एक जीवाणु कोशिका के लक्षण

कोशिकाएँ जीवन की मूलभूत इकाइयाँ हैं, और जैसे जीवित चीजों के सबसे छोटे विशिष्ट तत्व हैं जो सभी कुंजी को बरकरार रखते हैं जीवित चीजों से जुड़े गुण, जिसमें चयापचय, पुनरुत्पादन की क्षमता और रासायनिक बनाए रखने का साधन शामिल है संतुलन। सेल या तो हैं प्रोकैरियोटिक, बैक्टीरिया और एकल-कोशिका वाले जीवों की चापलूसी का संदर्भ देने वाला शब्द, या यूकेरियोटिक, जो पौधों, कवक और जानवरों को संदर्भित करता है।

बैक्टीरियल और अन्य प्रोकैरियोटिक कोशिकाएं अपने यूकेरियोटिक समकक्षों की तुलना में लगभग हर तरह से कहीं अधिक सरल हैं। कम से कम सभी कोशिकाओं में डीएनए के रूप में एक प्लाज्मा झिल्ली, साइटोप्लाज्म और आनुवंशिक सामग्री शामिल होती है। जबकि यूकेरियोटिक कोशिकाओं में इन आवश्यक तत्वों से परे विभिन्न प्रकार के तत्व होते हैं, ये तीन चीजें लगभग संपूर्ण जीवाणु कोशिकाओं के लिए होती हैं। हालांकि, जीवाणु कोशिकाओं में कुछ विशेषताएं शामिल होती हैं जो यूकेरियोटिक कोशिकाएं नहीं होती हैं, विशेष रूप से एक कोशिका भित्ति।

एक एकल यूकेरियोटिक जीव में खरबों कोशिकाएँ हो सकती हैं, हालाँकि खमीर एककोशिकीय होते हैं; दूसरी ओर, जीवाणु कोशिकाओं में केवल एक कोशिका होती है। जबकि यूकेरियोटिक कोशिकाओं में विभिन्न प्रकार के झिल्ली-बद्ध अंग शामिल होते हैं, जैसे कि नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया (जानवरों में), क्लोरोप्लास्ट (पौधों का माइटोकॉन्ड्रिया का उत्तर), गॉल्जी निकाय, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और लाइसोसोम, जीवाणु कोशिकाओं में कोई नहीं होता है अंग। यूकेरियोट्स और प्रोकैरियोट्स दोनों में राइबोसोम शामिल हैं, प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार छोटी संरचनाएं, लेकिन ये हैं यूकेरियोट्स में आमतौर पर अधिक आसानी से देखा जाता है क्योंकि उनमें से बहुत से रैखिक, रिबन-जैसे एंडोप्लाज्मिक के साथ क्लस्टर होते हैं जालिका

बैक्टीरिया की कोशिकाओं और स्वयं बैक्टीरिया को "आदिम" के रूप में मानना ​​​​आसान है, क्योंकि उनकी अधिक विकासवादी उम्र (लगभग 3.5 अरब वर्ष, बनाम। प्रोकैरियोट्स के लिए लगभग 1.5 बिलियन) और उनकी सादगी। हालाँकि, यह कई कारणों से भ्रामक है। एक यह है कि, प्रजातियों के अस्तित्व के व्यापक दृष्टिकोण से, अधिक जटिल का अर्थ यह नहीं है कि अधिक मजबूत; सभी संभावना में, एक समूह के रूप में बैक्टीरिया मनुष्यों और अन्य "उच्च" जीवों से आगे निकल जाएंगे, जब पृथ्वी पर स्थितियां पर्याप्त रूप से बदल जाएंगी। दूसरा कारण यह है कि जीवाणु कोशिकाएं, हालांकि सरल हैं, ने कई प्रकार के शक्तिशाली अस्तित्व तंत्र विकसित किए हैं जो यूकेरियोट्स में नहीं हैं।

