-एंटीजन और मानव लिम्फोसाइटों की एचएलए प्रणाली के बीच एक संबंध है। स्ट्रेप्टोकोकी की कोशिका भित्ति का एक अन्य समूह-विशिष्ट एंटीजन म्यूकोपेप्टाइड एंटीजन है, जिसकी विशिष्टता एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन (समूह ए स्ट्रेप्टोकोकी के लिए) और एन-एसिटाइलगैलेक्टोसामाइन (समूह सी स्ट्रेप्टोकोकी के लिए) द्वारा निर्धारित की जाती है। लैक्टिक स्ट्रेप्टोकोकी का समूह-विशिष्ट एंटीजन इंट्रासेल्युलर टेकोइक एसिड है।

स्टेफिलोकोसी की कोशिका भित्ति में प्रजाति-विशिष्ट एंटीजन होते हैं - दीवार की सतह परत में प्रोटीन ए-एंटीजन और टेकोइक एसिड, जो म्यूकोपेप्टाइड के साथ मिलकर दीवार की आंतरिक परत बनाता है। ए-एंटीजन एक प्रीसिपिटिनोजेन है जो स्टैफिलोकोकस ऑरियस, इसके मोल के अधिकांश उपभेदों में पाया जाता है। वजन 13,200। इसमें मनुष्यों और कुछ जानवरों के रक्त सीरम में वर्ग जी इम्युनोग्लोबुलिन के एफसी टुकड़े के साथ एक गैर-विशिष्ट प्रतिक्रिया में प्रवेश करने की क्षमता है। टेइकोइक एसिड एक विशिष्ट प्रीसिपिटिनोजेन है जिसमें पॉलीरिबिटोल फॉस्फेट सबयूनिट होते हैं, जिसमें एन-एसिटाइल ग्लूकोज एमाइन (निर्धारक समूह) और डी-अलैनिन जुड़े होते हैं। टेइकोइक एसिड स्ट्रेप्टोकोकी, स्टेफिलोकोकी और माइक्रोकोकी की कोशिका दीवारों में पाया जाता है। सबटिलिस और लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया। यह स्थापित किया गया है कि स्टेफिलोकोसी से पृथक टेकोइक एसिड में सुरक्षात्मक गुण होते हैं। सीएल की कोशिका भित्ति से. बोटुलिनम टाइप ए एक थर्मोस्टेबल प्रोटीन एंटीजन है जो ट्रिप्सिन के प्रति प्रतिरोधी है और इसे अलग और शुद्ध किया गया है।

प्रजाति- और जीनस-विशिष्ट एंटीजन कोरिनेबैक्टीरिया, नोकार्डिया, माइकोबैक्टीरिया और एक्टिनोमाइसेट्स की कोशिका दीवारों में पाए गए। कोरिनेबैक्टीरिया, नोकार्डिया और माइकोबैक्टीरिया की कोशिका भित्ति के म्यूकोपेप्टाइड में अरेबिनोज और गैलेक्टोज होते हैं, जो इन समूहों के उपभेदों के बीच क्रॉस-सीरोलॉजिकल प्रतिक्रिया का कारण बनते हैं। डिप्थीरिया सूक्ष्म जीव की कोशिका भित्ति में दो एंटीजन की पहचान की गई: एक सतह प्रकार-विशिष्ट प्रोटीन और एक गहरा समूह-विशिष्ट थर्मोस्टेबल पॉलीसेकेराइड। रेडियोइम्यूनोइलेक्ट्रोफोरेसिस का उपयोग करके अवायवीय कोरिनेबैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में एंटीजन के एक जटिल सेट की पहचान की गई। इन रोगाणुओं की कोशिका भित्ति का मुख्य घटक अम्लीय पॉलीसेकेराइड निकला। बीएसी की कोशिका दीवारों में समूह-विशिष्ट म्यूकोपॉलीसेकेराइड हैप्टेंस की पहचान की गई। एन्थ्रेसीस ये हैप्टेंस आपसे अलग किए गए समान एंटीजन के साथ अवक्षेपण प्रतिक्रिया में प्रतिक्रिया करते हैं। सेरेस आपके प्रकार-विशिष्ट एंटीजन। मेगाटेरियम भी कोशिका भित्ति में स्थानीयकृत होते हैं।

