हानिकारक जीवाणुओं के नाम. लाभकारी और हानिकारक बैक्टीरिया. कौन से बैक्टीरिया इंसानों के लिए सबसे खतरनाक हैं?

विखंडन द्वारा बैक्टीरिया का पुनरुत्पादन माइक्रोबियल आबादी के आकार को बढ़ाने का सबसे आम तरीका है। विभाजन के बाद बैक्टीरिया अपने मूल आकार में विकसित हो जाते हैं, जिसके लिए कुछ पदार्थों (विकास कारकों) की आवश्यकता होती है।

जीवाणुओं के प्रजनन के तरीके अलग-अलग होते हैं, लेकिन उनकी अधिकांश प्रजातियों में विखंडन द्वारा अलैंगिक प्रजनन का रूप होता है। बैक्टीरिया शायद ही कभी नवोदित होकर प्रजनन करते हैं। जीवाणुओं का लैंगिक प्रजनन आदिम रूप में मौजूद होता है।

चावल। 1. फोटो विभाजन के चरण में एक जीवाणु कोशिका को दर्शाता है।

बैक्टीरिया का आनुवंशिक उपकरण

बैक्टीरिया के आनुवंशिक तंत्र को एक एकल डीएनए - गुणसूत्र द्वारा दर्शाया जाता है। डीएनए एक घेरे में बंद है. गुणसूत्र एक न्यूक्लियोटाइड में स्थानीयकृत होता है जिसमें कोई झिल्ली नहीं होती है। में जीवाणु कोशिकाप्लास्मिड हैं.

न्यूक्लियॉइड

न्यूक्लियॉइड एक नाभिक का एक एनालॉग है। यह कोशिका के मध्य में स्थित होता है। इसमें मुड़े हुए रूप में वंशानुगत जानकारी का वाहक डीएनए होता है। खुला डीएनए 1 मिमी की लंबाई तक पहुंचता है। जीवाणु कोशिका के परमाणु पदार्थ में एक झिल्ली, एक न्यूक्लियोलस या गुणसूत्रों का एक सेट नहीं होता है, और माइटोसिस द्वारा विभाजित नहीं होता है। विभाजित करने से पहले न्यूक्लियोटाइड को दोगुना कर दिया जाता है। विभाजन के दौरान न्यूक्लियोटाइड की संख्या बढ़कर 4 हो जाती है।

चावल। 2. फोटो में एक भाग में जीवाणु कोशिका दिखाई गई है। मध्य भाग में एक न्यूक्लियोटाइड दिखाई देता है।

प्लाज्मिड

प्लास्मिड स्वायत्त अणु हैं जो डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए की एक अंगूठी में मुड़े हुए हैं। उनका द्रव्यमान न्यूक्लियोटाइड के द्रव्यमान से काफी कम होता है। इस तथ्य के बावजूद कि वंशानुगत जानकारी प्लास्मिड के डीएनए में एन्कोडेड है, वे जीवाणु कोशिका के लिए महत्वपूर्ण और आवश्यक नहीं हैं।

चावल। 3. फोटो में एक बैक्टीरियल प्लास्मिड दिखाया गया है।

विभाजन के चरण

एक वयस्क कोशिका की एक निश्चित आकार विशेषता तक पहुंचने के बाद, विभाजन तंत्र शुरू हो जाते हैं।

डी एन ए की नकल

डीएनए प्रतिकृति कोशिका विभाजन से पहले होती है। मेसोसोम (साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की तह) विभाजन (प्रतिकृति) प्रक्रिया पूरी होने तक डीएनए को धारण करते हैं।

डीएनए प्रतिकृति एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ की मदद से की जाती है। प्रतिकृति के दौरान, डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए में हाइड्रोजन बंधन टूट जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक डीएनए से दो एकल-स्ट्रैंडेड बेटी डीएनए का निर्माण होता है। इसके बाद, जब बेटी डीएनए ने अलग बेटी कोशिकाओं में अपना स्थान ले लिया है, तो उन्हें बहाल कर दिया गया है।

जैसे ही डीएनए प्रतिकृति पूरी हो जाती है, संश्लेषण के परिणामस्वरूप एक संकुचन प्रकट होता है, जो कोशिका को आधे में विभाजित करता है। सबसे पहले, न्यूक्लियोटाइड विभाजन से गुजरता है, फिर साइटोप्लाज्म। कोशिका भित्ति संश्लेषण विभाजन पूरा करता है।

चावल। 4. जीवाणु कोशिका विभाजन की योजना।

डीएनए अनुभागों का आदान-प्रदान

बैसिलस सबटिलिस में, डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया दो डीएनए अनुभागों के आदान-प्रदान के साथ समाप्त होती है।

कोशिका विभाजन के बाद एक पुल बनता है जिसके माध्यम से एक कोशिका का डीएनए दूसरी कोशिका में चला जाता है। इसके बाद, दोनों डीएनए आपस में जुड़ जाते हैं। दोनों DNA के कुछ भाग आपस में चिपक जाते हैं। आसंजन के स्थानों पर, डीएनए खंडों का आदान-प्रदान होता है। डीएनए में से एक जम्पर के साथ वापस पहली कोशिका में चला जाता है।

चावल। 5. बैसिलस सबटिलिस में डीएनए एक्सचेंज का प्रकार।

जीवाणु कोशिका विभाजन के प्रकार

यदि कोशिका विभाजन पृथक्करण प्रक्रिया से पहले होता है, तो बहुकोशिकीय छड़ें और कोक्सी का निर्माण होता है।

समकालिक कोशिका विभाजन से दो पूर्ण विकसित संतति कोशिकाएँ बनती हैं।

यदि न्यूक्लियोटाइड कोशिका की तुलना में तेजी से विभाजित होता है, तो मल्टीन्यूक्लियोटाइड बैक्टीरिया बनते हैं।

बैक्टीरिया को अलग करने की विधियाँ

तोड़-फोड़ कर विभाजन

तोड़कर विभाजन एंथ्रेक्स बेसिली की विशेषता है। इस विभाजन के परिणामस्वरूप, कोशिकाएँ जंक्शन बिंदुओं पर टूट जाती हैं, जिससे साइटोप्लाज्मिक पुल टूट जाते हैं। फिर वे जंजीरें बनाते हुए एक-दूसरे को पीछे हटाते हैं।

स्लाइडिंग डिवीजन

स्लाइडिंग पृथक्करण के साथ, विभाजन के बाद कोशिका अलग हो जाती है और, जैसे वह थी, किसी अन्य कोशिका की सतह पर स्लाइड करती है। पृथक्करण की यह विधि एस्चेरिचिया के कुछ रूपों के लिए विशिष्ट है।

विभाजित विभाजन

सेकेंट विभाजन के साथ, विभाजित कोशिकाओं में से एक अपने मुक्त सिरे के साथ एक वृत्त के चाप का वर्णन करती है, जिसका केंद्र एक अन्य कोशिका के साथ इसके संपर्क का बिंदु है, जो एक रोमन क्विनक या क्यूनिफॉर्म (कोरिनेबैक्टीरियम डिप्थीरिया, लिस्टेरिया) बनाता है।

चावल। 6. फोटो में रॉड के आकार के बैक्टीरिया को चेन (एंथ्रेक्स बेसिली) बनाते हुए दिखाया गया है।

चावल। 7. फोटो में ई. कोली को अलग करने की एक स्लाइडिंग विधि दिखाई गई है।

चावल। 8. कोरिनेबैक्टीरिया को अलग करने की विखंडन विधि।

विभाजन के बाद जीवाणु समूहों का प्रकार

विभाजित कोशिकाओं के समूहों में विभिन्न प्रकार के आकार होते हैं, जो विभाजन तल की दिशा पर निर्भर करते हैं।

गोलाकार जीवाणुएक-एक करके, दो-दो करके (डिप्लोकॉसी), पैकेट में, जंजीरों में, या अंगूर के गुच्छों की तरह व्यवस्थित किया गया। छड़ के आकार के जीवाणु - जंजीरों में।

सर्पिल आकार के जीवाणु- अराजक।

चावल। 9. फोटो में माइक्रोकॉसी हैं। वे गोल, चिकने और सफेद, पीले और लाल रंग के होते हैं। प्रकृति में, माइक्रोकॉसी सर्वव्यापी हैं। वे मानव शरीर की विभिन्न गुहाओं में रहते हैं।

चावल। 10. फोटो में डिप्लोकोकस बैक्टीरिया हैं - स्ट्रेप्टोकोकस न्यूमोनिया।

चावल। 11. फोटो में सार्सिना बैक्टीरिया दिखाया गया है। कोकॉइड बैक्टीरिया पैकेटों में एक साथ जमा हो जाते हैं।

चावल। 12. फोटो में स्ट्रेप्टोकोकस बैक्टीरिया (ग्रीक "स्ट्रेप्टोस" से - श्रृंखला) दिखाया गया है। जंजीरों में व्यवस्थित. वे अनेक रोगों के प्रेरक कारक हैं।

चावल। 13. फोटो में, बैक्टीरिया "गोल्डन" स्टेफिलोकोसी हैं। "अंगूर के गुच्छों" की तरह व्यवस्थित। गुच्छे सुनहरे रंग के होते हैं। वे अनेक रोगों के प्रेरक कारक हैं।

चावल। 14. फोटो में कुंडलित लेप्टोस्पाइरा बैक्टीरिया कई बीमारियों के कारक हैं।

चावल। 15. फोटो में जीनस विब्रियो के रॉड के आकार के बैक्टीरिया को दिखाया गया है।

जीवाणु विभाजन दर

जीवाणु विभाजन की दर बहुत अधिक है। औसतन, हर 20 मिनट में एक जीवाणु कोशिका विभाजित होती है। केवल एक दिन के भीतर, एक कोशिका संतानों की 72 पीढ़ियों का निर्माण करती है। माइकोबैक्टीरियम ट्यूबरकुलोसिस धीरे-धीरे विभाजित होता है। पूरी विभाजन प्रक्रिया में उन्हें लगभग 14 घंटे लगते हैं।

चावल। 16. फोटो स्ट्रेप्टोकोकस कोशिका विभाजन की प्रक्रिया को दर्शाता है।

जीवाणुओं का लैंगिक प्रजनन

1946 में वैज्ञानिकों ने आदिम रूप में लैंगिक प्रजनन की खोज की। इस मामले में, युग्मक (पुरुष और महिला प्रजनन कोशिकाएं) नहीं बनते हैं, लेकिन कुछ कोशिकाएं आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान करती हैं ( आनुवंशिक पुनर्संयोजन).

परिणामस्वरूप जीन स्थानांतरण होता है विकार- प्रपत्र में आनुवंशिक जानकारी के भाग का यूनिडायरेक्शनल स्थानांतरण प्लाज्मिड्सजीवाणु कोशिकाओं के संपर्क में आने पर.

प्लास्मिड डीएनए अणु हैं छोटे आकार का. वे गुणसूत्र जीनोम से जुड़े नहीं हैं और स्वायत्त रूप से दोगुना होने में सक्षम हैं। प्लास्मिड में ऐसे जीन होते हैं जो प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीवाणु कोशिकाओं के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। बैक्टीरिया अक्सर इन जीनों को एक-दूसरे तक पहुंचाते हैं। किसी अन्य प्रजाति के बैक्टीरिया में आनुवंशिक जानकारी का स्थानांतरण भी नोट किया गया है।

सच्ची यौन प्रक्रिया की अनुपस्थिति में, यह संयुग्मन है जो उपयोगी विशेषताओं के आदान-प्रदान में एक बड़ी भूमिका निभाता है। इस प्रकार बैक्टीरिया की दवा प्रतिरोध प्रदर्शित करने की क्षमता का संचार होता है। रोग पैदा करने वाली आबादी के बीच एंटीबायोटिक प्रतिरोध का स्थानांतरण मानवता के लिए विशेष रूप से खतरनाक है।

चावल। 17. फोटो दो ई. कोली के संयुग्मन के क्षण को दर्शाता है।

जीवाणु जनसंख्या विकास के चरण

जब पोषक माध्यम पर टीका लगाया जाता है, तो जीवाणु आबादी का विकास कई चरणों से गुजरता है।

पहला भाग

प्रारंभिक चरण बुआई के क्षण से लेकर उनके विकास तक की अवधि है। औसतन, प्रारंभिक चरण 1 - 2 घंटे तक चलता है।

प्रजनन विलंब चरण

यह गहन जीवाणु वृद्धि का चरण है। इसकी अवधि लगभग 2 घंटे है. यह फसल की उम्र, अनुकूलन अवधि, पोषक माध्यम की गुणवत्ता आदि पर निर्भर करता है।

लघुगणकीय चरण

इस चरण के दौरान, प्रजनन की दर और बैक्टीरिया की आबादी में वृद्धि चरम पर होती है। इसकी अवधि 5 - 6 घंटे है.