जीवाणु कोशिकाएं तीन मूल आकार में आती हैं: रॉड-जैसी (बेसिली), गोल (कोक्सी), और सर्पिल-आकार (स्पिरिली)। ये रूपात्मक जीवाणु कोशिका विशेषताएँ ज्ञात जीवाणुओं के कारण होने वाले संक्रामक रोगों के निदान में उपयोगी हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, "स्ट्रेप थ्रोट" किसकी प्रजातियों के कारण होता है? और.स्त्रेप्तोकोच्ची, जो, जैसा कि नाम का तात्पर्य है, गोल हैं, जैसे हैं staphylococci. एंथ्रेक्स एक बड़े बेसिलस के कारण होता है, और लाइम रोग एक स्पाइरोचेट के कारण होता है, जो सर्पिल के आकार का होता है। अलग-अलग कोशिकाओं के अलग-अलग आकार के अलावा, जीवाणु कोशिकाएं समूहों में पाई जाती हैं, जिनकी संरचना प्रश्न में प्रजातियों के आधार पर भिन्न होती है। कुछ छड़ें और कोक्सी लंबी श्रृंखलाओं में विकसित होते हैं, जबकि कुछ अन्य कोक्सी समूहों में पाए जाते हैं जो व्यक्तिगत कोशिकाओं के आकार की याद दिलाते हैं।

अधिकांश जीवाणु कोशिकाएं, वायरस के विपरीत, अन्य जीवों से स्वतंत्र रूप से रह सकती हैं, और चयापचय या प्रजनन आवश्यकताओं के लिए अन्य जीवित चीजों पर निर्भर नहीं होती हैं। हालांकि, अपवाद मौजूद हैं; की कुछ प्रजातियां रिकेट्सिया तथा क्लैमाइडिया अनिवार्य रूप से इंट्रासेल्युलर हैं, जिसका अर्थ है कि उनके पास जीवित रहने के लिए जीवित चीजों की कोशिकाओं में रहने के अलावा कोई विकल्प नहीं है।

बैक्टीरियल कोशिकाओं में केंद्रक की कमी के कारण प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं को मूल रूप से अलग किया जाता है यूकेरियोटिक कोशिकाएं, क्योंकि यह अंतर तुलनात्मक रूप से कम आवर्धन के सूक्ष्मदर्शी में भी स्पष्ट होता है शक्ति। बैक्टीरियल डीएनए, जबकि यूकेरियोट्स की तरह एक परमाणु झिल्ली से घिरा नहीं है, फिर भी बारीकी से क्लस्टर होता है, और परिणामी खुरदरा गठन को न्यूक्लियॉइड कहा जाता है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं की तुलना में जीवाणु कोशिकाओं में समग्र रूप से काफी कम डीएनए होता है; यदि अंत से अंत तक फैलाया जाता है, तो विशिष्ट यूकेरियोट की आनुवंशिक सामग्री, या क्रोमैटिन की एक प्रति, तक फैल जाएगी लगभग 1 मिलीमीटर, जबकि एक बैक्टीरिया लगभग 1 से 2 माइक्रोमीटर तक फैला होता है - एक 500- से 1,000-गुना अंतर। यूकेरियोट्स की आनुवंशिक सामग्री में स्वयं डीएनए और हिस्टोन नामक प्रोटीन दोनों शामिल हैं, जबकि प्रोकैरियोटिक डीएनए में कुछ पॉलीमाइन (नाइट्रोजन यौगिक) और मैग्नीशियम आयन इससे जुड़े होते हैं।

शायद जीवाणु कोशिकाओं और अन्य कोशिकाओं के बीच सबसे स्पष्ट संरचनात्मक अंतर यह तथ्य है कि बैक्टीरिया में कोशिका भित्ति होती है। ये दीवारें, These से बनी हैं पेप्टिडोग्लाइकन अणु, कोशिका झिल्ली के ठीक बाहर स्थित होते हैं, जिसमें सभी प्रकार की कोशिकाएँ होती हैं। पेप्टिडोग्लाइकेन्स में पॉलीसेकेराइड शर्करा और प्रोटीन घटकों का संयोजन होता है; उनका मुख्य काम बैक्टीरिया के लिए सुरक्षा और कठोरता जोड़ना और संरचनाओं के लिए एक एंकरिंग बिंदु प्रदान करना है जैसे कि पिली और फ्लैगेला, जो कोशिका झिल्ली में उत्पन्न होते हैं और कोशिका भित्ति के माध्यम से बाहरी वातावरण तक फैलते हैं।

