फोटोट्रॉफ़ (प्रोकैरियोट चयापचय): यह क्या है?

यद्यपि वे पहली नज़र में बहुत अलग या कम परिष्कृत लग सकते हैं, प्रोकैरियोट्स में अन्य सभी जीवों के साथ कम से कम एक चीज समान है: वे ईंधन की आवश्यकता है उनके जीवन को शक्ति देने के लिए। प्रोकैर्योसाइटों, जिसमें बैक्टीरिया और आर्किया डोमेन में जीव शामिल हैं, जब चयापचय, या रासायनिक प्रतिक्रियाओं की बात आती है जो जीव ईंधन का उत्पादन करने के लिए उपयोग करते हैं तो बहुत विविध होते हैं।

उदाहरण के लिए, प्रोकैरियोट्स की एक श्रेणी, जिसे कहा जाता है चरमपंथी, ऐसी परिस्थितियों में पनपें जो अन्य जीवन रूपों को नष्ट कर दें, जैसे कि समुद्र में गहरे जलतापीय झरोखों का अति-गर्म पानी। ये सल्फर बैक्टीरिया पानी के तापमान को 750 डिग्री फ़ारेनहाइट तक ठीक से संभालते हैं, और वे अपना ईंधन वेंट्स में पाए जाने वाले हाइड्रोजन सल्फाइड से प्राप्त करते हैं।

कुछ सबसे महत्वपूर्ण प्रोकैरियोट्स प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से अपने ईंधन का उत्पादन करने के लिए फोटॉन कैप्चर पर भरोसा करते हैं। ये जीव हैं फोटोट्रॉफ़्स.

शब्द फोटोट्रोफ पहला सुराग देता है जिससे पता चलता है कि इन जीवों को क्या महत्वपूर्ण बनाता है। ग्रीक में इसका अर्थ है "हल्का पोषण"। सीधे शब्दों में कहें, फोटोट्रॉफ़ ऐसे जीव हैं जो अपनी ऊर्जा फोटॉन या प्रकाश के कणों से प्राप्त करते हैं। आप शायद पहले से ही जानते हैं कि

हालाँकि, यह प्रक्रिया पौधों तक ही सीमित नहीं है। कई प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक जीव अपना भोजन बनाने के लिए प्रकाश संश्लेषण करते हैं, जिसमें प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया और कुछ शैवाल.

जबकि प्रकाश संश्लेषण सभी जीवों में समान होता है जो इसे करते हैं, जीवाणु प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया पौधे प्रकाश संश्लेषण की तुलना में कम जटिल होती है।

हरे पौधों की तरह, फोटोट्रॉफिक बैक्टीरिया प्रकाश संश्लेषण के लिए ऊर्जा स्रोतों के रूप में फोटोन को पकड़ने के लिए वर्णक का उपयोग करते हैं। बैक्टीरिया के लिए, ये हैं बैक्टीरियोक्लोरोफिल्स प्लाज्मा झिल्ली में पाया जाता है (बजाय in .) क्लोरोप्लास्ट पौधे की तरह क्लोरोफिल वर्णक)।

बैक्टीरियोक्लोरोफिल सात ज्ञात किस्मों में मौजूद हैं, जिन्हें ए, बी, सी, डी, ई, सी. लेबल किया गया है_रों या जी. प्रत्येक प्रकार संरचनात्मक रूप से भिन्न होता है और इसलिए स्पेक्ट्रम से एक विशिष्ट प्रकार के प्रकाश को अवशोषित करने में सक्षम होता है, जिसमें अवरक्त विकिरण से लेकर लाल बत्ती से लेकर दूर लाल बत्ती तक होता है। एक फोटोट्रॉफिक जीवाणु में बैक्टीरियोक्लोरोफिल का प्रकार इसकी प्रजातियों पर निर्भर करता है।

पौधे प्रकाश संश्लेषण की तरह, जीवाणु प्रकाश संश्लेषण दो चरणों में होता है: प्रकाश प्रतिक्रिया तथा अंधेरे प्रतिक्रियाएं.