नकारात्मक त्वरण चरण

इस चरण के दौरान, प्रजनन दर में गिरावट आती है, विभाजित होने वाले जीवाणुओं की संख्या कम हो जाती है और मृत जीवाणुओं की संख्या बढ़ जाती है। नकारात्मक त्वरण का कारण पोषक माध्यम का ह्रास है। इसकी अवधि लगभग 2 घंटे है.

स्थिर अधिकतम चरण

स्थिर चरण के दौरान, मृत और नवगठित व्यक्तियों की समान संख्या नोट की जाती है। इसकी अवधि लगभग 2 घंटे है.

मृत्यु त्वरण चरण

इस चरण के दौरान, मृत कोशिकाओं की संख्या उत्तरोत्तर बढ़ती जाती है। इसकी अवधि लगभग 3 घंटे है.

लघुगणक मृत्यु चरण

इस चरण के दौरान, जीवाणु कोशिकाएं निरंतर दर से मरती हैं। इसकी अवधि लगभग 5 घंटे है.

कमी दर चरण

इस चरण के दौरान, शेष जीवित जीवाणु कोशिकाएं निष्क्रिय अवस्था में प्रवेश करती हैं।

चावल। 18. यह आंकड़ा जीवाणु आबादी के विकास वक्र को दर्शाता है।

चावल। 19. फोटो में, स्यूडोमोनस एरुगिनोसा की एक कॉलोनी नीले-हरे रंग की है, माइक्रोकॉसी की एक कॉलोनी है पीला रंग, बैक्टीरिया प्रोडिजिओसम कालोनियों का रंग रक्त लाल होता है और बैक्टेरॉइड्स नाइजर कालोनियों का रंग काला होता है।

चावल। 20. फोटो में बैक्टीरिया की एक कॉलोनी दिखाई गई है। प्रत्येक कॉलोनी एक कोशिका की संतान होती है। एक कॉलोनी में कोशिकाओं की संख्या लाखों में होती है। कॉलोनी 1 - 3 दिनों में बढ़ती है।

चुंबकीय रूप से संवेदनशील जीवाणुओं का विभाजन

1970 के दशक में समुद्र में रहने वाले ऐसे जीवाणुओं की खोज की गई जिनमें चुंबकत्व की भावना होती थी। चुंबकत्व इन अद्भुत प्राणियों को पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ नेविगेट करने और सल्फर, ऑक्सीजन और अन्य पदार्थों को खोजने की अनुमति देता है जिनकी उन्हें बहुत आवश्यकता है। उनके "कम्पास" को मैग्नेटोसोम द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें एक चुंबक होता है। विभाजित करते समय, चुंबकीय रूप से संवेदनशील बैक्टीरिया अपने कम्पास को विभाजित करते हैं। इस मामले में, विभाजन के दौरान संकुचन स्पष्ट रूप से अपर्याप्त हो जाता है, इसलिए जीवाणु कोशिका झुक जाती है और एक तेज फ्रैक्चर बनाती है।

चावल। 21. फोटो चुंबकीय रूप से संवेदनशील जीवाणु के विभाजन के क्षण को दर्शाता है।

जीवाणु वृद्धि

जब एक जीवाणु कोशिका विभाजित होने लगती है, तो दो डीएनए अणु कोशिका के विपरीत छोर पर चले जाते हैं। इसके बाद, कोशिका को दो बराबर भागों में विभाजित किया जाता है, जो एक दूसरे से अलग हो जाते हैं और अपने मूल आकार में बढ़ जाते हैं। कई जीवाणुओं की विभाजन गति औसतन 20 - 30 मिनट होती है। केवल एक दिन के भीतर, एक कोशिका संतानों की 72 पीढ़ियों का निर्माण करती है।

वृद्धि और विकास की प्रक्रिया के दौरान, कोशिकाओं का एक समूह पर्यावरण से पोषक तत्वों को तेजी से अवशोषित करता है। यह अनुकूल पर्यावरणीय कारकों - तापमान की स्थिति, पर्याप्त मात्रा में पोषक तत्वों और पर्यावरण के आवश्यक पीएच द्वारा सुगम होता है। एरोबिक कोशिकाओं को ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। यह अवायवीय जीवों के लिए खतरनाक है। हालाँकि, प्रकृति में बैक्टीरिया का असीमित प्रसार नहीं होता है। सूरज की रोशनी, शुष्क हवा, भोजन की कमी, गर्मीपर्यावरण और अन्य कारक जीवाणु कोशिका पर हानिकारक प्रभाव डालते हैं।

चावल। 22. फोटो कोशिका विभाजन के क्षण को दर्शाता है।

वृद्धि कारक

जीवाणुओं की वृद्धि के लिए कुछ पदार्थ (वृद्धि कारक) आवश्यक होते हैं, जिनमें से कुछ कोशिका द्वारा ही संश्लेषित होते हैं, कुछ पर्यावरण से आते हैं। सभी जीवाणुओं के लिए वृद्धि कारकों की आवश्यकता अलग-अलग होती है।

वृद्धि कारकों की आवश्यकता एक निरंतर विशेषता है, जो बैक्टीरिया की पहचान करने, पोषक तत्व मीडिया तैयार करने और जैव प्रौद्योगिकी में इसका उपयोग करने के लिए इसका उपयोग करना संभव बनाती है।

जीवाणु वृद्धि कारक (जीवाणु विटामिन) - रासायनिक तत्व, जिनमें से अधिकांश पानी में घुलनशील बी विटामिन हैं। इस समूह में हेमिन, कोलीन, प्यूरीन और पाइरीमिडीन बेस और अन्य अमीनो एसिड भी शामिल हैं। वृद्धि कारकों की अनुपस्थिति में, बैक्टीरियोस्टैसिस होता है।

बैक्टीरिया न्यूनतम मात्रा में और अपरिवर्तित रूप में वृद्धि कारकों का उपयोग करते हैं। पंक्ति रासायनिक पदार्थयह समूह सेलुलर एंजाइमों का हिस्सा है।

चावल। 23. फोटो एक छड़ के आकार के जीवाणु के विभाजन के क्षण को दर्शाता है।

सबसे महत्वपूर्ण जीवाणु वृद्धि कारक

• विटामिन बी1 (थियामिन). कार्बोहाइड्रेट चयापचय में भाग लेता है।
• विटामिन बी2" (राइबोफ्लेविन). रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है।
• पैंथोथेटिक अम्लहै अभिन्न अंगकोएंजाइम ए.
• विटामिन बी6 (पाइरिडोक्सिन). अमीनो एसिड चयापचय में भाग लेता है।
• विटामिन बी12(कोबालामिन कोबाल्ट युक्त पदार्थ हैं)। वे न्यूक्लियोटाइड के संश्लेषण में सक्रिय भाग लेते हैं।
• फोलिक एसिड. इसके कुछ व्युत्पन्न एंजाइमों का हिस्सा हैं जो प्यूरीन और पाइरीमिडीन बेस के संश्लेषण के साथ-साथ कुछ अमीनो एसिड को उत्प्रेरित करते हैं।
• बायोटिन. नाइट्रोजन चयापचय में भाग लेता है और असंतृप्त वसा अम्लों के संश्लेषण को भी उत्प्रेरित करता है।
• विटामिन पीपी(एक निकोटिनिक एसिड)। रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं, एंजाइमों के निर्माण और लिपिड और कार्बोहाइड्रेट के चयापचय में भाग लेता है।
• विटामिन एच(पैरा-एमिनोबेंजोइक एसिड)। यह कई जीवाणुओं के लिए वृद्धि कारक है, जिनमें मानव आंतों में रहने वाले जीवाणु भी शामिल हैं। फोलिक एसिड को पैरा-एमिनोबेंजोइक एसिड से संश्लेषित किया जाता है।
• हेमिन. यह कुछ एंजाइमों का एक घटक है जो ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं।
• खोलिन. कोशिका भित्ति लिपिड संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है। यह अमीनो एसिड के संश्लेषण में मिथाइल समूह का आपूर्तिकर्ता है।
• प्यूरीन और पाइरीमिडीन क्षार(एडेनिन, गुआनिन, ज़ेन्थाइन, हाइपोक्सैन्थिन, साइटोसिन, थाइमिन और यूरैसिल)। पदार्थों की आवश्यकता मुख्य रूप से न्यूक्लिक एसिड के घटकों के रूप में होती है।
• अमीनो अम्ल. ये पदार्थ कोशिका प्रोटीन के घटक हैं।

कुछ जीवाणुओं के विकास कारकों की आवश्यकता

ऑक्सोट्रॉफ़्सजीवन सुनिश्चित करने के लिए उन्हें बाहर से रसायनों की आपूर्ति की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, क्लॉस्ट्रिडिया लेसिथिन और टायरोसिन को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं हैं। स्टैफिलोकोकी को लेसिथिन और आर्जिनिन की आपूर्ति की आवश्यकता होती है। स्ट्रेप्टोकोक्की को फैटी एसिड की आपूर्ति की आवश्यकता होती है - फॉस्फोलिपिड्स के घटक। कोरिनेबैक्टीरिया और शिगेला को निकोटिनिक एसिड की आवश्यकता होती है। स्टैफिलोकोकस ऑरियस, न्यूमोकोकी और ब्रुसेला को विटामिन बी1 की आवश्यकता होती है। स्ट्रेप्टोकोकी और टेटनस बेसिली - पैंटोथेनिक एसिड में।

प्रोटोट्रॉफ़्सआवश्यक पदार्थों को स्वतंत्र रूप से संश्लेषित करें।

चावल। 24. विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों का जीवाणु कालोनियों के विकास पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। बायीं ओर धीरे-धीरे विस्तारित होने वाले वृत्त के रूप में स्थिर विकास है। दायी ओर - तेजी से विकास"पलायन" के रूप में।

विकास कारकों के लिए बैक्टीरिया की आवश्यकता का अध्ययन करने से वैज्ञानिकों को एक बड़ा माइक्रोबियल द्रव्यमान प्राप्त करने की अनुमति मिलती है, जो रोगाणुरोधी दवाओं, सीरम और टीकों के निर्माण में आवश्यक है।

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जीवाणु प्रसार माइक्रोबियल आबादी की संख्या बढ़ाने का एक तंत्र है। जीवाणु विभाजन प्रजनन की मुख्य विधि है। विभाजित होने के बाद, बैक्टीरिया को वयस्क आकार तक पहुंचना चाहिए। बैक्टीरिया अपने वातावरण से पोषक तत्वों को तेजी से अवशोषित करके बढ़ते हैं। विकास के लिए कुछ पदार्थों (विकास कारकों) की आवश्यकता होती है, जिनमें से कुछ जीवाणु कोशिका द्वारा ही संश्लेषित होते हैं, और कुछ पर्यावरण से आते हैं।

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। चयनित प्रजातियाँबैक्टीरिया फ़्लैगेला का उपयोग करके सक्रिय रूप से आगे बढ़ सकते हैं। उत्तरार्द्ध कभी-कभी जीवाणु के आकार से दो गुना अधिक हो जाता है।

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, आंदोलन के तरीकों में से एक को श्लेष्म के कारण फिसलने वाला 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। सामान्य विशेषताएँबैक्टीरिया जीवमंडल में उनकी भूमिका निर्धारित करना संभव बनाता है, साथ ही बैक्टीरिया के साम्राज्य की संरचना, प्रकार और वर्गीकरण का अध्ययन करना भी संभव बनाता है।