यदि आप एक पिछली सदी में काम कर रहे एक माइक्रोबायोलॉजिस्ट थे और एक ऐसी दवा बनाना चाहते थे जो बैक्टीरिया कोशिकाओं के लिए खतरनाक हो, जबकि ज्यादातर मानव कोशिकाओं के लिए हानिरहित हो, और इसका ज्ञान हो इन जीवों की कोशिकीय संरचना की संबंधित संरचनाएं, आप अन्य सेल को बख्शते हुए सेल की दीवारों के लिए विषाक्त पदार्थों को डिजाइन या खोज कर इस बारे में जा सकते हैं अवयव। वास्तव में, यह ठीक है कि बहुत सारे एंटीबायोटिक्स कैसे काम करते हैं: वे बैक्टीरिया सेल की दीवारों को लक्षित और नष्ट कर देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बैक्टीरिया को मार दिया जाता है। पेनिसिलिन, जो 1940 के दशक की शुरुआत में एंटीबायोटिक दवाओं के प्रथम वर्ग के रूप में उभरा, पेप्टिडोग्लाइकेन्स के संश्लेषण को रोककर कार्य करता है जो कुछ की कोशिका भित्ति बनाते हैं, लेकिन सभी बैक्टीरिया नहीं। वे एक एंजाइम को निष्क्रिय करके ऐसा करते हैं जो अतिसंवेदनशील बैक्टीरिया में क्रॉस-लिंकिंग नामक प्रक्रिया को उत्प्रेरित करता है। वर्षों से, एंटीबायोटिक प्रशासन ने बैक्टीरिया के लिए चयन किया है जो बीटा-लैक्टामेस नामक पदार्थों का उत्पादन करते हैं, जो "आक्रमणकारी" पेनिसिलिन को लक्षित करते हैं। इस प्रकार एंटीबायोटिक दवाओं और उनके छोटे, रोग पैदा करने वाले लक्ष्यों के बीच एक लंबी और कभी न खत्म होने वाली "हथियारों की दौड़" प्रभाव में रहती है।

कुछ बैक्टीरिया में बाहरी संरचनाएं होती हैं जो भौतिक दुनिया के नेविगेशन में बैक्टीरिया की सहायता करती हैं। उदाहरण के लिए, कशाभिका (एकवचन: फ्लैगेलम) चाबुक की तरह के उपांग हैं जो टैडपोल के समान बैक्टीरिया के लिए हरकत का एक साधन प्रदान करते हैं। कभी-कभी वे जीवाणु कोशिका के एक छोर पर पाए जाते हैं; कुछ बैक्टीरिया दोनों सिरों पर होते हैं। फ्लैगेला प्रोपेलर की तरह "बीट" करता है, बैक्टीरिया को पोषक तत्वों का "पीछा" करने, जहरीले रसायनों से "बचने" या प्रकाश की ओर बढ़ने की अनुमति देता है (कुछ बैक्टीरिया, जिन्हें कहा जाता है) साइनोबैक्टीरीया, ऊर्जा के लिए प्रकाश संश्लेषण पर निर्भर करते हैं जैसे पौधे करते हैं और इस प्रकार प्रकाश के नियमित संपर्क की आवश्यकता होती है)।