एंटरोबैक्टीरिया का ओ-एंटीजन (एंडोटॉक्सिन) कोशिका भित्ति की मध्यवर्ती परत में स्थानीयकृत होता है और एक जटिल यौगिक होता है जिसमें प्रोटीन या पेप्टाइड, पॉलीसेकेराइड और लिपिड होता है। फिनोल और पानी के मिश्रण से निकाले गए लिपोपॉलीसेकेराइड (ग्लूसीडोलिपॉइड कॉम्प्लेक्स) का आणविक भार 106-107 होता है, इसमें 60-70% फॉस्फोराइलेटेड पॉलीसेकेराइड और 20-40% लिपिड (लिपिड ए फैटी एसिड) होते हैं। शुद्ध किए गए पॉलीसेकेराइड का आणविक भार 20,000-60,000 है। विभिन्न प्रकार के एंटरोबैक्टीरिया के ओ-एंटीजन का पॉलीसेकेराइड एक ही सिद्धांत के अनुसार बनाया गया है और इसमें एक मूल संरचना और एस-विशिष्ट साइड चेन शामिल हैं, जो निर्धारक समूह हैं। सभी साल्मोनेला सीरोटाइप की मूल संरचना (उर्फ आर-लिपोपॉलीसेकेराइड) में ग्लूकोसामाइन, 2-कीटो-3-डीऑक्सीऑक्टेनेट (केडीओ), एल-ग्लिसरो-डी-मैनो-हेप्टोज़, गैलेक्टोज़ और ग्लूकोज शामिल हैं।

संबंधित आर-म्यूटेंट (आरए, आरबी, आरसी, आरडी1, आरडी2 और रे) में पहचाने जाने वाले आर-लिपोपॉलीसेकेराइड के 6 ज्ञात रसायन प्रकार हैं, जो रासायनिक संरचना में दोष की डिग्री में भिन्न होते हैं। प्रोटीन श्रृंखलाओं में 6-डीऑक्सी और विशेष रूप से 3,6-डाइडॉक्सीहेक्सोज़ शामिल हैं। एस-विशिष्ट साइड चेन दोहराए जाने वाले ऑलिगोसेकेराइड से निर्मित होती हैं। O कारक O एंटीजन के भाग या सभी निर्धारक समूह का प्रतिनिधित्व करते हैं। उन्हें क्रॉस या समजात एग्लूटिनेशन प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके कॉफ़रमैन-व्हाइट योजना के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। टर्मिनल शुगर जिसमें एंटीबॉडी की सक्रिय साइट के लिए सबसे बड़ी समानता होती है, उसे इम्यूनोडोमिनेंट शुगर के रूप में नामित किया जाता है। ओ-फैक्टर 2 (समूह ए) इम्यूनोडोमिनेंट शुगर पैराटोज़ द्वारा निर्धारित होता है, ओ-फैक्टर 4 (समूह बी) एबेक्वॉइस द्वारा, ओ-फैक्टर 9 (समूह डी) टाइवेलोज़ द्वारा, आदि द्वारा निर्धारित होता है। शिगेला डिसेन्टेरिया की इम्यूनोडोमिनेंट शुगर रैम्नोज़ है। ओ-एंटीजन कॉम्प्लेक्स की विशिष्टता न केवल इम्युनोडोमिनेंट शुगर द्वारा सुनिश्चित की जाती है, बल्कि साइड चेन में शर्करा की व्यवस्था के क्रम और रसायन की प्रकृति द्वारा भी सुनिश्चित की जाती है। व्यक्तिगत शर्करा के बीच संबंध. प्रारंभ में, पॉलीसेकेराइड की मूल संरचना को माइक्रोबियल सेल में संश्लेषित किया जाता है, और फिर साइड चेन में। ओ-एंटीजन (लिपिड ए) का लिपिड भाग सभी एंटरोबैक्टीरिया में लगभग समान होता है। लिपिड ए पॉलीफॉस्फो-डी-ग्लूकोसामाइन से प्राप्त फैटी एसिड की एक लंबी श्रृंखला है और ओ-विशिष्ट पॉलीसेकेराइड से मजबूती से बंधी होती है। इस मामले में, पॉलीसेकेराइड अणु, साथ ही संपूर्ण ओ-एंटीजन अणु का जैवसंश्लेषण आनुवंशिक रूप से निर्धारित होता है।

पृथक ओ-एंटीजन (लिपोपॉलीसेकेराइड) में एक शाखित संरचना होती है, जो तब बाधित हो जाती है जब कॉम्प्लेक्स को सोडियम डीऑक्सीकोलेट से उपचारित किया जाता है; तथाकथित हैप्टेन सबयूनिट बनते हैं, जिनसे, जाहिरा तौर पर, पूरा परिसर निर्मित होता है। पृथक ओ-एंटीजन विषाक्त, पायरोजेनिक होते हैं, स्थानीय और सामान्य श्वार्ट्जमैन घटना (श्वार्ट्जमैन घटना देखें), ट्यूमर ऊतक के परिगलन, विशिष्ट और गैर-विशिष्ट प्रतिरोध का कारण बनते हैं, और इसमें इम्यूनोस्टिम्युलेटिंग और इम्यूनोसप्रेसिव गतिविधि भी होती है। यह माना जाता है कि ओ-एंटीजन की विषाक्त गतिविधि लिपिड ए के कारण होती है। जानवरों को ओ-एंटीजन का प्रशासन ल्यूकोपेनिया और थ्रोम्बोसाइटोपेनिया के साथ होता है। ओ-एंटीजन सहिष्णुता की घटना का कारण बनता है, साथ ही फागोसाइटिक गतिविधि में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। ओ-एंटीजन के अलावा, हीट-लेबिल एंटीजन, साथ ही सामान्य एंटीजन, एंटरोबैक्टीरिया की कोशिका दीवारों में पाए गए।

