जीवाणु क्या है?

बैक्टीरिया (Bacteria) एक प्रकार का जैविक सेल है। वे प्रोकैरियोटिक सूक्ष्मजीवों के एक बड़े डोमेन का गठन करते हैं। आमतौर पर लंबाई में कुछ माइक्रोमीटर, बैक्टीरिया में आकृतियों से लेकर छड़ और सर्पिल तक कई आकार होते हैं। बैक्टीरिया पृथ्वी पर दिखाई देने वाले पहले जीवन रूपों में से थे, और इसके अधिकांश आवासों में मौजूद हैं। बैक्टीरिया मिट्टी, पानी, अम्लीय गर्म झरनों, रेडियोधर्मी कचरे और पृथ्वी की पपड़ी के गहरे जीवमंडल में रहते हैं। बैक्टीरिया पौधों और जानवरों के साथ सहजीवी और परजीवी संबंधों में भी रहते हैं। अधिकांश जीवाणुओं की विशेषता नहीं है, और केवल 27 प्रतिशत जीवाणु फ़ाइला की प्रजातियाँ हैं जिन्हें प्रयोगशाला में उगाया जा सकता है। जीवाणुओं के अध्ययन को जीवाणुविज्ञान के रूप में जाना जाता है, जो सूक्ष्म जीव विज्ञान की एक शाखा है।

लगभग सभी जानवरों का जीवन जीवित रहने के लिए बैक्टीरिया पर निर्भर है क्योंकि केवल बैक्टीरिया और कुछ आर्किया में जीन और एंजाइम होते हैं जो विटामिन बी 12 को संश्लेषित करने के लिए आवश्यक होते हैं, जिसे कोबालिन के रूप में भी जाना जाता है, और इसे खाद्य श्रृंखला के माध्यम से प्रदान किया जाता है। विटामिन बी 12 एक पानी में घुलनशील विटामिन है जो मानव शरीर के प्रत्येक कोशिका के चयापचय में शामिल होता है। यह डीएनए संश्लेषण में और फैटी एसिड और अमीनो एसिड चयापचय दोनों में एक cofactor है। यह माइलिन के संश्लेषण में अपनी भूमिका के माध्यम से तंत्रिका तंत्र के सामान्य कामकाज में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

आमतौर पर एक ग्राम मिट्टी में 40 मिलियन जीवाणु कोशिकाएं होती हैं और ताजे पानी के एक मिलीलीटर में एक लाख जीवाणु कोशिकाएँ होती हैं। पृथ्वी पर लगभग 5 × 1030 बैक्टीरिया हैं, एक बायोमास बनाते हैं जो सभी पौधों और जानवरों से अधिक है। वायुमंडल से नाइट्रोजन के निर्धारण जैसे पोषक तत्वों को पुनर्चक्रित करके पोषक तत्व चक्र के कई चरणों में बैक्टीरिया महत्वपूर्ण हैं। पोषक तत्व चक्र में शवों का अपघटन शामिल है; इस प्रक्रिया में बैक्टीरिया आधान अवस्था के लिए जिम्मेदार होते हैं। हाइड्रोथर्मल वेंट्स और कोल्ड सीप के आसपास के जैविक समुदायों में, एक्सोफाइल बैक्टीरिया ऊर्जा को हाइड्रोजन सल्फाइड और मीथेन जैसे भंग यौगिकों में परिवर्तित करके जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक पोषक तत्व प्रदान करते हैं।