में प्रकाश चरण, बैक्टीरियोक्लोरोफिल फोटॉन पर कब्जा कर लेते हैं। इस प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करने की प्रक्रिया बैक्टीरियोक्लोरोफिल को उत्तेजित करती है, जिससे इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण का हिमस्खलन शुरू हो जाता है और अंततः उत्पादन होता है एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) और निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट (एनएडीपीएच)।

में डार्क स्टेज, उन एटीपी और एनएडीपीएच अणुओं का उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं में किया जाता है जो कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन निर्धारण नामक प्रक्रिया के माध्यम से कार्बनिक कार्बन में बदल देते हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड जैसे कार्बन स्रोत का उपयोग करके विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया कार्बन को अलग-अलग तरीकों से ठीक करके ईंधन बनाते हैं। उदाहरण के लिए, साइनोबैक्टीरिया का उपयोग करते हैं केल्विन चक्र. यह तंत्र कार्बन डाइऑक्साइड के एक अणु को पकड़ने और छह कार्बन के साथ एक अणु बनाने के लिए आरयूबीपी नामक पांच कार्बन के साथ एक यौगिक का उपयोग करता है। यह दो बराबर टुकड़ों में विभाजित हो जाता है, और एक आधा चीनी अणु के रूप में चक्र से बाहर निकलता है।

अन्य आधा एटीपी और एनएडीपीएच से जुड़ी प्रतिक्रियाओं के लिए धन्यवाद, पांच कार्बन के साथ एक अणु में बदल जाता है। फिर, चक्र फिर से शुरू होता है। अन्य बैक्टीरिया रिवर्स पर निर्भर करते हैं क्रेब्स चक्र, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला है जो अकार्बनिक यौगिकों कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बनिक कार्बन का उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रॉन दाताओं (जैसे हाइड्रोजन, सल्फाइड या थियोसल्फेट) का उपयोग करती है।

फोटोट्रॉफ़्स जो प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करते हैं (जिन्हें कहा जाता है फोटोऑटोट्रॉफ़्स) खाद्य श्रृंखला का आधार बनाते हैं। अन्य जीव जो प्रकाश संश्लेषण नहीं कर सकते हैं वे खाद्य स्रोत के रूप में फोटोऑटोट्रॉफ़िक जीवों का उपयोग करके अपना ईंधन प्राप्त करते हैं।

क्योंकि वे स्वयं प्रकाश को ईंधन में नहीं बदल सकते, ये जीव केवल उन जीवों को खाते हैं जो ऊर्जा के स्रोत के रूप में अपने शरीर का उपयोग करते हैं और करते हैं। चूंकि कार्बन फिक्सिंग कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग चीनी अणुओं के रूप में ईंधन का उत्पादन करने के लिए करता है, फोटोट्रोफ वातावरण में अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड को कम करने में मदद करते हैं।

वायुमंडल में मुक्त ऑक्सीजन के लिए भी फोटोट्रॉफ़ जिम्मेदार हो सकते हैं जो आपको पृथ्वी पर सांस लेने और पनपने में सक्षम बनाता है। यह संभावना - जिसे ग्रेट ऑक्सीजनेशन इवेंट कहा जाता है - का प्रस्ताव है कि साइनोबैक्टीरीया प्रकाश संश्लेषण करने और उपोत्पाद के रूप में ऑक्सीजन छोड़ने से अंततः वातावरण में लोहे द्वारा अवशोषित होने के लिए बहुत अधिक ऑक्सीजन का उत्पादन होता है।

यह अतिरिक्त वातावरण का हिस्सा बन गया और आकार लिया क्रमागत उन्नति उस बिंदु से आगे ग्रह पर, जिससे मनुष्यों के लिए अंततः उभरना संभव हो गया।