1962 में, एस. कुनिन और सह-लेखकों ने पहली बार एंटरोबैक्टीरिया के सामान्य एंटीजन का वर्णन किया, जो ओ-एंटीजन से विशिष्टता में भिन्न है। ई. कोलाई 014, एक पॉलीसेकेराइड से निकाला गया सामान्य एंटीजन, खरगोशों में विशिष्ट एंटीबॉडी के उत्पादन का कारण बनता है।

लिपोपॉलीसेकेराइड, या लिपिड ए, एक सामान्य एंटीजन के साथ एक जानवर को दिया जाता है, जो सामान्य एंटीजन के प्रति एंटीबॉडी के उत्पादन को दबा देता है। एक अन्य प्रकार का सामान्य एंटीजन, जिसे सी-एंटीजन कहा जाता है, ई. कोली और श में पाया गया। Sonnei. श। सोनी के अनुसार, हेमग्लूटीनेशन प्रतिक्रिया का उपयोग करते हुए, लिपोपॉलीसेकेराइड से जुड़े एक बैक्टीरियल एग्लूटीनोजेन (बीए) की पहचान की गई। 1969 में, ई. एंगेलब्रेक्ट ने एंटरोबैक्टीरिया में एक और सामान्य एंटीजन, "अल्कोहोलोफिलिक" कारक की सूचना दी, जो एस. पैराटाइफी ए और बी, एस. बरेली से प्राप्त किया गया था। यह माना जाता है कि "अल्कोहलिक" एंटीजन एक पॉलीसेकेराइड है। एक विशिष्ट अल्फा एंटीजन विब्रियो हैजा की कोशिका दीवारों में स्थानीयकृत होता है, एक सुरक्षात्मक प्रोटीन एंटीजन और एक हिस्टामाइन-संवेदीकरण कारक काली खांसी के प्रेरक एजेंट में स्थानीयकृत होता है, और एक एंटीजन फिनोल-पानी के मिश्रण और अंश I के निशान द्वारा निकाला जाता है। प्लेग सूक्ष्म जीव में स्थानीयकृत।

स्टैफिलोकोकी, स्ट्रेप्टोकोकी, टुलारेमिया रोगाणुओं, प्लेग के प्रेरक एजेंट, एंटरोबैक्टीरिया, पर्टुसिस रोगाणुओं, माइकोबैक्टीरिया, विब्रियो कोलेरा और ब्रुसेला के साथ प्रयोगों में पृथक कोशिका दीवारों की सुरक्षात्मक गतिविधि का प्रदर्शन किया गया था। सुरक्षात्मक गतिविधि वाले घुलनशील एंटीजन इन रोगाणुओं की कोशिका दीवारों से निकाले जाते हैं। कई ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव रोगाणुओं की कोशिका दीवारें प्रयोगशाला पशुओं में कणिकाओं, जिल्द की सूजन, हेपेटाइटिस, क्रोनिक कार्डिटिस और गठिया के गठन का कारण बनती हैं। इन विट्रो प्रयोगों में, कोशिका दीवारें लाइसोसोमल एंजाइमों की रिहाई को उत्तेजित करती हैं, साइटोटॉक्सिक प्रभाव डालती हैं, और बैक्टीरियल फ्लुसाइटोसिस और कोशिका वृद्धि को रोकती हैं।

इस प्रकार, कई जीवाणुओं की सतह संरचनाओं में प्रकार-, समूह-, प्रजाति- और जीनस-विशिष्ट एंटीजन होते हैं, साथ ही विभिन्न प्रकार के रोगाणुओं के लिए सामान्य एंटीजन भी होते हैं। सूचीबद्ध एंटीजन में से कई रोगों के रोगजनन और विशिष्ट प्रतिरक्षा के निर्माण में महत्वपूर्ण हैं।

झिल्लियों और अंतःकोशिकीय संरचनाओं के एंटीजन। विशिष्ट एंटीजन जीवाणु झिल्ली में केंद्रित होते हैं। तो, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली बी के एंटीजन। मेगाटेरियम कोशिका भित्ति प्रतिजनों से अपनी विशिष्टता में भिन्न होते हैं।