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।

दोनों पर बैक्टीरिया पाए गए दक्षिणी ध्रुव, और गीजर में। वे समुद्र तल के साथ-साथ समुद्र तल पर भी पाए जाते हैं ऊपरी परतेंपृथ्वी का वायु आवरण. 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 संरचनासाइटोप्लाज्म, कणिकाओं, मेसोसोम, राइबोसोम, प्लास्मिड, समावेशन और न्यूक्लियॉइड द्वारा निर्मित।

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 - एक पॉलीसेकेराइड रासायनिक संरचना. इस रूप में, जीवाणु बहुत अधिक तापमान का भी सामना करने में सक्षम 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। असाहवासिक प्रजनननिम्नलिखित 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। लोगों ने प्राचीन काल में इस क्षमता पर ध्यान दिया था और अब 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

यह पहले ही ऊपर उल्लेखित किया गया था बडा महत्वकई प्रकार के बैक्टीरिया (क्षय प्रक्रियाओं और विभिन्न प्रकार के किण्वन के दौरान), यानी। 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।

बैक्टीरिया की आकृति विज्ञान, प्रोकैरियोटिक कोशिका की संरचना।

प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में केन्द्रक और साइटोप्लाज्म के बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं होती है और कोई केन्द्रक झिल्ली नहीं होती है। इन कोशिकाओं में डीएनए यूकेरियोटिक गुणसूत्रों के समान संरचना नहीं बनाता है। इसलिए, प्रोकैरियोट्स में माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रियाएं नहीं होती हैं। अधिकांश प्रोकैरियोट्स झिल्लियों से घिरे अंतःकोशिकीय अंग नहीं बनाते हैं। इसके अलावा, प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया या क्लोरोप्लास्ट नहीं होते हैं।

जीवाणु, एक नियम के रूप में, एकल-कोशिका वाले जीव हैं, उनकी कोशिका का आकार काफी सरल होता है, एक गेंद या सिलेंडर, कभी-कभी घुमावदार। बैक्टीरिया मुख्य रूप से दो समान कोशिकाओं में विभाजित होकर प्रजनन करते हैं।

गोलाकार जीवाणुकहा जाता है कोक्सीऔर गोलाकार, दीर्घवृत्ताकार, बीन के आकार का और लांसोलेट हो सकता है।

विभाजन के बाद कोशिकाओं के एक दूसरे के सापेक्ष स्थान के आधार पर, कोक्सी को कई रूपों में विभाजित किया जाता है। यदि विभाजन के बाद कोशिकाएँ अलग हो जाती हैं और अकेले स्थित हो जाती हैं, तो ऐसे रूप कहलाते हैं मोनोकॉसी. कभी-कभी कोक्सी, विभाजित होने पर, अंगूर के गुच्छे के समान गुच्छे बनाती है। इसी प्रकार के रूपों का उल्लेख है Staphylococcus. कोक्सी जो विभाजन के बाद एक ही तल में जुड़े हुए जोड़े में रहते हैं, कहलाते हैं डिप्लोकॉसी, और विभिन्न श्रृंखला लंबाई के जनरेटर हैं और.स्त्रेप्तोकोच्ची. दो परस्पर लंबवत विमानों में कोशिका विभाजन के बाद दिखाई देने वाले चार कोक्सी के संयोजन का प्रतिनिधित्व करते हैं टेट्राकोकी. कुछ कोक्सी तीन परस्पर लंबवत तलों में विभाजित होते हैं, जिससे अजीब घन-आकार के समूहों का निर्माण होता है जिन्हें सार्डिन कहा जाता है।

अधिकांश जीवाणुओं में होता है बेलनाकार, या छड़ी के आकार का, आकार।छड़ के आकार के जीवाणु जो बीजाणु बनाते हैं, कहलाते हैं बेसिली, और बीजाणु नहीं बन रहे - जीवाणु.

छड़ के आकार के बैक्टीरिया आकार में, आकार में लंबाई और व्यास में, कोशिका के सिरों के आकार में और उनकी सापेक्ष स्थिति में भी भिन्न होते हैं। वे सीधे सिरों के साथ बेलनाकार या गोल या नुकीले सिरों के साथ अंडाकार हो सकते हैं। बैक्टीरिया थोड़े घुमावदार भी हो सकते हैं, फिलामेंटस और शाखायुक्त रूप पाए जाते हैं (उदाहरण के लिए, माइकोबैक्टीरिया और एक्टिनोमाइसेट्स)।

विभाजन के बाद व्यक्तिगत कोशिकाओं की सापेक्ष व्यवस्था के आधार पर, छड़ के आकार के बैक्टीरिया स्वयं छड़ों (कोशिकाओं की एकल व्यवस्था), डिप्लोबैक्टीरिया या डिप्लोबैसिलस (कोशिकाओं की जोड़ी व्यवस्था), स्ट्रेप्टोबैक्टीरिया या स्ट्रेप्टोबैसिली (अलग-अलग लंबाई की श्रृंखला बनाते हैं) में विभाजित होते हैं। झुर्रीदार या सर्पिल आकार के बैक्टीरिया अक्सर पाए जाते हैं। इस समूह में स्पिरिला (लैटिन स्पाइरा - कर्ल से) शामिल है, जिसमें लंबी घुमावदार (4 से 6 मोड़ से) छड़ों का आकार होता है, और वाइब्रियोस (लैटिन विब्रियो - आई बेंड) होता है, जो सर्पिल के मोड़ का केवल 1/4 होता है , अल्पविराम के समान।

बैक्टीरिया के फिलामेंटस रूप ज्ञात हैं जो जल निकायों में रहते हैं। सूचीबद्ध लोगों के अलावा, ऐसे बहुकोशिकीय बैक्टीरिया भी हैं जो प्रोटोप्लाज्मिक कोशिका की सतह पर नैतिक वृद्धि करते हैं - प्रोस्थेका, त्रिकोणीय और तारे के आकार के बैक्टीरिया, साथ ही एक बंद और खुली अंगूठी और कृमि के आकार के बैक्टीरिया भी होते हैं।

जीवाणु कोशिकाएँ बहुत छोटी होती हैं। उन्हें माइक्रोमीटर में मापा जाता है, और बारीक संरचना विवरण नैनोमीटर में मापा जाता है। कोक्सी का व्यास आमतौर पर लगभग 0.5-1.5 माइक्रोन होता है। अधिकांश मामलों में बैक्टीरिया के छड़ के आकार (बेलनाकार) रूपों की चौड़ाई 0.5 से 1 माइक्रोन तक होती है, और लंबाई कई माइक्रोमीटर (2-10) होती है। छोटी छड़ों की चौड़ाई 0.2-0.4 और लंबाई 0.7-1.5 माइक्रोन होती है। बैक्टीरिया के बीच वास्तविक दिग्गज भी हो सकते हैं, जिनकी लंबाई दसियों और यहां तक ​​कि सैकड़ों माइक्रोमीटर तक पहुंचती है। बैक्टीरिया के आकार और आकार संस्कृति की उम्र, माध्यम की संरचना और उसके आसमाटिक गुणों, तापमान और अन्य कारकों के आधार पर काफी भिन्न होते हैं।

बैक्टीरिया के तीन मुख्य रूपों में से, कोक्सी आकार में सबसे अधिक स्थिर होते हैं; रॉड के आकार के बैक्टीरिया अधिक परिवर्तनशील होते हैं, जिनमें कोशिका की लंबाई विशेष रूप से महत्वपूर्ण रूप से बदलती है।

ठोस पोषक माध्यम की सतह पर रखी एक जीवाणु कोशिका बढ़ती है और विभाजित होती है, जिससे वंशज जीवाणुओं की एक कॉलोनी बनती है। विकास के कुछ घंटों के बाद, कॉलोनी में पहले से ही इतनी बड़ी संख्या में कोशिकाएं होती हैं कि इसे नग्न आंखों से देखा जा सकता है। कालोनियों में चिपचिपी या चिपचिपी स्थिरता हो सकती है, और कुछ मामलों में वे रंजित होती हैं। कभी-कभी उपस्थितिकालोनियाँ इतनी विशिष्ट हैं कि यह बिना किसी विशेष कठिनाई के सूक्ष्मजीवों की पहचान करना संभव बनाती हैं।

बैक्टीरियल फिजियोलॉजी के मूल सिद्धांत।

अपनी रासायनिक संरचना के संदर्भ में, सूक्ष्मजीव अन्य जीवित कोशिकाओं से बहुत कम भिन्न होते हैं।

पानी 75-85% बनता है, इसमें रसायन घुले होते हैं।

शुष्क पदार्थ 15-25%, इसमें कार्बनिक और खनिज यौगिक होते हैं

जीवाणुओं का पोषण.पोषक तत्व जीवाणु कोशिका में कई तरह से प्रवेश करते हैं और पदार्थों की सांद्रता, अणुओं के आकार, पर्यावरण के पीएच, झिल्ली पारगम्यता आदि पर निर्भर करते हैं। भोजन के प्रकार सेसूक्ष्मजीवों को इसमें विभाजित किया गया है:

ऑटोट्रॉफ़्स - CO2 से सभी कार्बन युक्त पदार्थों को संश्लेषित करते हैं;

हेटरोट्रॉफ़्स - कार्बन स्रोत के रूप में कार्बनिक पदार्थों का उपयोग करें;

सैप्रोफाइट्स - मृत जीवों से कार्बनिक पदार्थ खाते हैं;

जीवाणुओं का श्वसन. श्वसन, या जैविक ऑक्सीकरण, एटीपी अणु के निर्माण के साथ होने वाली रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर आधारित है। आणविक ऑक्सीजन के संबंध में, बैक्टीरिया को तीन मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

बाध्य एरोबिक्स - केवल ऑक्सीजन की उपस्थिति में बढ़ सकते हैं;

बाध्य अवायवीय जीव - ऑक्सीजन के बिना एक माध्यम में बढ़ते हैं, जो उनके लिए विषाक्त है;

ऐच्छिक अवायवीय जीव - ऑक्सीजन के साथ या उसके बिना भी बढ़ सकते हैं।

जीवाणुओं की वृद्धि एवं प्रजनन।अधिकांश प्रोकैरियोट्स द्विआधारी विखंडन द्वारा प्रजनन करते हैं, कम सामान्यतः नवोदित और विखंडन द्वारा। बैक्टीरिया आमतौर पर उच्च प्रजनन दर की विशेषता रखते हैं। कोशिका विभाजन का समय विभिन्न बैक्टीरियाकाफी व्यापक रूप से भिन्न होता है: ई. कोलाई के लिए 20 मिनट से लेकर माइकोबैक्टीरियम ट्यूबरकुलोसिस के लिए 14 घंटे तक। ठोस पोषक माध्यम पर बैक्टीरिया कोशिकाओं के समूह बनाते हैं जिन्हें कॉलोनियां कहा जाता है।

जीवाणु एंजाइम.सूक्ष्मजीवों के चयापचय में एंजाइम महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वहाँ हैं:

एंडोएंजाइम - कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में स्थानीयकृत;

एक्सोएंजाइम - पर्यावरण में जारी।

आक्रामक एंजाइम ऊतक और कोशिकाओं को नष्ट कर देते हैं, जिससे संक्रमित ऊतक में रोगाणुओं और उनके विषाक्त पदार्थों का व्यापक वितरण होता है। बैक्टीरिया के जैव रासायनिक गुण एंजाइमों की संरचना से निर्धारित होते हैं:

सैकेरोलाइटिक - कार्बोहाइड्रेट का टूटना;

प्रोटियोलिटिक - प्रोटीन का टूटना,

लिपोलाइटिक - वसा का टूटना,

और सूक्ष्मजीवों की पहचान में एक महत्वपूर्ण नैदानिक ​​विशेषता है।

कई रोगजनक सूक्ष्मजीवों के लिए, इष्टतम तापमान 37°C और pH 7.2-7.4 है।

पानी। बैक्टीरिया के लिए पानी का महत्व. बैक्टीरिया के द्रव्यमान का लगभग 80% हिस्सा पानी होता है। बैक्टीरिया की वृद्धि और विकास अनिवार्य रूप से पानी की उपस्थिति पर निर्भर करता है, क्योंकि जीवित जीवों में होने वाली सभी रासायनिक प्रतिक्रियाएं पानी में ही साकार होती हैं। जलीय पर्यावरण. सूक्ष्मजीवों की सामान्य वृद्धि एवं विकास के लिए पर्यावरण में जल की उपस्थिति आवश्यक है।