पिली (एकवचन: पाइलस), संरचनात्मक रूप से फ्लैगेला के समान हैं, क्योंकि वे जीवाणु कोशिका की सतह से बाहर की ओर फैले हुए बालों के समान अनुमान हैं। हालाँकि, उनका कार्य अलग है। हरकत में सहायता करने के बजाय, पिली बैक्टीरिया को अन्य कोशिकाओं और विभिन्न रचनाओं की सतहों से जोड़ने में मदद करती है, जिसमें चट्टानें, आपकी आंतें और यहां तक ​​कि आपके दांतों का इनेमल भी शामिल है। दूसरे शब्दों में, वे बैक्टीरिया को "चिपचिपापन" प्रदान करते हैं जिस तरह से बार्नाकल के विशिष्ट गोले इन जीवों को चट्टानों का पालन करने की अनुमति देते हैं। पिली के बिना, कई रोगजनक (यानी, रोग पैदा करने वाले) बैक्टीरिया संक्रामक नहीं होते हैं, क्योंकि वे मेजबान ऊतकों का पालन नहीं कर सकते हैं। एक विशेष प्रकार की पिली का उपयोग एक प्रक्रिया के लिए किया जाता है जिसे कहा जाता है विकारजिसमें दो बैक्टीरिया डीएनए के कुछ हिस्सों का आदान-प्रदान करते हैं।

कुछ जीवाणुओं का एक बल्कि शैतानी निर्माण एंडोस्पोर हैं। रोग-कीट तथा क्लोस्ट्रीडियम प्रजातियां इन बीजाणुओं का उत्पादन कर सकती हैं, जो कोशिकाओं के अंदर बनने वाले सामान्य जीवाणु कोशिकाओं के अत्यधिक गर्मी प्रतिरोधी, निर्जलित और निष्क्रिय संस्करण हैं। इनमें अपने स्वयं के पूर्ण जीनोम और सभी चयापचय एंजाइम होते हैं। एंडोस्पोर की प्रमुख विशेषता इसका जटिल सुरक्षात्मक बीजाणु आवरण है। बोटुलिज़्म रोग किसके कारण होता है? क्लोस्ट्रीडियम बोटुलिनम एंडोस्पोर, जो एंडोटॉक्सिन नामक एक घातक पदार्थ को गुप्त करता है।

बैक्टीरिया बाइनरी विखंडन नामक एक प्रक्रिया द्वारा उत्पन्न होते हैं, जिसका सीधा अर्थ है आधे में विभाजित होना और कोशिकाओं की एक जोड़ी बनाना जो प्रत्येक आनुवंशिक रूप से मूल कोशिका के समान हों। प्रजनन का यह अलैंगिक रूप यूकेरियोट्स के प्रजनन के बिल्कुल विपरीत है, जो कि यौन है कि इसमें दो मूल जीव शामिल हैं जो एक समान मात्रा में आनुवंशिक सामग्री का योगदान करते हैं ताकि एक संतान। जबकि सतह पर यौन प्रजनन बोझिल लग सकता है - आखिरकार, इस ऊर्जावान रूप से महंगा कदम क्यों शुरू करें यदि कोशिकाएं इसके बजाय सिर्फ आधे में विभाजित हो सकती हैं? - यह आनुवंशिक विविधता का पूर्ण आश्वासन है, और प्रजातियों के अस्तित्व के लिए इस प्रकार की विविधता आवश्यक है।

इसके बारे में सोचें: यदि हर इंसान आनुवंशिक रूप से समान या यहां तक ​​​​कि करीब था, खासकर एंजाइम और प्रोटीन के स्तर पर आप नहीं देख सकते हैं लेकिन यह महत्वपूर्ण चयापचय कार्यों की सेवा करता है, तो एक ही प्रकार का जैविक विरोधी संभावित रूप से सभी का सफाया करने के लिए पर्याप्त होगा मानव जाति। आप पहले से ही जानते हैं कि मनुष्य अपनी आनुवंशिक संवेदनशीलता में कुछ चीजों के लिए प्रमुख से भिन्न होते हैं (कुछ लोग मूंगफली सहित एलर्जी के लिए छोटे जोखिम के संपर्क में आने से मर सकते हैं) और मधुमक्खी का जहर) अपेक्षाकृत तुच्छ (कुछ लोग चीनी लैक्टेज को पचा नहीं सकते हैं, जिससे वे अपने जठरांत्र संबंधी गंभीर व्यवधानों के बिना डेयरी उत्पादों का उपभोग करने में असमर्थ हो जाते हैं) सिस्टम)। एक प्रजाति जो आनुवंशिक विविधता का एक बड़ा सौदा प्राप्त करती है, काफी हद तक विलुप्त होने से सुरक्षित है, क्योंकि यह विविधता कच्चे माल की पेशकश करती है जिस पर अनुकूल प्राकृतिक चयन दबाव कार्य कर सकते हैं। यदि किसी प्रजाति की 10 प्रतिशत आबादी एक निश्चित वायरस से प्रतिरक्षित होती है, जिसे प्रजाति ने अभी तक अनुभव नहीं किया है, तो यह केवल एक विचित्रता है। अगर, दूसरी ओर, वायरस इस आबादी में खुद को प्रकट करता है, तो इस घटना से बहुत पहले नहीं हो सकता है कि 10 प्रतिशत इस प्रजाति में जीवित जीवों के 100 प्रतिशत का प्रतिनिधित्व करता है।