माइक्रोकॉकस लाइसोडेक्टिकस झिल्ली की एंटीजेनिक संरचना के एक अध्ययन से पता चला है कि साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की सतह पर 8 एंटीजन स्थित हैं। O- और H-एंटीजन, साथ ही अज्ञात एंटीजन, ई. कोली 0111: K 4: H12 और अन्य एंटरोबैक्टीरिया के झिल्ली अंश में पाए गए। यह स्थापित किया गया है कि झिल्लियों का O-एंटीजन कोशिका दीवारों के O-एंटीजन के समान है। झिल्लियों का एच-एंटीजन पृथक फ्लैगेला के एच-एंटीजन के समान होता है, क्योंकि फ्लैगेलम का बेसल भाग साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की आंतरिक सतह से जुड़ा या स्थित होता है। इसलिए, झिल्लियों की एच-एंटीजेनिक गतिविधि फ्लैगेलम के बेसल भाग की एंटीजेनिक गतिविधि के कारण होती है। विभिन्न सेरोला समूहों के माइकोप्लाज्मा की झिल्लियों से निकाले गए प्रोटीन में विशिष्ट एंटीजेनिक गतिविधि थी। 22s के अवसादन गुणांक वाली एक छड़ के आकार की संरचना, जिसमें सुरक्षात्मक गुण (223-एंटीजन) हैं, को अल्ट्रासाउंड द्वारा नष्ट किए गए पर्टुसिस सूक्ष्म जीव से अलग किया गया था। यह एंटीजन संभवतः झिल्लियों में स्थानीयकृत होता है। बैक्टीरियल एंटीजन के एक नए वर्ग का वर्णन किया गया है - लिपोटेकोइक एसिड, जिसे स्ट्रेप्टोकोक्की, लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया और कुछ बेसिली से अलग किया जा सकता है। लिपोटेइकोइक एसिड साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की सतह पर स्थानीयकृत होता है और एक समूह-विशिष्ट एंटीजन है। लिपोटेकोइक एसिड 25-30 ग्लिसरोफॉस्फेट अवशेषों और एक लिपिड घटक (ग्लाइकोलिपिड) से बना होता है। कुछ ग्लिसरोफॉस्फेट अवशेषों को ग्लूकोज और डी-अलैनिन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। अधिकांश रोगजनक बैक्टीरिया के झिल्ली एंटीजन का खराब अध्ययन किया गया है।

बैक्टीरिया के साइटोप्लाज्मिक अंश को एक निश्चित मौलिकता से अलग किया जाता है: साइटोप्लाज्मिक घटकों (राइबोसोम, ग्रैन्यूल, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के टुकड़े, सेल सैप) के साथ, इसमें परमाणु घटक (डीएनए और, संभवतः, परमाणु प्रोटीन) होते हैं।

इसलिए, जब साइटोप्लाज्मिक अंश इम्युनोल को विश्लेषण के अधीन किया जाता है, तो कभी-कभी यह कहना मुश्किल होता है कि किस एंटीजन के कारण गतिविधि का पता चला था।

एंटरोबैक्टीरिया, पर्टुसिस रोगाणुओं, कोक्सी और अन्य बैक्टीरिया के साइटोप्लाज्म के तथाकथित कुल अंश में कमजोर एंटीजेनिक गतिविधि होती है। सामान्य एंटीजन कई बैक्टीरिया के साइटोप्लाज्म में पाए गए: जीनस नोकार्डिया और स्ट्रेप्टोमाइसेस, नोकार्डिया और माइकोबैक्टीरम के उपभेदों के बीच। माइकोबैक्टीरिया, एक्टिनोमाइसेट्स और कोरिनेबैक्टीरिया में समान साइटोप्लाज्मिक एंटीजन की पहचान की गई है। हालाँकि, प्लेग सूक्ष्म जीव के साइटोप्लाज्म में विशिष्ट एंटीजन पाए गए: अंश I, "माउस" विष, VW एंटीजन और ट्राइक्लोरोएसेटिक उपचार द्वारा निकाला गया एक एंटीजेनिक कॉम्प्लेक्स। सूचीबद्ध एंटीजन संक्रमण के रोगजनन में महत्वपूर्ण हो सकते हैं। प्लेग सूक्ष्म जीव के एक मॉडल का उपयोग करते हुए, यह दिखाया गया कि फिनोल-पानी विधि द्वारा प्राप्त एंटीजेनिक कॉम्प्लेक्स और ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड द्वारा निकाले गए एंटीजेनिक कॉम्प्लेक्स अलग-अलग एंटीजन हैं और संभवतः, विभिन्न संरचनाओं में स्थानीयकृत हैं। शिगेला के एक अल्ट्रासोनिक लाइसेट से, सेल्टमैन (जी. सेल्टमैन, 1975) ने एनोड (एटीए) में जाने वाले एक एंटीजन को अलग किया, जो कई एंटरोबैक्टीरिया के लिए सामान्य निकला। यह प्रोटीन प्रतिजन संभवतः कोशिका के अंदर स्थित होता है।