बैक्टीरिया के लिए, सब्सट्रेट में पानी की मात्रा 20% से अधिक होनी चाहिए। पानी अंदर होना चाहिए सुलभ रूप: तरल चरण में तापमान 2 से 60 डिग्री सेल्सियस तक होता है; इस अंतराल को बायोकेनेटिक ज़ोन के रूप में जाना जाता है। यद्यपि पानी रासायनिक रूप से बहुत स्थिर है, इसके आयनीकरण के उत्पाद - H+ और OH" आयन कोशिका के लगभग सभी घटकों (प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड, आदि) के गुणों पर बहुत बड़ा प्रभाव डालते हैं। इस प्रकार, उत्प्रेरक गतिविधि एंजाइमों की मात्रा काफी हद तक H+ और OH आयनों की सांद्रता पर निर्भर करती है।"

किण्वन बैक्टीरिया द्वारा ऊर्जा प्राप्त करने का मुख्य तरीका है।

किण्वन एक चयापचय प्रक्रिया है जिसके परिणामस्वरूप एटीपी का निर्माण होता है, और इलेक्ट्रॉन दाता और स्वीकर्ता किण्वन के दौरान ही बनने वाले उत्पाद हैं।

किण्वन ऑक्सीजन के उपयोग के बिना होने वाली कार्बनिक पदार्थों, मुख्य रूप से कार्बोहाइड्रेट, के एंजाइमेटिक टूटने की प्रक्रिया है। यह शरीर के जीवन के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करता है और पदार्थों के चक्र और प्रकृति में एक बड़ी भूमिका निभाता है। सूक्ष्मजीवों (अल्कोहल, लैक्टिक एसिड, ब्यूटिरिक एसिड, एसिटिक एसिड) के कारण होने वाले कुछ प्रकार के किण्वन का उपयोग एथिल अल्कोहल, ग्लिसरीन और अन्य तकनीकी और खाद्य उत्पादों के उत्पादन में किया जाता है।

अल्कोहलिक किण्वन(खमीर और कुछ प्रकार के बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है), जिसके दौरान पाइरूवेट इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड में टूट जाता है। ग्लूकोज के एक अणु से अल्कोहल (इथेनॉल) के दो अणु और कार्बन डाइऑक्साइड के दो अणु बनते हैं। इस प्रकार का किण्वन ब्रेड उत्पादन, शराब बनाने, वाइन बनाने और आसवन में बहुत महत्वपूर्ण है।

लैक्टिक एसिड किण्वन, जिसके दौरान पाइरूवेट लैक्टिक एसिड में कम हो जाता है, लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया और अन्य जीवों द्वारा किया जाता है। जब दूध को किण्वित किया जाता है, तो लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया लैक्टोज को लैक्टिक एसिड में बदल देता है, जिससे दूध किण्वित दूध उत्पादों (दही, दही, आदि) में बदल जाता है; लैक्टिक एसिड इन उत्पादों को खट्टा स्वाद देता है।

लैक्टिक एसिड किण्वन जानवरों की मांसपेशियों में भी होता है जब ऊर्जा की आवश्यकता श्वसन द्वारा प्रदान की जाने वाली ऊर्जा से अधिक होती है, और रक्त के पास ऑक्सीजन पहुंचाने का समय नहीं होता है।

ज़ोरदार व्यायाम के दौरान मांसपेशियों में जलन लैक्टिक एसिड के उत्पादन और एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस में बदलाव से संबंधित होती है, क्योंकि शरीर द्वारा ऑक्सीजन की भरपाई करने की तुलना में एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस द्वारा ऑक्सीजन को कार्बन डाइऑक्साइड में तेजी से परिवर्तित किया जाता है; और व्यायाम के बाद मांसपेशियों में दर्द मांसपेशी फाइबर के सूक्ष्म आघात के कारण होता है। ऑक्सीजन की कमी होने पर शरीर एटीपी उत्पादन की इस कम कुशल लेकिन तेज़ विधि को अपनाता है। फिर लीवर अतिरिक्त लैक्टेट से छुटकारा पाता है, इसे वापस महत्वपूर्ण ग्लाइकोलाइटिक मध्यवर्ती पाइरूवेट में परिवर्तित करता है।

एसिटिक एसिड किण्वनअनेक जीवाणुओं द्वारा किया जाता है। सिरका (एसिटिक एसिड) जीवाणु किण्वन का प्रत्यक्ष परिणाम है। खाद्य पदार्थों का अचार बनाते समय, एसिटिक एसिड भोजन को रोगजनक और सड़ने वाले बैक्टीरिया से बचाता है।

ब्यूट्रिक एसिडकिण्वन से ब्यूटिरिक एसिड का निर्माण होता है; इसके प्रेरक एजेंट क्लोस्ट्रीडियम जीनस के कुछ अवायवीय बैक्टीरिया हैं।

बैक्टीरिया का प्रजनन.

कुछ जीवाणुओं में यौन प्रक्रिया नहीं होती है और वे केवल समान द्विआधारी अनुप्रस्थ विखंडन या नवोदित द्वारा ही प्रजनन करते हैं। एककोशिकीय सायनोबैक्टीरिया के एक समूह के लिए, एकाधिक विखंडन (तेजी से क्रमिक बाइनरी विभाजनों की एक श्रृंखला जिससे 4 से 1024 नई कोशिकाओं का निर्माण होता है) का वर्णन किया गया है। बदलते परिवेश में विकास और अनुकूलन के लिए आवश्यक जीनोटाइप की प्लास्टिसिटी सुनिश्चित करने के लिए, उनके पास अन्य तंत्र हैं।

विभाजित होने पर, अधिकांश ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया और फिलामेंटस साइनोबैक्टीरिया मेसोसोम की भागीदारी के साथ परिधि से केंद्र तक एक अनुप्रस्थ सेप्टम का संश्लेषण करते हैं। ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया संकुचन द्वारा विभाजित होते हैं: विभाजन के स्थल पर, सीपीएम और कोशिका दीवार की धीरे-धीरे बढ़ती हुई आंतरिक वक्रता का पता चलता है। जब नवोदित होता है, तो मातृ कोशिका के ध्रुवों में से एक पर एक कली बनती है और बढ़ती है; मातृ कोशिका उम्र बढ़ने के लक्षण दिखाती है और आमतौर पर 4 से अधिक बेटी कोशिकाओं का उत्पादन नहीं कर सकती है। मुकुलन जीवाणुओं के विभिन्न समूहों में होता है और संभवतः विकास के दौरान कई बार उत्पन्न हुआ।

अन्य जीवाणुओं में, प्रजनन के अलावा, यौन प्रक्रिया देखी जाती है, लेकिन सबसे आदिम रूप में। बैक्टीरिया की यौन प्रक्रिया यूकेरियोट्स की यौन प्रक्रिया से भिन्न होती है क्योंकि बैक्टीरिया युग्मक नहीं बनाते हैं और कोशिका संलयन नहीं होता है। प्रोकैरियोट्स में पुनर्संयोजन का तंत्र।हालाँकि, यौन प्रक्रिया की सबसे महत्वपूर्ण घटना, अर्थात् आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान, भी इस मामले में होती है। इसे आनुवंशिक पुनर्संयोजन कहा जाता है। दाता कोशिका से कुछ डीएनए (बहुत कम ही संपूर्ण डीएनए) प्राप्तकर्ता कोशिका में स्थानांतरित किया जाता है, जिसका डीएनए आनुवंशिक रूप से दाता के डीएनए से भिन्न होता है। इस मामले में, स्थानांतरित डीएनए प्राप्तकर्ता के डीएनए के हिस्से को बदल देता है। डीएनए प्रतिस्थापन की प्रक्रिया में एंजाइम शामिल होते हैं जो डीएनए स्ट्रैंड को विभाजित करते हैं और फिर से जुड़ते हैं। यह डीएनए का निर्माण करता है जिसमें दोनों मूल कोशिकाओं के जीन शामिल होते हैं। इस डीएनए को पुनः संयोजक कहा जाता है। संतान, या पुनः संयोजक, जीन बदलाव के कारण लक्षणों में उल्लेखनीय भिन्नता प्रदर्शित करते हैं। लक्षणों की यह विविधता विकास के लिए बहुत महत्वपूर्ण है और यौन प्रक्रिया का मुख्य लाभ है।

पुनः संयोजक प्राप्त करने की तीन ज्ञात विधियाँ हैं। ये हैं - उनकी खोज के क्रम में - परिवर्तन, संयुग्मन और पारगमन।

बैक्टीरिया की उत्पत्ति.

बैक्टीरिया, आर्किया के साथ, पृथ्वी पर पहले जीवित जीवों में से थे, जो लगभग 3.9-3.5 अरब साल पहले दिखाई दिए थे। इन समूहों के बीच विकासवादी संबंधों का अभी तक पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है; कम से कम तीन मुख्य परिकल्पनाएँ हैं: एन. पेस का सुझाव है कि उनके पास प्रोटोबैक्टीरिया का एक सामान्य पूर्वज है; ज़वरज़िन आर्किया को यूबैक्टेरिया के विकास की एक मृत-अंत शाखा मानते हैं चरम आवासों में महारत हासिल कर ली है; अंततः, तीसरी परिकल्पना के अनुसार, आर्किया पहले जीवित जीव हैं जिनसे बैक्टीरिया की उत्पत्ति हुई।

यूकेरियोट्स बहुत बाद में बैक्टीरिया कोशिकाओं से सहजीवन के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुए: लगभग 1.9-1.3 अरब साल पहले। बैक्टीरिया का विकास एक स्पष्ट शारीरिक और जैव रासायनिक पूर्वाग्रह की विशेषता है: जीवन रूपों और आदिम संरचना की सापेक्ष गरीबी के साथ, उन्होंने वर्तमान में ज्ञात लगभग सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में महारत हासिल कर ली है। प्रोकैरियोटिक जीवमंडल में पहले से ही पदार्थ को बदलने के सभी मौजूदा तरीके मौजूद थे। यूकेरियोट्स ने, इसमें प्रवेश करके, अपने कामकाज के केवल मात्रात्मक पहलुओं को बदल दिया, लेकिन गुणात्मक नहीं, तत्वों के चक्र के कई चरणों में, बैक्टीरिया अभी भी एकाधिकार स्थिति बनाए रखते हैं;

सबसे पुराने जीवाणुओं में से कुछ सायनोबैक्टीरिया हैं। 3.5 अरब साल पहले बनी चट्टानों में, उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि के उत्पाद पाए गए थे - स्ट्रोमेटोलाइट्स; साइनोबैक्टीरिया के अस्तित्व का निर्विवाद प्रमाण 2.2-2.0 अरब साल पहले का है। उनके लिए धन्यवाद, वायुमंडल में ऑक्सीजन जमा होने लगी, जो 2 अरब साल पहले एरोबिक श्वसन की शुरुआत के लिए पर्याप्त सांद्रता तक पहुंच गई थी। ओब्लिगेट एरोबिक मेटालोजेनियम की संरचनाएं इसी समय की हैं।

वायुमंडल में ऑक्सीजन की उपस्थिति (ऑक्सीजन आपदा) ने अवायवीय जीवाणुओं को गंभीर झटका दिया। वे या तो मर जाते हैं या स्थानीय रूप से संरक्षित ऑक्सीजन मुक्त क्षेत्रों में चले जाते हैं। इस समय बैक्टीरिया की समग्र प्रजाति विविधता कम हो जाती है।

यह माना जाता है कि यौन प्रक्रिया की अनुपस्थिति के कारण, बैक्टीरिया का विकास यूकेरियोट्स की तुलना में पूरी तरह से अलग तंत्र का अनुसरण करता है। लगातार क्षैतिज जीन स्थानांतरण से विकासवादी संबंधों की तस्वीर में अस्पष्टताएं पैदा होती हैं; विकास बेहद धीमी गति से होता है (और, शायद, यूकेरियोट्स के आगमन के साथ पूरी तरह से बंद हो जाता है), लेकिन बदलती परिस्थितियों में निरंतर सामान्य आनुवंशिकता वाली कोशिकाओं के बीच जीन का तेजी से पुनर्वितरण होता है। पूल।

जीवाणुओं की व्यवस्था.