मनुष्यों और अधिकांश जानवरों में आंत में बैक्टीरिया की सबसे बड़ी संख्या मौजूद होती है, और त्वचा पर एक बड़ी संख्या होती है। प्रतिरक्षा प्रणाली के सुरक्षात्मक प्रभावों द्वारा शरीर में बैक्टीरिया के विशाल बहुमत को हानिरहित रूप से प्रस्तुत किया जाता है, हालांकि कई फायदेमंद होते हैं, विशेष रूप से आंत के वनस्पति में। हालांकि, बैक्टीरिया की कई प्रजातियां रोगजनक हैं और संक्रामक रोगों का कारण बनती हैं, जिसमें हैजा, सिफलिस, एंथ्रेक्स, कुष्ठ रोग और बुबोनिक प्लेग शामिल हैं। सबसे आम घातक बैक्टीरियल रोग श्वसन संक्रमण हैं। तपेदिक अकेले प्रति वर्ष लगभग 2 मिलियन लोगों को मारता है, ज्यादातर उप-सहारा अफ्रीका में। एंटीबायोटिक्स का उपयोग बैक्टीरिया के संक्रमण का इलाज करने के लिए किया जाता है और इसका उपयोग खेती में भी किया जाता है, जिससे एंटीबायोटिक प्रतिरोध एक बढ़ती समस्या है। उद्योग में, बैक्टीरिया सीवेज उपचार और तेल फैल के टूटने, किण्वन के माध्यम से पनीर और दही के उत्पादन, खनन क्षेत्र में सोने, पैलेडियम, तांबा और अन्य धातुओं की वसूली के साथ-साथ जैव प्रौद्योगिकी और निर्माण में महत्वपूर्ण हैं। एंटीबायोटिक दवाओं और अन्य रसायनों के।

एक बार जब पौधों को स्किज़ोमाइसेट्स (“विखंडन कवक”) बनाने वाले पौधों के रूप में माना जाता है, तो बैक्टीरिया को अब प्रोकैरियोट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। जानवरों और अन्य यूकेरियोट्स की कोशिकाओं के विपरीत, बैक्टीरियल कोशिकाओं में एक नाभिक नहीं होता है और शायद ही कभी झिल्ली से बंधे हुए जीव होते हैं। हालाँकि, बैक्टीरिया शब्द में पारंपरिक रूप से सभी प्रोकैरियोट्स शामिल थे, 1990 के दशक में खोज के बाद वैज्ञानिक वर्गीकरण में बदलाव आया कि प्रोकैरियोट्स में जीवों के दो बहुत अलग समूह शामिल हैं जो एक प्राचीन सामान्य पूर्वज से विकसित हुए थे। इन विकासवादी डोमेन को बैक्टीरिया और आर्किया कहा जाता है।

जीवाणु कोशिका की संरचना (Cellular structure of Bacteria)

विकास और प्रजनन

बहुकोशिकीय जीवों के विपरीत, सेल आकार (सेल वृद्धि) में वृद्धि और कोशिका विभाजन द्वारा प्रजनन कसकर एककोशिकीय जीवों में जुड़े हुए हैं। बैक्टीरिया एक निश्चित आकार तक बढ़ते हैं और फिर बाइनरी विखंडन के माध्यम से प्रजनन करते हैं, अलैंगिक प्रजनन का एक रूप है। इष्टतम परिस्थितियों में, बैक्टीरिया बहुत तेजी से विकसित और विभाजित हो सकते हैं, और बैक्टीरिया की आबादी हर 9.8 मिनट में दोगुनी हो सकती है। कोशिका विभाजन में, दो समान क्लोन बेटी कोशिकाएं उत्पन्न होती हैं। कुछ बैक्टीरिया, जबकि अभी भी अलैंगिक रूप से प्रजनन करते हैं, अधिक जटिल प्रजनन संरचनाएं बनाते हैं जो नवगठित बेटी कोशिकाओं को फैलाने में मदद करते हैं। उदाहरणों में माईक्सोबैक्टीरिया द्वारा शरीर का गठन और स्ट्रेप्टोमाइसेस द्वारा एरियल हाइपेह गठन, या नवोदित शामिल हैं। बडिंग में एक कोशिका होती है जिसमें एक फलाव होता है जो टूट जाता है और एक बेटी कोशिका का निर्माण करता है।

प्रयोगशाला में, आमतौर पर बैक्टीरिया ठोस या तरल मीडिया का उपयोग करके उगाए जाते हैं। ठोस विकास मीडिया, जैसे अगर प्लेटें, का उपयोग बैक्टीरिया के तनाव की शुद्ध संस्कृतियों को अलग करने के लिए किया जाता है। हालांकि, तरल विकास मीडिया का उपयोग तब किया जाता है जब विकास की माप या बड़ी मात्रा में कोशिकाओं की आवश्यकता होती है। उभरे हुए तरल मीडिया में वृद्धि एक समान सेल निलंबन के रूप में होती है, जिससे संस्कृतियों को विभाजित और स्थानांतरित करना आसान होता है, हालांकि तरल मीडिया से एकल बैक्टीरिया को अलग करना मुश्किल है। चयनात्मक मीडिया का उपयोग (विशिष्ट पोषक तत्वों के साथ मीडिया या जोड़ा गया कम या एंटीबायोटिक दवाओं के साथ) विशिष्ट जीवों की पहचान करने में मदद कर सकता है।