राइबोसोम में एंटीजन की पहचान की गई: 1960-1963 के दौरान, यह पाया गया कि तीन प्रकार के एंटीजन बैक्टीरिया राइबोसोम में स्थानीयकृत होते हैं, जो कई बैक्टीरिया (स्पष्ट रूप से आरएनए) के लिए सामान्य होते हैं, सीमित संख्या में प्रजातियों (प्रोटीन) के लिए सामान्य होते हैं और प्रत्येक प्रजाति के लिए विशिष्ट होते हैं। 1967-1975 में, प्रयोगशाला जानवरों पर प्रयोगों में यह दिखाया गया कि एंटरोबैक्टीरिया, लिस्टेरिया, माइकोबैक्टीरिया, पर्टुसिस रोगाणुओं, विब्रियोस कॉलेरी और स्टेफिलोकोसी से प्राप्त राइबोसोमल अंशों में सुरक्षात्मक गुण होते हैं। यह साबित हो चुका है कि राइबोसोम की सुरक्षात्मक गतिविधि कोशिका दीवार एंटीजन के मिश्रण से जुड़ी नहीं है। एक प्रोटीन जिसमें विशिष्ट सुरक्षात्मक गुण थे, उसे आयन एक्सचेंज क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके विब्रियो कॉलेरी के राइबोसोमल अंश से अलग किया गया था, और शुद्ध राइबोसोम जानवरों में सुरक्षा का कारण नहीं बने। हालाँकि, कुछ शोधकर्ताओं का सुझाव है कि राइबोसोम की सुरक्षात्मक गतिविधि आरएनए के साथ जुड़ी हुई है, अन्य प्रोटीन के साथ, और फिर भी अन्य का मानना ​​है कि संभवतः कोशिका दीवार से किसी प्रकार का कार्बोहाइड्रेट, जिसमें एंटीजन के विशिष्ट गुण होते हैं, "संलग्न" होता है। पृथक राइबोसोम. "राइबोसोमल" टीकों के सुरक्षात्मक प्रभाव का तंत्र स्पष्ट नहीं है।

ई. रिबी एट अल द्वारा अनुसंधान। एंटरोबैक्टीरिया के साइटोप्लाज्म में कम आणविक भार वाले पॉलीसेकेराइड की उपस्थिति प्रदर्शित की गई, जो इसके एंटीजेनिक गुणों और रासायनिक गुणों के कारण है। संरचना कोशिका भित्ति के O-एंटीजन के करीब है। इस पॉलीसेकेराइड को प्लाज़्मैटिक के रूप में वर्णित किया गया है। इसकी एंटीजेनिक गतिविधि तभी प्रकट होती है जब इसे ओ-एंटीजन के साथ जोड़ा जाता है। हालाँकि, ऐसा कॉम्प्लेक्स खरगोशों में एंटीबॉडी के निर्माण को प्रेरित नहीं करता है। प्लास्मैटिक पॉलीसेकेराइड को एक देशी हैप्टेन के रूप में नामित किया गया था, जो 163,000 के आणविक भार, 1.6 एनएम के व्यास और 130 एनएम की लंबाई के साथ "रैखिक अणुओं" (कणों) से निर्मित था। ओ-एंटीजन के विपरीत, देशी हैप्टेन के अणु, माइक्रेलर संरचनाएं नहीं बनाते हैं। यह सुझाव दिया गया है कि देशी हैप्टेन कोशिका भित्ति ओ-एंटीजन का अग्रदूत है।

कई शोधकर्ताओं ने पाया है कि जीवाणु डीएनए में एंटीजेनिक गुण होते हैं। बैक्टीरियल डीएनए की तैयारी समजात और विषमलैंगिक सीरा के साथ एंटीजन के रूप में प्रतिक्रिया करती है। सेरोल क्रॉस-रिएक्टिविटी बैक्टीरिया के डीएनए और मैक्रोऑर्गेनिज्म की कोशिकाओं के डीएनए के बीच दिखाई जाती है।

कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि बैक्टीरियल डीएनए और न्यूक्लियोप्रोटीन ऑटोइम्यून प्रक्रिया को उत्तेजित करते हैं।

इस प्रकार, बैक्टीरिया में एंटीजन का एक जटिल मोज़ेक होता है जो लगभग सभी संरचनाओं और अंगों में वितरित होता है। इनमें से कुछ एंटीजन अधिक सक्रिय हैं, अन्य कम। व्यावहारिक दृष्टिकोण से सबसे महत्वपूर्ण प्रभावी टीकों और नैदानिक ​​दवाओं के उत्पादन के उद्देश्य से शुद्ध रूप में सुरक्षात्मक एंटीजन की पहचान और अलग करने का मुद्दा है।

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बैक्टीरिया पृथ्वी पर सबसे प्राचीन जीव हैं, और उनकी संरचना में भी सबसे सरल हैं। इसमें केवल एक कोशिका होती है, जिसे केवल माइक्रोस्कोप के नीचे ही देखा और अध्ययन किया जा सकता है। जीवाणुओं की एक विशिष्ट विशेषता केन्द्रक की अनुपस्थिति है, यही कारण है कि जीवाणुओं को प्रोकैरियोट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

कुछ प्रजातियाँ कोशिकाओं के छोटे समूह बनाती हैं; ऐसे समूह एक कैप्सूल (केस) से घिरे हो सकते हैं। जीवाणु का आकार, रूप और रंग पर्यावरण पर अत्यधिक निर्भर होता है।