प्रकृति और मानव जीवन में जीवाणुओं की भूमिका।

बैक्टीरिया खेलते हैं महत्वपूर्ण भूमिकाजमीन पर। वे प्रकृति में पदार्थों के चक्र में सक्रिय भाग लेते हैं। सभी कार्बनिक यौगिक और अकार्बनिक यौगिकों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बैक्टीरिया की मदद से महत्वपूर्ण परिवर्तन से गुजरता है। प्रकृति में यह भूमिका वैश्विक महत्व की है। सभी जीवों से पहले (3.5 अरब वर्ष से अधिक पहले) पृथ्वी पर प्रकट होने के बाद, उन्होंने पृथ्वी का जीवित खोल बनाया और जीवित और मृत कार्बनिक पदार्थों को सक्रिय रूप से संसाधित करना जारी रखा, पदार्थों के चक्र में उनके चयापचय के उत्पादों को शामिल किया। प्रकृति में पदार्थों का चक्र पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व का आधार है।

सभी पौधों और जानवरों के अवशेषों का अपघटन और ह्यूमस और ह्यूमस का निर्माण भी मुख्य रूप से बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है। बैक्टीरिया प्रकृति में एक शक्तिशाली जैविक कारक हैं।

जीवाणुओं का मिट्टी बनाने का कार्य बहुत महत्वपूर्ण है। हमारे ग्रह पर पहली मिट्टी बैक्टीरिया द्वारा बनाई गई थी। हालाँकि, हमारे समय में भी, मिट्टी की स्थिति और गुणवत्ता मिट्टी के जीवाणुओं की कार्यप्रणाली पर निर्भर करती है। तथाकथित नाइट्रोजन-फिक्सिंग नोड्यूल बैक्टीरिया, फलीदार पौधों के सहजीवन, मिट्टी की उर्वरता के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। वे मिट्टी को मूल्यवान नाइट्रोजन यौगिकों से संतृप्त करते हैं।

बैक्टीरिया गंदे अपशिष्ट जल को कार्बनिक पदार्थ को तोड़कर और उसे हानिरहित अकार्बनिक पदार्थ में परिवर्तित करके शुद्ध करते हैं। बैक्टीरिया के इस गुण का व्यापक रूप से अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में उपयोग किया जाता है।

कई मामलों में बैक्टीरिया इंसानों के लिए हानिकारक हो सकते हैं। इस प्रकार, सैप्रोट्रॉफिक बैक्टीरिया खराब हो जाते हैं खाद्य उत्पाद. उत्पादों को खराब होने से बचाने के लिए, उन्हें विशेष प्रसंस्करण (उबलाना, नसबंदी, ठंड, सुखाने, रासायनिक सफाई, आदि) के अधीन किया जाता है। अगर ऐसा नहीं किया गया तो फूड पॉइजनिंग हो सकती है।

जीवाणुओं में कई रोग-कारक (रोगजनक) प्रजातियाँ हैं जो मनुष्यों, जानवरों या पौधों में रोग पैदा करती हैं। टाइफाइड बुखार साल्मोनेला जीवाणु के कारण होता है, जबकि पेचिश शिगेला जीवाणु के कारण होता है। छींकने, खांसने और यहां तक ​​कि सामान्य बातचीत (डिप्थीरिया, काली खांसी) के दौरान भी बीमार व्यक्ति की लार की बूंदों के साथ रोगजनक बैक्टीरिया हवा में फैलते हैं। कुछ रोगजनक बैक्टीरिया सूखने के प्रति बहुत प्रतिरोधी होते हैं और लंबे समय तक धूल में बने रहते हैं (ट्यूबरकुलोसिस बेसिलस)। क्लोस्ट्रीडियम जीनस के बैक्टीरिया धूल और मिट्टी में रहते हैं - गैस गैंग्रीन और टेटनस के प्रेरक एजेंट। कुछ जीवाणु रोग किसी बीमार व्यक्ति (यौन संचारित रोग, कुष्ठ रोग) के साथ शारीरिक संपर्क के माध्यम से फैलते हैं। अक्सर रोगजनक बैक्टीरिया तथाकथित वैक्टर का उपयोग करके मनुष्यों में प्रेषित होते हैं। उदाहरण के लिए, मक्खियाँ, सीवेज में रेंगते हुए, अपने पैरों पर हजारों रोगजनक बैक्टीरिया इकट्ठा करती हैं, और फिर उन्हें मनुष्यों द्वारा खाए जाने वाले भोजन पर छोड़ देती हैं।

अध्ययन का इतिहास

सामान्य सूक्ष्म जीव विज्ञान की नींव और प्रकृति में बैक्टीरिया की भूमिका के अध्ययन की नींव बेजरिनक, मार्टिनस विलेम और विनोग्रैडस्की, सर्गेई निकोलाइविच द्वारा रखी गई थी।

जीवाणु कोशिकाओं की संरचना का अध्ययन 1930 के दशक में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के आविष्कार के साथ शुरू हुआ। 1937 में, ई. चैटन ने सभी जीवों को कोशिकीय संरचना के प्रकार के अनुसार प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में विभाजित करने का प्रस्ताव रखा और 1961 में स्टीनियर और वान नील ने अंततः इस विभाजन को औपचारिक रूप दिया। आण्विक जीव विज्ञान के विकास के कारण 1977 में के. वॉइस ने स्वयं प्रोकैरियोट्स के बीच मूलभूत अंतर की खोज की: बैक्टीरिया और आर्किया के बीच।

संरचना

अधिकांश बैक्टीरिया (एक्टिनोमाइसेट्स और फिलामेंटस सायनोबैक्टीरिया को छोड़कर) एककोशिकीय हैं। कोशिकाओं के आकार के अनुसार, वे गोल (कोक्सी), छड़ के आकार (बेसिली, क्लॉस्ट्रिडिया, स्यूडोमोनैड्स), जटिल (वाइब्रियोस, स्पिरिला, स्पाइरोकेट्स), कम अक्सर - तारकीय, टेट्राहेड्रल, क्यूबिक, सी- या ओ- हो सकते हैं। आकार दिया गया। आकार बैक्टीरिया की सतह से जुड़ाव, गतिशीलता और पोषक तत्वों के अवशोषण जैसी क्षमताओं को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, यह नोट किया गया है कि ऑलिगोट्रॉफ़्स, यानी, पर्यावरण में कम पोषक तत्व सामग्री के साथ रहने वाले बैक्टीरिया, सतह-से-आयतन अनुपात को बढ़ाने का प्रयास करते हैं, उदाहरण के लिए, आउटग्रोथ (तथाकथित प्रोस्टेक) के गठन के माध्यम से ).

अनिवार्य सेलुलर संरचनाओं में से, तीन प्रतिष्ठित हैं:

साथ बाहरसीपीएम से कई परतें (कोशिका भित्ति, कैप्सूल, श्लेष्मा झिल्ली) कहलाती हैं कोशिका झिल्ली , और सतह संरचनाएँ(फ्लैगेल्ला, विली)। सीपीएम और साइटोप्लाज्म को अवधारणा में एक साथ जोड़ा गया है मूलतत्त्व.

प्रोटोप्लास्ट संरचना

सीपीएम बाहरी वातावरण से कोशिका की सामग्री (साइटोप्लाज्म) को सीमित करता है। घुलनशील आरएनए, प्रोटीन, उत्पादों और चयापचय प्रतिक्रियाओं के सब्सट्रेट्स वाले साइटोप्लाज्म के सजातीय अंश को कहा जाता है साइटोसोल. साइटोप्लाज्म का दूसरा भाग विभिन्न संरचनात्मक तत्वों द्वारा दर्शाया जाता है।

बैक्टीरिया के जीवन के लिए आवश्यक सभी आनुवंशिक जानकारी एक डीएनए (जीवाणु गुणसूत्र) में निहित होती है, जो अक्सर सहसंयोजक रूप से बंद रिंग के रूप में होती है (रैखिक गुणसूत्र पाए जाते हैं) Streptomycesऔर बोरेलिया). यह एक बिंदु पर सीपीएम से जुड़ा होता है और एक अलग संरचना में रखा जाता है, लेकिन साइटोप्लाज्म से एक झिल्ली द्वारा अलग नहीं किया जाता है, और इसे कहा जाता है न्यूक्लियॉइड. खुला हुआ डीएनए 1 मिमी से अधिक लंबा होता है। जीवाणु गुणसूत्र आमतौर पर एक ही प्रति में प्रस्तुत किया जाता है, अर्थात, लगभग सभी प्रोकैरियोट्स अगुणित होते हैं, हालांकि कुछ शर्तों के तहत एक कोशिका में इसके गुणसूत्र की कई प्रतियां हो सकती हैं, और बर्कहोल्डेरिया सेपेसियाइसमें तीन अलग-अलग गोलाकार गुणसूत्र (लंबाई 3.6, 3.2 और 1.1 मिलियन आधार जोड़े) हैं। प्रोकैरियोट्स के राइबोसोम भी यूकेरियोट्स से भिन्न होते हैं और इनका अवसादन स्थिरांक 70 S (यूकेरियोट्स में 80 S) होता है।

इन संरचनाओं के अलावा, साइटोप्लाज्म में आरक्षित पदार्थों का समावेश भी मौजूद हो सकता है।

कोशिका झिल्ली और सतह संरचनाएँ

बैक्टीरिया में, कोशिका भित्ति संरचना के दो मुख्य प्रकार होते हैं, जो ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव प्रजातियों की विशेषता होती है।

ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति होती है सजातीय परत 20-80 एनएम मोटा, मुख्य रूप से पेप्टिडोग्लाइकन से बना है जिसमें कम टेइकोइक एसिड और थोड़ी मात्रा में पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन और लिपिड (जिन्हें लिपोपॉलीसेकेराइड कहा जाता है) होता है। कोशिका भित्ति में 1-6 एनएम व्यास वाले छिद्र होते हैं, जो इसे कई अणुओं के लिए पारगम्य बनाते हैं।

ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में, पेप्टिडोग्लाइकन परत सीपीएम से शिथिल रूप से सटी होती है और इसकी मोटाई केवल 2-3 एनएम होती है। यह एक बाहरी झिल्ली से घिरा होता है, जिसका आकार आमतौर पर असमान, घुमावदार होता है। सीपीएम, पेप्टाइडोग्लाइकन परत और बाहरी झिल्ली के बीच एक जगह होती है जिसे कहा जाता है पेरिप्लास्मिकऔर परिवहन प्रोटीन और एंजाइम सहित एक समाधान से भरा हुआ।

कोशिका भित्ति के बाहर एक कैप्सूल हो सकता है - एक अनाकार परत जो दीवार के साथ संबंध बनाए रखती है। श्लेष्म परतों का कोशिका से कोई संबंध नहीं होता है और ये आसानी से अलग हो जाती हैं, जबकि आवरण अनाकार नहीं होते हैं, लेकिन उनकी संरचना अच्छी होती है। हालाँकि, इन तीन आदर्शीकृत मामलों के बीच कई संक्रमणकालीन रूप हैं।