नतीजतन, बैक्टीरिया ने आनुवंशिक विविधता सुनिश्चित करने के लिए कई तरीके विकसित किए हैं। इसमे शामिल है परिवर्तन, संयुग्मन तथा पारगमन. सभी जीवाणु कोशिकाएं इन सभी प्रक्रियाओं का उपयोग नहीं कर सकती हैं, लेकिन उनके बीच, वे सभी जीवाणु प्रजातियों को अन्य की तुलना में कहीं अधिक जीवित रहने की अनुमति देती हैं।

परिवर्तन पर्यावरण से डीएनए लेने की प्रक्रिया है, और इसे प्राकृतिक और कृत्रिम रूपों में विभाजित किया गया है। प्राकृतिक परिवर्तन में, मृत जीवाणुओं के डीएनए को कोशिका झिल्ली, मेहतर-शैली के माध्यम से आंतरिक किया जाता है, और जीवित जीवाणुओं के डीएनए में शामिल किया जाता है। कृत्रिम परिवर्तन में, वैज्ञानिक जानबूझकर डीएनए को एक मेजबान जीवाणु में पेश करते हैं, अक्सर इ। कोलाई (क्योंकि इस प्रजाति में एक छोटा, सरल जीनोम होता है जिसे आसानी से हेरफेर किया जाता है) ताकि इन जीवों का अध्ययन किया जा सके या वांछित जीवाणु उत्पाद बनाया जा सके। अक्सर, पेश किया गया डीएनए a. से होता है प्लाज्मिड, जीवाणु डीएनए की एक स्वाभाविक रूप से होने वाली अंगूठी।

संयुग्मन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक जीवाणु सीधे संपर्क के माध्यम से दूसरे जीवाणु में डीएनए को "इंजेक्ट" करने के लिए पाइलस या पिली का उपयोग करता है। संचरित डीएनए, कृत्रिम परिवर्तन के साथ, एक प्लास्मिड हो सकता है या यह एक अलग टुकड़ा हो सकता है। नए पेश किए गए डीएनए में एक महत्वपूर्ण जीन शामिल हो सकता है जो एंटीबायोटिक प्रतिरोध की अनुमति देने वाले प्रोटीन के लिए कोड करता है।

अंत में, पारगमन एक बैक्टीरियोफेज नामक एक हमलावर वायरस की उपस्थिति पर निर्भर करता है। वायरस जीवित कोशिकाओं पर दोहराने के लिए भरोसा करते हैं, क्योंकि उनके पास आनुवंशिक सामग्री होती है, लेकिन इसकी प्रतियां बनाने के लिए उनके पास मशीनरी की कमी होती है। ये बैक्टीरियोफेज अपने स्वयं के आनुवंशिक पदार्थ को उन जीवाणुओं के डीएनए में रखते हैं जिन पर वे आक्रमण करते हैं और उन्हें निर्देशित करते हैं बैक्टीरिया अधिक फेज बनाने के लिए, जिसके जीनोम में मूल जीवाणु डीएनए और का मिश्रण होता है बैक्टीरियोफेज डीएनए। जब ये नए बैक्टीरियोफेज कोशिका छोड़ते हैं, तो वे अन्य जीवाणुओं पर आक्रमण कर सकते हैं और पिछले मेजबान से प्राप्त डीएनए को नए जीवाणु कोशिका में संचारित कर सकते हैं।