बैक्टीरिया को उनके आकार के आधार पर छड़ के आकार (बैसिलस), गोलाकार (कोक्सी) और घुमावदार (स्पिरिला) में विभाजित किया जाता है। संशोधित भी हैं - घन, सी-आकार, सितारा-आकार। इनका आकार 1 से 10 माइक्रोन तक होता है। कुछ प्रकार के बैक्टीरिया फ्लैगेल्ला का उपयोग करके सक्रिय रूप से आगे बढ़ सकते हैं। बाद वाले कभी-कभी जीवाणु के आकार से दोगुने होते हैं।

बैक्टीरिया के रूपों के प्रकार

स्थानांतरित करने के लिए, बैक्टीरिया फ्लैगेल्ला का उपयोग करते हैं, जिसकी संख्या अलग-अलग होती है - एक, एक जोड़ी, या फ्लैगेल्ला का एक बंडल। फ्लैगेल्ला का स्थान भी भिन्न हो सकता है - कोशिका के एक तरफ, किनारों पर, या पूरे तल पर समान रूप से वितरित। इसके अलावा, गति के तरीकों में से एक बलगम के कारण फिसलन माना जाता है जिसके साथ प्रोकैरियोट ढका हुआ है। अधिकांश में कोशिकाद्रव्य के अंदर रिक्तिकाएँ होती हैं। रिक्तिकाओं की गैस क्षमता को समायोजित करने से उन्हें तरल में ऊपर या नीचे जाने में मदद मिलती है, साथ ही मिट्टी के वायु चैनलों के माध्यम से आगे बढ़ने में मदद मिलती है।

वैज्ञानिकों ने बैक्टीरिया की 10 हजार से अधिक किस्मों की खोज की है, लेकिन वैज्ञानिक शोधकर्ताओं के अनुसार, दुनिया में दस लाख से अधिक प्रजातियां हैं। बैक्टीरिया की सामान्य विशेषताएं जीवमंडल में उनकी भूमिका निर्धारित करना संभव बनाती हैं, साथ ही बैक्टीरिया साम्राज्य की संरचना, प्रकार और वर्गीकरण का अध्ययन करना भी संभव बनाती हैं।

निवास

संरचना की सरलता और पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल अनुकूलन की गति ने बैक्टीरिया को हमारे ग्रह की विस्तृत श्रृंखला में फैलने में मदद की। वे हर जगह मौजूद हैं: पानी, मिट्टी, हवा, जीवित जीव - यह सब प्रोकैरियोट्स के लिए सबसे स्वीकार्य आवास है।

बैक्टीरिया दक्षिणी ध्रुव और गीजर दोनों जगह पाए गए। वे समुद्र तल के साथ-साथ पृथ्वी के वायु आवरण की ऊपरी परतों में भी पाए जाते हैं। बैक्टीरिया हर जगह रहते हैं, लेकिन उनकी संख्या अनुकूल परिस्थितियों पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, बड़ी संख्या में जीवाणु प्रजातियाँ खुले जल निकायों के साथ-साथ मिट्टी में भी रहती हैं।

संरचनात्मक विशेषता

एक जीवाणु कोशिका न केवल इस तथ्य से भिन्न होती है कि इसमें कोई नाभिक नहीं होता है, बल्कि माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड की अनुपस्थिति से भी भिन्न होता है। इस प्रोकैरियोट का डीएनए एक विशेष परमाणु क्षेत्र में स्थित है और एक रिंग में बंद न्यूक्लियॉइड जैसा दिखता है। बैक्टीरिया में, कोशिका संरचना में कोशिका भित्ति, कैप्सूल, कैप्सूल जैसी झिल्ली, फ्लैगेल्ला, पिली और साइटोप्लाज्मिक झिल्ली होती है। आंतरिक संरचना साइटोप्लाज्म, कणिकाओं, मेसोसोम, राइबोसोम, प्लास्मिड, समावेशन और न्यूक्लियॉइड द्वारा बनाई जाती है।

जीवाणु की कोशिका भित्ति रक्षा और सहायता का कार्य करती है। पारगम्यता के कारण पदार्थ इसमें स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो सकते हैं। इस खोल में पेक्टिन और हेमीसेल्यूलोज़ होते हैं। कुछ बैक्टीरिया एक विशेष बलगम का स्राव करते हैं जो सूखने से बचाने में मदद कर सकता है। बलगम एक कैप्सूल बनाता है - रासायनिक संरचना में एक पॉलीसेकेराइड। इस रूप में, जीवाणु बहुत अधिक तापमान को भी सहन कर सकता है। यह अन्य कार्य भी करता है, जैसे किसी सतह पर चिपकना।

जीवाणु कोशिका की सतह पर पतले प्रोटीन फाइबर होते हैं जिन्हें पिली कहा जाता है। इनकी संख्या बड़ी हो सकती है. पिली कोशिका को आनुवंशिक सामग्री पारित करने में मदद करती है और अन्य कोशिकाओं से चिपकना भी सुनिश्चित करती है।