DIMENSIONS

बैक्टीरिया का औसत आकार होता है 0.5-5 माइक्रोन. वजन - 4⋅10−13 ग्राम। इशरीकिया कोलीउदाहरण के लिए, इसका आयाम 0.3-1 गुणा 1-6 माइक्रोन है, स्टाफीलोकोकस ऑरीअस- व्यास 0.5-1 माइक्रोन, बेसिलस सुबटिलिस- 0.75 गुणा 2-3 माइक्रोन। सबसे बड़ा ज्ञात जीवाणु है थियोमार्गरिटा नामिबिएन्सिस, 750 माइक्रोन (0.75 मिमी) के आकार तक पहुंचता है। दूसरा है एपुलोपिसियम फिशेलसोनी, जिसका व्यास 80 माइक्रोन और लंबाई 700 माइक्रोन तक होती है और यह सर्जिकल मछली के पाचन तंत्र में रहता है एकेंथुरस निग्रोफस्कस. एक्रोमैटियम ऑक्सालिफेरम 33 गुणा 100 माइक्रोन के आयाम तक पहुंचता है, बेगियाटोआ अल्बा- 10 गुणा 50 माइक्रोन। स्पाइरोकीट्स 0.7 µm की मोटाई के साथ लंबाई में 250 µm तक बढ़ सकते हैं। वहीं, बैक्टीरिया में सबसे छोटे बैक्टीरिया भी शामिल हैं सेलुलर संरचनाजीव. माइकोप्लाज्मा मायकोइड्सइसका आकार 0.1-0.25 माइक्रोन है, जो बड़े वायरस के आकार से मेल खाता है, उदाहरण के लिए, तंबाकू मोज़ेक, काउपॉक्स या इन्फ्लूएंजा। सैद्धांतिक गणना के अनुसार, 0.15-0.20 माइक्रोन से कम व्यास वाली एक गोलाकार कोशिका स्वतंत्र प्रजनन में असमर्थ हो जाती है, क्योंकि यह शारीरिक रूप से पर्याप्त मात्रा में सभी आवश्यक बायोपॉलिमर और संरचनाओं को समायोजित नहीं कर सकती है।

किसी कोशिका की त्रिज्या में रैखिक वृद्धि के साथ, इसकी सतह त्रिज्या के वर्ग के अनुपात में बढ़ जाती है, और इसका आयतन घन के अनुपात में बढ़ जाता है, इसलिए, छोटे जीवों में सतह और आयतन का अनुपात बड़े जीवों की तुलना में अधिक होता है, जिसका अर्थ है पर्यावरण के साथ पदार्थों का अधिक सक्रिय आदान-प्रदान। मेटाबोलिक गतिविधि को मापा जाता है विभिन्न संकेतक, बायोमास की प्रति इकाई बड़े रूपों की तुलना में छोटे रूपों में अधिक होती है। इसलिए, सूक्ष्मजीवों के लिए भी छोटे आकार अधिक जटिल यूकेरियोट्स की तुलना में विकास और प्रजनन की दर में बैक्टीरिया और आर्किया को लाभ देते हैं और उनकी महत्वपूर्ण पारिस्थितिक भूमिका निर्धारित करते हैं।

जीवाणुओं में बहुकोशिकीयता

एक बहुकोशिकीय जीव को निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना होगा:

• इसकी कोशिकाओं को एकत्रित किया जाना चाहिए,
• कोशिकाओं के बीच कार्यों का विभाजन होना चाहिए,
• एकत्रित कोशिकाओं के बीच स्थिर विशिष्ट संपर्क स्थापित होने चाहिए।

प्रोकैरियोट्स में बहुकोशिकीयता ज्ञात है; सबसे उच्च संगठित बहुकोशिकीय जीव सायनोबैक्टीरिया और एक्टिनोमाइसेट्स के समूह से संबंधित हैं। फिलामेंटस साइनोबैक्टीरिया में, कोशिका भित्ति में संरचनाओं का वर्णन किया गया है जो दो पड़ोसी कोशिकाओं के बीच संपर्क सुनिश्चित करती हैं - माइक्रोप्लाज्मोडेस्माटा. पदार्थ (डाई) और ऊर्जा (ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता का विद्युत घटक) की कोशिकाओं के बीच आदान-प्रदान की संभावना दिखाई गई है। कुछ फिलामेंटस साइनोबैक्टीरिया में, सामान्य वनस्पति कोशिकाओं के अलावा, कार्यात्मक रूप से विभेदित कोशिकाएं होती हैं: अकिनेट्स और हेटेरोसिस्ट। उत्तरार्द्ध नाइट्रोजन स्थिरीकरण करते हैं और वनस्पति कोशिकाओं के साथ चयापचयों का गहन आदान-प्रदान करते हैं।

आंदोलन पैटर्न और चिड़चिड़ापन

कई जीवाणु गतिशील होते हैं। जीवाणुओं की गति मौलिक रूप से कई प्रकार की होती है। सबसे आम गति फ्लैगेल्ला की मदद से होती है: एकल बैक्टीरिया और जीवाणु संघ (झुंड)। इसका एक विशेष मामला स्पाइरोकेट्स की गति भी है, जो अक्षीय फिलामेंट्स के कारण झूलता है, जो फ्लैगेल्ला की संरचना के समान है, लेकिन पेरिप्लाज्म में स्थित है। एक अन्य प्रकार की गति ठोस मीडिया की सतह पर फ्लैगेल्ला के बिना बैक्टीरिया का फिसलना और जीनस के फ्लैगेलेट बैक्टीरिया का पानी में आंदोलन है सिंटिकोकोकस. इसका तंत्र अभी तक अच्छी तरह से समझा नहीं जा सका है; यह माना जाता है कि इसमें बलगम (कोशिका को धकेलना) और कोशिका दीवार में स्थित तंतुमय तंतुओं का स्राव शामिल होता है, जिससे कोशिका की सतह पर एक "चलती हुई लहर" पैदा होती है। अंत में, बैक्टीरिया तरल पदार्थों में तैर सकते हैं और डूब सकते हैं, अपना घनत्व बदल सकते हैं, गैसों से भर सकते हैं या एरोसोम खाली कर सकते हैं।

बैक्टीरिया सक्रिय रूप से कुछ उत्तेजनाओं द्वारा निर्धारित दिशा में आगे बढ़ते हैं। इस घटना को टैक्सी कहा जाता है। केमोटैक्सिस, एयरोटैक्सिस, फोटोटैक्सिस आदि हैं।

उपापचय

रचनात्मक चयापचय

कुछ विशिष्ट बिंदुओं के अपवाद के साथ, जैव रासायनिक मार्ग जिसके माध्यम से बैक्टीरिया में प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और न्यूक्लियोटाइड का संश्लेषण होता है, अन्य जीवों के समान होते हैं। हालाँकि, संख्या के अनुसार संभावित विकल्पये रास्ते और, तदनुसार, बाहर से कार्बनिक पदार्थों की आपूर्ति पर निर्भरता की डिग्री में भिन्न होते हैं।

उनमें से कुछ गैर से आवश्यक सभी कार्बनिक अणुओं को संश्लेषित कर सकते हैं कार्बनिक यौगिक(ऑटोट्रॉफ़्स), जबकि अन्य को तैयार कार्बनिक यौगिकों की आवश्यकता होती है, जिन्हें वे केवल रूपांतरित कर सकते हैं (हेटरोट्रॉफ़्स)।

बैक्टीरिया अपनी नाइट्रोजन की जरूरतों को अपने कार्बनिक यौगिकों (जैसे हेटरोट्रॉफ़िक यूकेरियोट्स) और आणविक नाइट्रोजन (कुछ आर्किया की तरह) दोनों के माध्यम से पूरा कर सकते हैं। अधिकांश बैक्टीरिया अमीनो एसिड और अन्य नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए अकार्बनिक नाइट्रोजन यौगिकों का उपयोग करते हैं: अमोनिया (अमोनियम आयनों के रूप में कोशिकाओं में प्रवेश), नाइट्राइट और नाइट्रेट (जो पहले अमोनियम आयनों में कम हो जाते हैं)। वे फास्फोरस को फॉस्फेट के रूप में, सल्फर को सल्फेट के रूप में या, कम सामान्यतः, सल्फाइड के रूप में अवशोषित करने में सक्षम हैं।

ऊर्जा उपापचय

बैक्टीरिया द्वारा ऊर्जा प्राप्त करने के तरीके अनोखे हैं। ऊर्जा उत्पादन तीन प्रकार के होते हैं (और ये तीनों बैक्टीरिया में जाने जाते हैं): किण्वन, श्वसन और प्रकाश संश्लेषण।

जो बैक्टीरिया केवल ऑक्सीजन मुक्त प्रकाश संश्लेषण करते हैं उनमें फोटोसिस्टम II नहीं होता है। सबसे पहले, ये बैंगनी और हरे फिलामेंटस बैक्टीरिया हैं जिनमें केवल चक्रीय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण मार्ग कार्य करता है, जिसका उद्देश्य एक ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनाना है, जिसके कारण एटीपी संश्लेषित होता है (फोटोफॉस्फोराइलेशन), और एनएडी (पी) + कम हो जाता है, जिसका उपयोग किया जाता है सीओ 2 का अवशोषण। दूसरे, ये हरे सल्फर और हेलिओबैक्टीरिया हैं, जिनमें चक्रीय और गैर-चक्रीय इलेक्ट्रॉन परिवहन दोनों होते हैं, जो एनएडी (पी) + की प्रत्यक्ष कमी को संभव बनाते हैं। कम किए गए सल्फर यौगिकों (आणविक, हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फाइट) या आणविक हाइड्रोजन का उपयोग इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में किया जाता है जो ऑक्सीजन मुक्त प्रकाश संश्लेषण में वर्णक अणु में "रिक्त स्थान" को भरता है।

बहुत विशिष्ट ऊर्जा चयापचय वाले बैक्टीरिया भी होते हैं। इस प्रकार, अक्टूबर 2008 में, जर्नल साइंस में एक पारिस्थितिकी तंत्र की खोज के बारे में एक रिपोर्ट छपी जिसमें बैक्टीरिया की एक पूर्व अज्ञात प्रजाति के प्रतिनिधि शामिल थे - डेसल्फोरुडिस ऑडेक्सविएटर, जो कॉलोनी के पास स्थित यूरेनियम अयस्क बैक्टीरिया से विकिरण के प्रभाव में पानी के अणुओं के विघटन के परिणामस्वरूप गठित हाइड्रोजन से जुड़ी रासायनिक प्रतिक्रियाओं से अपनी जीवन गतिविधि के लिए ऊर्जा प्राप्त करते हैं। समुद्र तल पर रहने वाले जीवाणुओं की कुछ कॉलोनियाँ अपने साथियों को ऊर्जा हस्तांतरित करने के लिए विद्युत प्रवाह का उपयोग करती हैं।

जीवन के प्रकार

आप निम्न तालिका में रचनात्मक और ऊर्जा चयापचय के प्रकारों को जोड़ सकते हैं:

तालिका से पता चलता है कि प्रोकैरियोट्स के पोषण प्रकार की विविधता यूकेरियोट्स की तुलना में बहुत अधिक है (बाद वाले केवल केमोऑर्गनोहेटेरोट्रॉफी और फोटोलिथोऑटोट्रॉफी के लिए सक्षम हैं)।

आनुवंशिक तंत्र का प्रजनन और संरचना

बैक्टीरिया का प्रजनन

कुछ जीवाणुओं में यौन प्रक्रिया नहीं होती है और वे केवल समान द्विआधारी अनुप्रस्थ विखंडन या नवोदित द्वारा ही प्रजनन करते हैं। एककोशिकीय सायनोबैक्टीरिया के एक समूह के लिए, एकाधिक विखंडन (तेजी से क्रमिक बाइनरी विभाजनों की एक श्रृंखला जिससे 4 से 1024 नई कोशिकाओं का निर्माण होता है) का वर्णन किया गया है। बदलते परिवेश में विकास और अनुकूलन के लिए आवश्यक जीनोटाइप की प्लास्टिसिटी सुनिश्चित करने के लिए, उनके पास अन्य तंत्र हैं।

आनुवंशिक उपकरण

जीवन गतिविधि और प्रजातियों की विशिष्टता का निर्धारण करने के लिए आवश्यक जीन अक्सर बैक्टीरिया में एक एकल सहसंयोजक रूप से बंद डीएनए अणु - गुणसूत्र में स्थित होते हैं (कभी-कभी जीनोफोर शब्द का उपयोग यूकेरियोटिक से उनके अंतर पर जोर देने के लिए जीवाणु गुणसूत्रों को नामित करने के लिए किया जाता है)। वह क्षेत्र जहां गुणसूत्र स्थित होता है, न्यूक्लियॉइड कहलाता है और यह किसी झिल्ली से घिरा नहीं होता है। इस संबंध में, नव संश्लेषित एमआरएनए राइबोसोम से जुड़ने के लिए तुरंत उपलब्ध है, और प्रतिलेखन और अनुवाद युग्मित हैं।