बढ़ते बैक्टीरिया के लिए अधिकांश प्रयोगशाला तकनीक सस्ते और जल्दी से बड़ी मात्रा में कोशिकाओं का उत्पादन करने के लिए उच्च स्तर के पोषक तत्वों का उपयोग करती हैं। हालांकि, प्राकृतिक वातावरण में, पोषक तत्व सीमित हैं, जिसका अर्थ है कि बैक्टीरिया अनिश्चित काल तक प्रजनन जारी नहीं रख सकते हैं। इस पोषक तत्व सीमा ने विभिन्न विकास रणनीतियों के विकास का नेतृत्व किया है। पोषक तत्व उपलब्ध होने पर कुछ जीव बहुत तेजी से विकसित हो सकते हैं, जैसे कि अल्गल (और साइनोबैक्टीरियल) का निर्माण खिलता है जो अक्सर गर्मियों के दौरान झीलों में होता है। अन्य जीवों में कठोर वातावरण के लिए अनुकूलन होता है, जैसे कि स्ट्रेप्टोमी द्वारा कई एंटीबायोटिक दवाओं का उत्पादन जो प्रतिस्पर्धी सूक्ष्मजीवों के विकास को रोकते हैं। प्रकृति में, कई जीव समुदायों (जैसे, जैव-ईंधन) में रहते हैं जो पोषक तत्वों की बढ़ती आपूर्ति और पर्यावरणीय तनाव से सुरक्षा के लिए अनुमति दे सकते हैं। ये संबंध किसी विशेष जीव या जीवों के समूह (सिंटॉफी) की वृद्धि के लिए आवश्यक हो सकते हैं।

जीवाणु वृद्धि चार चरणों का अनुसरण करती है। जब बैक्टीरिया की आबादी सबसे पहले एक उच्च पोषक तत्व वाले वातावरण में प्रवेश करती है जो विकास की अनुमति देता है, तो कोशिकाओं को अपने नए वातावरण के अनुकूल होने की आवश्यकता होती है। विकास का पहला चरण अंतराल चरण है, धीमी गति से विकास की अवधि जब कोशिकाएं उच्च पोषक तत्व वाले वातावरण के लिए अनुकूल होती हैं और तेजी से विकास की तैयारी करती हैं। अंतराल चरण में उच्च जैवसंश्लेषण दर हैं, क्योंकि तेजी से विकास के लिए आवश्यक प्रोटीन का उत्पादन किया जाता है। विकास का दूसरा चरण लॉगरिदमिक चरण है, जिसे घातीय चरण भी कहा जाता है। लॉग चरण तेजी से घातीय वृद्धि द्वारा चिह्नित है। इस चरण के दौरान कोशिकाएं जिस दर से बढ़ती हैं, उसे विकास दर (के) के रूप में जाना जाता है, और कोशिकाओं को दोगुना होने में लगने वाले समय को पीढ़ी समय (जी) के रूप में जाना जाता है। लॉग चरण के दौरान, पोषक तत्वों को अधिकतम गति से चयापचय किया जाता है जब तक कि पोषक तत्वों में से एक कम नहीं हो जाता है और विकास को सीमित करना शुरू कर देता है। विकास का तीसरा चरण स्थिर चरण है और यह कम पोषक तत्वों के कारण होता है। कोशिकाएं अपनी चयापचय गतिविधि को कम करती हैं और गैर-आवश्यक सेलुलर प्रोटीन का उपभोग करती हैं। स्थिर चरण एक तेजी से विकास से एक तनाव प्रतिक्रिया राज्य में एक संक्रमण है और डीएनए की मरम्मत, एंटीऑक्सिडेंट चयापचय और पोषक तत्व परिवहन में शामिल जीनों की वृद्धि हुई अभिव्यक्ति है। अंतिम चरण मृत्यु का चरण है जहां बैक्टीरिया पोषक तत्वों से बाहर निकलते हैं और मर जाते हैं।

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