दीवार के तल के नीचे एक तीन परत वाली साइटोप्लाज्मिक झिल्ली होती है। यह पदार्थों के परिवहन की गारंटी देता है और बीजाणुओं के निर्माण में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

बैक्टीरिया का साइटोप्लाज्म 75 प्रतिशत पानी से बना होता है। साइटोप्लाज्म की संरचना:

• फिशसोम्स;
• मेसोसोम;
• अमीनो अम्ल;
• एंजाइम;
• रंगद्रव्य;
• चीनी;
• कणिकाएँ और समावेशन;
• न्यूक्लियॉइड.

प्रोकैरियोट्स में चयापचय ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ और उसके बिना दोनों संभव है। उनमें से अधिकांश जैविक मूल के तैयार पोषक तत्वों पर भोजन करते हैं। बहुत कम प्रजातियाँ अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने में सक्षम हैं। ये नीले-हरे बैक्टीरिया और साइनोबैक्टीरिया हैं, जिन्होंने वायुमंडल के निर्माण और ऑक्सीजन के साथ इसकी संतृप्ति में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।

प्रजनन

प्रजनन के लिए अनुकूल परिस्थितियों में, यह नवोदित या वानस्पतिक रूप से किया जाता है। अलैंगिक प्रजनन निम्नलिखित क्रम में होता है:

1. जीवाणु कोशिका अपनी अधिकतम मात्रा तक पहुँचती है और इसमें पोषक तत्वों की आवश्यक आपूर्ति होती है।
2. कोशिका लंबी हो जाती है और बीच में एक सेप्टम दिखाई देने लगता है।
3. न्यूक्लियोटाइड विभाजन कोशिका के अंदर होता है।
4. मुख्य और अलग डीएनए अलग हो जाते हैं।
5. कोशिका आधे में विभाजित हो जाती है।
6. पुत्री कोशिकाओं का अवशिष्ट निर्माण।

प्रजनन की इस विधि से आनुवंशिक जानकारी का आदान-प्रदान नहीं होता है, इसलिए सभी पुत्री कोशिकाएँ माँ की हूबहू प्रतिलिपि होंगी।

प्रतिकूल परिस्थितियों में जीवाणुओं के प्रजनन की प्रक्रिया अधिक रोचक होती है। वैज्ञानिकों को बैक्टीरिया की यौन प्रजनन की क्षमता के बारे में अपेक्षाकृत हाल ही में - 1946 में पता चला। बैक्टीरिया में मादा और प्रजनन कोशिकाओं में विभाजन नहीं होता है। लेकिन उनका डीएनए विषम है। जब दो ऐसी कोशिकाएं एक-दूसरे के पास आती हैं, तो वे डीएनए के स्थानांतरण के लिए एक चैनल बनाती हैं, और साइटों का आदान-प्रदान होता है - पुनर्संयोजन। यह प्रक्रिया काफी लंबी है, जिसका परिणाम दो बिल्कुल नए व्यक्ति हैं।

अधिकांश जीवाणुओं को सूक्ष्मदर्शी से देखना बहुत कठिन होता है क्योंकि उनका अपना रंग नहीं होता। कुछ किस्में अपने बैक्टीरियोक्लोरोफिल और बैक्टीरियोपुरपुरिन सामग्री के कारण बैंगनी या हरे रंग की होती हैं। हालाँकि अगर हम बैक्टीरिया की कुछ कॉलोनियों को देखें, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि वे अपने वातावरण में रंगीन पदार्थ छोड़ते हैं और एक चमकीला रंग प्राप्त कर लेते हैं। प्रोकैरियोट्स का अधिक विस्तार से अध्ययन करने के लिए, उन्हें रंगा जाता है।

वर्गीकरण

बैक्टीरिया का वर्गीकरण निम्नलिखित संकेतकों पर आधारित हो सकता है:

• रूप
• यात्रा का तरीका;
• ऊर्जा प्राप्त करने की विधि;
• अपशिष्ट उत्पादों;
• खतरे की डिग्री.

बैक्टीरिया सहजीवनअन्य जीवों के साथ समुदाय में रहते हैं।

बैक्टीरिया सैप्रोफाइट्सपहले से ही मृत जीवों, उत्पादों और जैविक कचरे पर जीवित रहें। वे सड़न और किण्वन की प्रक्रियाओं को बढ़ावा देते हैं।

सड़ने से लाशों और अन्य जैविक कचरे की प्रकृति साफ हो जाती है। क्षय की प्रक्रिया के बिना प्रकृति में पदार्थों का कोई चक्र नहीं होगा। तो पदार्थों के चक्र में बैक्टीरिया की क्या भूमिका है?