एक एकल कोशिका में उसकी प्रजातियों के सभी उपभेदों (तथाकथित "सामूहिक जीनोम") में मौजूद जीनों का केवल 80% ही शामिल हो सकता है।

गुणसूत्र के अलावा, जीवाणु कोशिकाओं में अक्सर प्लास्मिड होते हैं - जो डीएनए रिंग में भी बंद होते हैं, जो स्वतंत्र प्रतिकृति में सक्षम होते हैं। वे इतने बड़े हो सकते हैं कि वे एक गुणसूत्र से अप्रभेद्य हो जाते हैं, लेकिन उनमें अतिरिक्त जीन होते हैं जिनकी आवश्यकता केवल विशिष्ट परिस्थितियों में होती है। विशेष वितरण तंत्र यह सुनिश्चित करते हैं कि प्लास्मिड बेटी कोशिकाओं में बना रहे ताकि वे प्रति कोशिका चक्र 10 −7 से कम की आवृत्ति पर नष्ट हो जाएं। प्लास्मिड की विशिष्टता बहुत विविध हो सकती है: केवल एक मेजबान प्रजाति में मौजूद होने से लेकर आरपी4 प्लास्मिड तक, जो लगभग सभी ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में पाया जाता है। प्लास्मिड एंटीबायोटिक प्रतिरोध, विशिष्ट पदार्थों के विनाश आदि के तंत्र को एनकोड करते हैं; नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए आवश्यक एनआईएफ जीन भी प्लास्मिड में पाए जाते हैं। प्लास्मिड जीन को लगभग 10−4 - 10−7 की आवृत्ति के साथ गुणसूत्र में शामिल किया जा सकता है।

बैक्टीरिया के डीएनए, साथ ही अन्य जीवों के डीएनए में ट्रांसपोज़न होते हैं - मोबाइल खंड जो गुणसूत्र के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में, या एक्स्ट्राक्रोमोसोमल डीएनए में जा सकते हैं। प्लास्मिड के विपरीत, वे स्वायत्त प्रतिकृति में असमर्थ हैं और उनमें आईएस खंड होते हैं - ऐसे क्षेत्र जो कोशिका के भीतर उनके परिवहन को एन्कोड करते हैं। आईएस खंड एक अलग ट्रांसपोसॉन के रूप में कार्य कर सकता है।

क्षैतिज जीन स्थानांतरण

प्रोकैरियोट्स में, जीनोम का आंशिक एकीकरण हो सकता है। संयुग्मन के दौरान, दाता कोशिका, सीधे संपर्क के दौरान, अपने जीनोम का हिस्सा (कुछ मामलों में, संपूर्ण जीनोम) प्राप्तकर्ता कोशिका में स्थानांतरित करती है। दाता के डीएनए के अनुभागों को प्राप्तकर्ता के डीएनए के समजातीय अनुभागों से बदला जा सकता है। इस तरह के आदान-प्रदान की संभावना केवल एक प्रजाति के बैक्टीरिया के लिए महत्वपूर्ण है।

इसी प्रकार, एक जीवाणु कोशिका पर्यावरण में मौजूद डीएनए को स्वतंत्र रूप से अवशोषित कर सकती है, अपने स्वयं के डीएनए के साथ उच्च स्तर की समरूपता के मामले में इसे अपने जीनोम में शामिल कर सकती है। इस प्रक्रिया को परिवर्तन कहा जाता है। प्राकृतिक परिस्थितियों में, आनुवंशिक जानकारी का आदान-प्रदान समशीतोष्ण फ़ेज (ट्रांसडक्शन) की मदद से किया जाता है। इसके अलावा, एक निश्चित प्रकार के प्लास्मिड का उपयोग करके गैर-क्रोमोसोमल जीन का स्थानांतरण संभव है जो इस प्रक्रिया को एन्कोड करता है, अन्य प्लास्मिड के आदान-प्रदान और ट्रांसपोसॉन स्थानांतरण की प्रक्रिया।

क्षैतिज स्थानांतरण के साथ, नए जीन नहीं बनते (जैसा कि उत्परिवर्तन के मामले में होता है), लेकिन विभिन्न जीन संयोजन बनते हैं। यह इस कारण से महत्वपूर्ण है कि प्राकृतिक चयन किसी जीव की विशेषताओं के संपूर्ण समूह पर कार्य करता है।

कोशिका विशिष्टीकरण

सेलुलर भेदभाव एक अपरिवर्तित जीनोटाइप के साथ प्रोटीन के सेट में एक बदलाव है (आमतौर पर आकृति विज्ञान में परिवर्तन में भी प्रकट होता है)।

विश्राम रूपों का निर्माण

धीमी चयापचय के साथ विशेष रूप से प्रतिरोधी रूपों का गठन, प्रतिकूल परिस्थितियों में संरक्षण और वितरण (कम अक्सर प्रजनन के लिए) बैक्टीरिया में भेदभाव का सबसे आम प्रकार है। उनमें से सबसे स्थिर एंडोस्पोर्स हैं, जो प्रतिनिधियों द्वारा गठित होते हैं रोग-कीट, क्लोस्ट्रीडियम, स्पोरोहलोबैक्टर, अवायवीय जीवाणु(एक कोशिका से 7 एंडोस्पोर बनाता है और उनकी मदद से प्रजनन कर सकता है) और हेलिओबैक्टीरियम. इन संरचनाओं का निर्माण सामान्य विभाजन के रूप में शुरू होता है और प्रारंभिक चरण में कुछ एंटीबायोटिक दवाओं द्वारा इसमें परिवर्तित किया जा सकता है। कई जीवाणुओं के एंडोस्पोर्स 100 डिग्री सेल्सियस पर 10 मिनट तक उबलने, 1000 वर्षों तक सूखने में सक्षम होते हैं और, कुछ आंकड़ों के अनुसार, मिट्टी में संरक्षित रहते हैं और चट्टानोंलाखों वर्षों तक व्यवहार्य अवस्था में।

एक्सोस्पोर, सिस्ट कम स्थिर होते हैं ( एजोटोबैक्टर, ग्लाइडिंग बैक्टीरिया, आदि), एकिनेट्स (सायनोबैक्टीरिया) और मायक्सोस्पोर्स (माइक्सोबैक्टीरिया)।

अन्य प्रकार की रूपात्मक रूप से विभेदित कोशिकाएँ

एक्टिनोमाइसेट्स और साइनोबैक्टीरिया विभेदित कोशिकाएं बनाते हैं जो प्रजनन (बीजाणु, साथ ही हॉर्मोगोनियम और बायोसाइट्स, क्रमशः) के लिए काम करते हैं। नोड्यूल बैक्टीरिया के बैक्टेरॉइड्स और साइनोबैक्टीरिया के हेटेरोसिस्ट के समान संरचनाओं पर ध्यान देना भी आवश्यक है, जो नाइट्रोजनेज को आणविक ऑक्सीजन के प्रभाव से बचाने का काम करते हैं।

वर्गीकरण

सबसे प्रसिद्ध उनकी कोशिका दीवार की संरचना के आधार पर बैक्टीरिया का फेनोटाइपिक वर्गीकरण है, विशेष रूप से, बर्गीज़ की टू बैक्टीरिया (1984-1987) के IX संस्करण में शामिल है। इसमें सबसे बड़े वर्गीकरण समूह 4 प्रभाग थे: Gracilicutes(ग्राम नकारात्मक), फर्मिक्यूट्स(ग्राम पॉजिटिव), टेनेरिक्यूट्स(माइकोप्लाज्मा) और मेंडोसिक्यूट्स(आर्किया)।

हाल ही में, डेटा के आधार पर बैक्टीरिया का फ़ाइलोजेनेटिक वर्गीकरण (और विकिपीडिया में इसका उपयोग किया जाता है) तेजी से विकसित किया गया है आणविक जीव विज्ञान. जीनोम समानता के आधार पर संबंधितता का आकलन करने के पहले तरीकों में से एक डीएनए में ग्वानिन और साइटोसिन की सामग्री की तुलना करने की विधि थी, जिसे 1960 के दशक में प्रस्तावित किया गया था। हालाँकि उनकी सामग्री के लिए समान मान जीवों की विकासवादी निकटता के बारे में कोई जानकारी नहीं दे सकते हैं, लेकिन उनके 10% अंतर का मतलब है कि बैक्टीरिया एक ही जीनस से संबंधित नहीं हैं। 1970 के दशक में सूक्ष्म जीव विज्ञान में क्रांति लाने वाली एक अन्य विधि 16s rRNA में जीन अनुक्रमों का विश्लेषण थी, जिससे यूबैक्टेरिया की कई फ़ाइलोजेनेटिक शाखाओं की पहचान करना और उनके बीच संबंधों का मूल्यांकन करना संभव हो गया। प्रजाति स्तर पर वर्गीकरण के लिए डीएनए-डीएनए संकरण विधि का उपयोग किया जाता है। अच्छी तरह से अध्ययन की गई प्रजातियों के नमूने के विश्लेषण से पता चलता है कि संकरण के स्तर का 70% एक प्रजाति की विशेषता है, 10-60% - एक जीनस, 10% से कम - विभिन्न प्रजातियों की विशेषता है।

फ़ाइलोजेनेटिक वर्गीकरण आंशिक रूप से फेनोटाइपिक वर्गीकरण को दोहराता है, उदाहरण के लिए, समूह Gracilicutesदोनों में मौजूद है. उसी समय, ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया के वर्गीकरण को पूरी तरह से संशोधित किया गया था, आर्कबैक्टीरिया को पूरी तरह से उच्चतम रैंक के एक स्वतंत्र टैक्सोन में अलग कर दिया गया था, कुछ टैक्सोनोमिक समूहों को भागों में विभाजित किया गया था और फिर से समूहित किया गया था, पूरी तरह से अलग पारिस्थितिक कार्यों वाले जीवों को एक समूह में जोड़ा गया था , जिससे वैज्ञानिक समुदाय के एक हिस्से में कई असुविधाएँ और असंतोष पैदा हुआ। आलोचना का उद्देश्य यह भी है कि वर्गीकरण वास्तव में अणुओं का होता है, जीवों का नहीं।

उत्पत्ति, विकास, पृथ्वी पर जीवन के विकास में स्थान

बैक्टीरिया, आर्किया के साथ, पृथ्वी पर पहले जीवित जीवों में से थे, जो लगभग 3.9-3.5 अरब साल पहले दिखाई दिए थे। इन समूहों के बीच विकासवादी संबंधों का अभी तक पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है; कम से कम तीन मुख्य परिकल्पनाएँ हैं: एन. पेस का सुझाव है कि उनके पास प्रोटोबैक्टीरिया का एक सामान्य पूर्वज है; ज़वरज़िन आर्किया को यूबैक्टेरिया के विकास की एक मृत-अंत शाखा मानते हैं चरम आवासों में महारत हासिल कर ली है; अंततः, तीसरी परिकल्पना के अनुसार, आर्किया पहले जीवित जीव हैं जिनसे बैक्टीरिया की उत्पत्ति हुई।

रोगजनक जीवाणु

वे जीवाणु जो अन्य जीवों को परजीवी बनाते हैं, रोगजनक कहलाते हैं। बैक्टीरिया बड़ी संख्या में मानव रोगों का कारण बनते हैं जैसे प्लेग ( येर्सिनिया पेस्टिस), एंथ्रेक्स ( कीटाणु ऐंथरैसिस), कुष्ठ रोग (कुष्ठ रोग, रोगज़नक़: माइकोबैक्टीरियम लेप्री), डिप्थीरिया ( कोरिनेबैक्टीरियम डिप्थीरिया), सिफलिस ( ट्रैपोनेमा पैलिडम), हैज़ा ( विब्रियो कोलरा), तपेदिक ( माइकोबैक्टेरियम ट्यूबरक्यूलोसिस), लिस्टेरियोसिस ( लिस्टेरिया monocytogenes) आदि। बैक्टीरिया में रोगजनक गुणों की खोज जारी है: 1976 में लीजियोनिएरेस रोग, के कारण लीजियोनेला न्यूमोफिला, 1980-1990 के दशक में ऐसा दिखाया गया था हैलीकॉप्टर पायलॉरीपेप्टिक अल्सर और यहां तक ​​कि पेट के कैंसर के साथ-साथ क्रोनिक का भी कारण बनता है

बैक्टीरिया एककोशिकीय जीव हैं जिनमें क्लोरोफिल की कमी होती है।

जीवाणुहर जगह पाए जाते हैं, सभी आवासों में निवास करते हैं। सबसे बड़ी मात्रावे मिट्टी में 3 किमी की गहराई तक (एक ग्राम मिट्टी में 3 अरब तक) पाए जाते हैं। हवा में (12 किमी तक की ऊंचाई पर), जानवरों और पौधों (जीवित और मृत दोनों) के शरीर में उनमें से कई हैं, और मानव शरीर कोई अपवाद नहीं है।

जीवाणुओं में गतिहीन और गतिशील रूप होते हैं। बैक्टीरिया एक या एक से अधिक फ्लैगेल्ला की मदद से चलते हैं, जो शरीर की पूरी सतह पर या एक निश्चित क्षेत्र में स्थित होते हैं।

जीवाणु कोशिकाएँ आकार में भिन्न होती हैं:

• गोलाकार - कोक्सी,
• छड़ी के आकार का - बेसिली,
• अल्पविराम के आकार का - वाइब्रियोस,
• मुड़ा हुआ - स्पिरिला।

कोक्सी:

मोनोकॉसी:ये अलग-अलग स्थित कोशिकाएँ हैं।

डिप्लोकॉसी:ये युग्मित कोक्सी हैं; विभाजन के बाद ये जोड़े बना सकते हैं।

गोनोकोकस नीसर: गोनोरिया का प्रेरक एजेंट

न्यूमोकोकी: लोबार निमोनिया का प्रेरक एजेंट

मेनिंगोकोकी: मेनिनजाइटिस का प्रेरक एजेंट (मेनिन्जेस की तीव्र सूजन)

स्ट्रेप्टोकोक्की:ये गोल आकार की कोशिकाएँ होती हैं जो विभाजित होने के बाद शृंखला बनाती हैं।

α - विरिडन्स स्ट्रेप्टोकोक्की

β - हेमोलिटिक स्ट्रेप्टोकोकी, स्कार्लेट ज्वर, गले में खराश, ग्रसनीशोथ के प्रेरक एजेंट...

γ - गैर-हेमोलिटिक स्ट्रेप्टोकोकी

स्टैफिलोकोकस:यह सूक्ष्मजीवों का एक समूह है जो विभाजन के बाद नहीं फैलता है, जिससे विशाल, अव्यवस्थित समूह बनते हैं।

प्रेरक एजेंट: नवजात शिशुओं में पुष्ठीय रोग, सेप्सिस, फोड़े, फोड़े, कफ, मास्टिटिस, पायोडर्माटाइटिस और निमोनिया।

कर्कश:यह 8 या अधिक कोक्सी के बैग के रूप में समूहों में कोक्सी का संचय है।

छड़ के आकार का:

ये बैक्टीरिया हैं बेलनाकार, 1-5×0.5-1 माइक्रोन मापने वाली छड़ों के समान, अक्सर अकेले स्थित होते हैं .

वास्तविक जीवाणु:ये छड़ के आकार के जीवाणु होते हैं जो बीजाणु नहीं बनाते हैं।

बेसिली:ये छड़ के आकार के जीवाणु होते हैं जो बीजाणु बनाते हैं।

(कोच का बैसिलस, कोलाई, एंथ्रेक्स का प्रेरक एजेंट, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा, प्लेग का प्रेरक एजेंट, काली खांसी का प्रेरक एजेंट, चैंक्रॉइड का प्रेरक एजेंट, टेटनस का प्रेरक एजेंट, बोटुलिज़्म का प्रेरक एजेंट, प्रेरक एजेंट...)

विब्रियोस:

ये थोड़ी घुमावदार कोशिकाएँ हैं, जिनका आकार अल्पविराम जैसा है, आकार 1-3 माइक्रोन है।

विब्रियो कॉलेरी: हैजा का प्रेरक एजेंट। पानी में रहता है जिससे संक्रमण होता है।

स्पिरिला:

ये सर्पिल के रूप में जटिल सूक्ष्मजीव होते हैं, जिनमें एक, दो या अधिक सर्पिल वलय होते हैं।

हानिरहित बैक्टीरिया रहते हैं अपशिष्टऔर बांधित जलाशय।

स्पाइरोकेटस:

ये पतले, लंबे, कुल्हाड़ी के आकार के बैक्टीरिया हैं, जो तीन प्रजातियों द्वारा दर्शाए जाते हैं: ट्रेपोनिमा, बोरेलिया, लेर्टोस्पिरा। ट्रेपोनेमा पैलिडम मनुष्यों के लिए रोगजनक है - सिफलिस का प्रेरक एजेंट यौन संचारित होता है।

जीवाणु कोशिका की संरचना:

जीवाणु कोशिका संरचना इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके अच्छी तरह से अध्ययन किया गया। एक जीवाणु कोशिका में एक झिल्ली होती है, जिसकी बाहरी परत को कोशिका भित्ति कहा जाता है, और आंतरिक परत साइटोप्लाज्मिक झिल्ली होती है, साथ ही समावेशन और न्यूक्लियोटाइड के साथ साइटोप्लाज्म भी होती है। अतिरिक्त संरचनाएं हैं: कैप्सूल, माइक्रोकैप्सूल, म्यूकस, फ्लैगेल्ला, पिली, प्लास्मिड;

कोशिका भित्ति - एक मजबूत, लोचदार संरचना जो जीवाणु को एक निश्चित आकार देती है और जीवाणु कोशिका में उच्च आसमाटिक दबाव को "रोकती" है। यह कोशिका को हानिकारक पर्यावरणीय कारकों से बचाता है।

बाहरी झिल्ली लिपोपॉलीसेकेराइड, फॉस्फोलिपिड और प्रोटीन द्वारा दर्शाया गया है। इसके बाहरी तरफ लिपो-पॉलीसेकेराइड होता है।

कोशिका भित्ति और साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के बीच पेरिप्लास्मिक स्थान या पेरिप्लाज्म होता है, जिसमें एंजाइम होते हैं।

कोशिकाद्रव्य की झिल्ली जीवाणु कोशिका भित्ति की आंतरिक सतह से सटा हुआ और जीवाणु कोशिकाद्रव्य के बाहरी भाग को घेरता है। इसमें लिपिड की दोहरी परत होती है, साथ ही अभिन्न प्रोटीन भी होते हैं जो इसमें प्रवेश करते हैं।

कोशिका द्रव्य जीवाणु कोशिका के बड़े हिस्से पर कब्जा करता है और इसमें घुलनशील प्रोटीन, राइबोन्यूक्लिक एसिड, समावेशन और कई छोटे कण होते हैं - राइबोसोम,प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार. साइटोप्लाज्म में ग्लाइकोजन ग्रैन्यूल, पॉलीसेकेराइड, फैटी एसिड और पॉलीफॉस्फेट के रूप में विभिन्न समावेश होते हैं।

न्यूक्लियोटाइड - बैक्टीरिया में नाभिक के बराबर। यह बैक्टीरिया के साइटोप्लाज्म 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। आमतौर पर, एक जीवाणु कोशिका में एक गुणसूत्र होता है, जो एक रिंग में बंद डीएनए अणु द्वारा दर्शाया जाता है।

न्यूक्लियोटाइड के अलावा, जीवाणु कोशिका में आनुवंशिकता के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल कारक हो सकते हैं - प्लास्मिड,सहसंयोजक रूप से बंद डीएनए रिंगों का प्रतिनिधित्व करता है और जीवाणु गुणसूत्र की परवाह किए बिना प्रतिकृति करने में सक्षम है।

कैप्सूल - एक श्लेष्मा संरचना जो बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति से मजबूती से जुड़ी होती है और इसकी बाहरी सीमाएँ स्पष्ट रूप से परिभाषित होती हैं। आमतौर पर कैप्सूल में पॉलीसेकेराइड होते हैं, कभी-कभी पॉली-पेप्टाइड होते हैं,

कई बैक्टीरिया होते हैं माइक्रोकैप्सूल -श्लेष्म गठन, केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा पता लगाया गया।

कशाभिका बैक्टीरिया कोशिका की गतिशीलता निर्धारित करते हैं। फ्लैगेल्ला हैं पतले धागे, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से उत्पन्न होकर, वे विशेष डिस्क द्वारा साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और कोशिका भित्ति से जुड़े होते हैं, अधिक लम्बाई, वे एक प्रोटीन से बने होते हैं - फ्लैगेलिन, एक सर्पिल के रूप में मुड़ा हुआ। फ्लैगेल्ला का पता इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके लगाया जाता है।

विवाद - विश्राम के दौरान बने ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया का एक अनोखा रूप बाहरी वातावरणबैक्टीरिया के अस्तित्व के लिए प्रतिकूल परिस्थितियों में (सूखना, पोषक तत्वों की कमी, आदि)।

एल-फॉर्म बैक्टीरिया.

कई जीवाणुओं में, कोशिका भित्ति के आंशिक या पूर्ण विनाश के साथ, एल-रूप बनते हैं। कुछ के लिए वे अनायास घटित होते हैं। एल-फॉर्म का निर्माण पेनिसिलिन के प्रभाव में होता है, जो कोशिका भित्ति म्यूकोपेप्टाइड्स के संश्लेषण को बाधित करता है। एल-आकार आकृति विज्ञान के अनुसार अलग - अलग प्रकारबैक्टीरिया एक दूसरे के समान होते हैं। वे गोलाकार हैं, विभिन्न आकारों की संरचनाएं: 1-8 माइक्रोन से 250 एनएम तक, वे वायरस की तरह, चीनी मिट्टी के फिल्टर के छिद्रों से गुजरने में सक्षम हैं। हालाँकि, वायरस के विपरीत, एल-फॉर्म को पेनिसिलिन, चीनी और घोड़े के सीरम को जोड़कर कृत्रिम पोषक मीडिया पर उगाया जा सकता है। जब पेनिसिलिन को पोषक माध्यम से हटा दिया जाता है, तो एल-फॉर्म वापस बैक्टीरिया के मूल रूपों में परिवर्तित हो जाते हैं।

वर्तमान में, प्रोटियस, एस्चेरिचिया कोली, विब्रियो कॉलेरी, ब्रुसेला, गैस गैंग्रीन और टेटनस के प्रेरक एजेंट और अन्य सूक्ष्मजीवों के एल-रूप प्राप्त किए गए हैं।

ग्राम-पॉजिटिव सूक्ष्मजीव (जीआर + एम/ओ)।

इनमें शामिल हैं: स्टैफिलोकोकस ऑरियस और स्टैफिलोकोकस एपिडर्मिडिस और स्ट्रेप्टोकोकस...

पर्यावास: ऊपरी श्वसन पथ और त्वचा।

जलाशय: त्वचा, वायु, देखभाल की वस्तुएँ, फर्नीचर, बिस्तर, कपड़े।

सूखने पर ये नहीं मरते.

प्रजनन: वे मनुष्यों के बाहर प्रजनन नहीं करते हैं, लेकिन अगर ठीक से संग्रहित न किया जाए तो खाद्य उत्पादों में प्रजनन करने में सक्षम हैं।

ग्राम-नकारात्मक सूक्ष्मजीव (जीआर - एम/ओ)।

इनमें शामिल हैं: एस्चेरिचिया कोली, क्लेबसिएला, सिट्रोबैक्टर, प्रोटियस, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा...

पर्यावास: आंतें, मूत्र और श्वसन पथ की श्लेष्मा झिल्ली...

जलाशय: गीले कपड़े, बर्तन धोने के लिए ब्रश, सांस लेने के उपकरण, गीली सतहें, औषधीय और कमजोर कीटाणुनाशक। समाधान।

सूखने पर वे मर जाते हैं।

प्रजनन: बाहरी वातावरण में, कीटाणुनाशकों में जमा होता है। कम सांद्रता वाले समाधान।

संचारित: हवाई बूंदों और घरेलू संपर्क द्वारा।