सड़ने वाले बैक्टीरिया प्रोटीन यौगिकों, साथ ही वसा और नाइट्रोजन युक्त अन्य यौगिकों को तोड़ने की प्रक्रिया में सहायक होते हैं। एक जटिल रासायनिक प्रतिक्रिया करने के बाद, वे कार्बनिक जीवों के अणुओं के बीच के बंधन को तोड़ते हैं और प्रोटीन अणुओं और अमीनो एसिड पर कब्जा कर लेते हैं। टूटने पर, अणु अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य हानिकारक पदार्थ छोड़ते हैं। वे जहरीले होते हैं और लोगों और जानवरों में जहर पैदा कर सकते हैं।

सड़ने वाले बैक्टीरिया अपने अनुकूल परिस्थितियों में तेजी से बढ़ते हैं। चूँकि ये न केवल लाभकारी बैक्टीरिया हैं, बल्कि हानिकारक भी हैं, उत्पादों को समय से पहले सड़ने से बचाने के लिए, लोगों ने उन्हें संसाधित करना सीख लिया है: सुखाना, अचार बनाना, नमकीन बनाना, धूम्रपान करना। ये सभी उपचार विधियां बैक्टीरिया को मारती हैं और उन्हें बढ़ने से रोकती हैं।

किण्वन बैक्टीरिया एंजाइमों की मदद से कार्बोहाइड्रेट को तोड़ने में सक्षम होते हैं। प्राचीन काल में लोगों ने इस क्षमता पर ध्यान दिया था और अभी भी लैक्टिक एसिड उत्पाद, सिरका और अन्य खाद्य उत्पाद बनाने के लिए ऐसे बैक्टीरिया का उपयोग करते हैं।

बैक्टीरिया अन्य जीवों के साथ मिलकर बहुत महत्वपूर्ण रासायनिक कार्य करते हैं। यह जानना बहुत ज़रूरी है कि बैक्टीरिया कितने प्रकार के होते हैं और वे प्रकृति को क्या लाभ या हानि पहुँचाते हैं।

प्रकृति में और मनुष्यों के लिए अर्थ

कई प्रकार के जीवाणुओं (क्षय की प्रक्रियाओं और विभिन्न प्रकार के किण्वन में) का बड़ा महत्व पहले ही ऊपर नोट किया जा चुका है, अर्थात्। पृथ्वी पर स्वच्छता संबंधी भूमिका निभाना।

कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, सल्फर, कैल्शियम और अन्य तत्वों के चक्र में भी बैक्टीरिया बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं। कई प्रकार के बैक्टीरिया वायुमंडलीय नाइट्रोजन के सक्रिय निर्धारण में योगदान करते हैं और इसे कार्बनिक रूप में परिवर्तित करते हैं, जिससे मिट्टी की उर्वरता बढ़ाने में मदद मिलती है। विशेष महत्व के वे जीवाणु हैं जो सेलूलोज़ को विघटित करते हैं, जो मिट्टी के सूक्ष्मजीवों के जीवन के लिए कार्बन का मुख्य स्रोत है।

सल्फेट कम करने वाले बैक्टीरिया औषधीय कीचड़, मिट्टी और समुद्र में तेल और हाइड्रोजन सल्फाइड के निर्माण में शामिल होते हैं। इस प्रकार, काला सागर में हाइड्रोजन सल्फाइड से संतृप्त पानी की परत सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि का परिणाम है। मिट्टी में इन जीवाणुओं की गतिविधि से मिट्टी में सोडा और सोडा लवण का निर्माण होता है। सल्फेट कम करने वाले बैक्टीरिया चावल के बागानों की मिट्टी में पोषक तत्वों को ऐसे रूप में परिवर्तित करते हैं जो फसल की जड़ों के लिए उपलब्ध हो जाते हैं। ये बैक्टीरिया भूमिगत और पानी के नीचे धातु संरचनाओं के क्षरण का कारण बन सकते हैं।

बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए धन्यवाद, मिट्टी कई उत्पादों और हानिकारक जीवों से मुक्त हो जाती है और मूल्यवान पोषक तत्वों से संतृप्त हो जाती है। कई प्रकार के कीट कीटों (मकई छेदक आदि) से निपटने के लिए जीवाणुनाशक तैयारियों का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

विभिन्न उद्योगों में एसीटोन, एथिल और ब्यूटाइल अल्कोहल, एसिटिक एसिड, एंजाइम, हार्मोन, विटामिन, एंटीबायोटिक्स, प्रोटीन-विटामिन तैयारी आदि के उत्पादन के लिए कई प्रकार के बैक्टीरिया का उपयोग किया जाता है।

बैक्टीरिया के बिना, चमड़े को कमाना, तंबाकू के पत्तों को सुखाना, रेशम, रबर का उत्पादन, कोको, कॉफी का प्रसंस्करण, भांग, सन और अन्य बास्ट-फाइबर पौधों को भिगोना, साउरक्रोट, अपशिष्ट जल उपचार, धातुओं की लीचिंग आदि की प्रक्रियाएं असंभव हैं।