बैक्टीरिया में एक प्लाज्मा झिल्ली होती है। बैक्टीरिया की साइटोप्लाज्मिक झिल्ली। पिली, या फ़िम्ब्रिया

प्रत्येक कोशिका का कोशिकाद्रव्य एक झिल्ली से घिरा होता है जो इसे सीमित करता है पर्यावरण. साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (सीपीएम) एक विशेष रूप से बहुक्रियाशील संरचना है:

1. सीपीएम सभी रासायनिक सूचनाओं को ग्रहण करता हैबाह्य वातावरण से कोशिका में प्रवेश करना।

2. वह मुख्य है आसमाटिक बाधाजिससे कोशिका के अंदर एक निश्चित आसमाटिक दबाव बना रहता है।

3. सीपीएम, कोशिका भित्ति के साथ मिलकर इसमें शामिल है वृद्धि और कोशिका विभाजन का विनियमनबैक्टीरिया।

4. सीपीएम क्रोमोसोम और प्लास्मिड की प्रतिकृति और पृथक्करण की प्रक्रियाओं के नियमन में शामिल है (वे इसके रिसेप्टर्स से जुड़े हुए हैं)।

5. सीपीएम में शामिल हैं सार्थक राशि एंजाइमोंइलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रणाली (TsPM -) सहित ऊर्जा उत्पादन का स्थानबैक्टीरिया में)।

6. सीपीएम के साथ संबद्ध कशाभिकाऔर उनके आंदोलन को विनियमित करने के लिए उपकरण।

7. सीपीएम प्रक्रियाओं में भाग लेती है परिवहन(सक्रिय सहित) पोषक तत्त्वकोशिका में और अपशिष्ट उत्पाद, जिनमें एंजाइम और एक्सोटॉक्सिन शामिल हैं, कोशिका से पर्यावरण में। इसमें सुविधाजनक प्रसार और सक्रिय परिवहन में शामिल प्रोटीन शामिल हैं।

8. सीपीएम खेलती है महत्वपूर्ण भूमिकाविभाजन और स्थिरीकरण में राइबोसोम.
9. सीपीएम कोशिका भित्ति घटकों के संश्लेषण में शामिल है।
10. सीपीएम मेसोसोम के निर्माण में शामिल है (मेसोसोम साइटोप्लाज्म में सीपीएम साइट के आक्रमण के परिणामस्वरूप बनते हैं, वे पेरिप्लास्मिक स्पेस में खुले होते हैं)।

झिल्ली कैसे कार्य करती है सूक्ष्म स्तरइसके अनेक कार्यों में से एक है सबसे गंभीर मुद्दे आधुनिक जीवविज्ञान. सीपीएम का हिस्सा बैक्टीरिया के शुष्क वजन का लगभग 10% है। इसमें 25-40% शामिल है फॉस्फोलिपिड दो परतें बनाते हैं, 20-75% प्रोटीन और 6% तक कार्बोहाइड्रेट। अणुओं फॉस्फोलिपिड असममित होते हैं: विद्युत आवेश ले जाने वाले शीर्ष हाइड्रोफिलिक होते हैं; पूंछ तटस्थ और हाइड्रोफोबिक हैं। फॉस्फोलिपिड एक झिल्ली में पैक होते हैंइस प्रकार: उनके ध्रुवीय हाइड्रोफोबिक सिर बाहर की ओर निकले होते हैं और सीपीएम की दो परतें बनाते हैं - आंतरिक और बाहरी, और गैर-ध्रुवीय हाइड्रोफोबिक पूंछ झिल्ली की मोटाई में छिपी होती हैं। इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न पर, सीपीएम में तीन-परत संरचना का रूप होता है जिसमें दो शामिल होते हैं 2 समानांतर अंधेरी परतें और उन्हें अलग करने वाली एक हल्की परत। यह परत प्रोटीन से जुड़े फॉस्फोलिपिड्स के ध्रुवीय सिरों वाली परतों की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन-पारगम्य है। सीपीएम कार्यों की विशिष्टता काफी हद तक उनमें मौजूद प्रोटीन के सेट पर निर्भर करती है। सीपीएम में उनका स्थान अजीब है: कुछ प्रोटीन पूरी डबल लिपिड परत में प्रवेश करते हैं, प्रोटीन का एक निश्चित हिस्सा या तो केवल आंतरिक से जुड़ा होता है, या केवल बाहरी सतहझिल्ली. यह इस तथ्य से पता चलता है कि झिल्ली और साइटोप्लाज्म के बीच की बातचीत, एक ओर, झिल्ली और बाहरी वातावरणदूसरी ओर, यह अपने जीवन समर्थन की विभिन्न, यद्यपि परस्पर जुड़ी हुई प्रक्रियाओं को निर्धारित करता है: प्राथमिक जैविक झिल्ली का सुविधाजनक प्रसार, सक्रिय परिवहन।

अत्यधिक वृद्धि (कोशिका दीवार की वृद्धि की तुलना में) के साथ, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली इनवेजिनेट्स बनाती है - जटिल रूप से मुड़ी हुई झिल्ली संरचनाओं के रूप में इनवेजिनेशन, जिसे कहा जाता है मेसोसोम.कम जटिल मुड़ी हुई संरचनाओं को इंट्रासाइटोप्लाज्मिक झिल्ली कहा जाता है। मेसोसोम की भूमिकाऔर इंट्रासाइटोप्लाज्मिक झिल्ली को पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है। यह भी सुझाव दिया गया है कि वे एक कलाकृति हैं जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की तैयारी (निर्धारण) 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, पदार्थों के स्राव, बीजाणु निर्माण में भाग लेते हैं, यानी, उच्च ऊर्जा खपत वाली प्रक्रियाओं में।

कोशिका द्रव्यजीवाणु कोशिका के बड़े हिस्से पर कब्जा कर लेता है और इसमें घुलनशील प्रोटीन, राइबोन्यूक्लिक एसिड, समावेशन और कई छोटे कण होते हैं - प्रोटीन के संश्लेषण (अनुवाद) के लिए जिम्मेदार राइबोसोम।

राइबोसोमबैक्टीरिया का आकार लगभग 20 एनएम और गुणांक होता है अवसादन 70S, 8OS राइबोसोम की विशेषता के विपरीत यूकेरियोटिक कोशिकाएं. इसलिए, कुछ एंटीबायोटिक्स बैक्टीरिया राइबोसोम से बंधते हैं और 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 रूढ़िवादी तत्व (विकास की "आणविक घड़ी")। 16एस आरआरएनए। राइबोसोम की छोटी सबयूनिट का हिस्सा है, और 23S rRNA राइबोसोम की बड़ी सबयूनिट का हिस्सा है। 16एस आरआरएनए का अध्ययन। जीनोसिस्टमैटिक्स का आधार है, जो जीवों की संबंधितता की डिग्री का आकलन करने की अनुमति देता है।

साइटोप्लाज्म में विभिन्न पदार्थ होते हैं समावेशकणिकाओं के रूप में ग्लाइकोजन, पॉलीसेकेराइड, बीटा-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक एसिड और पॉलीफॉस्फेट (वोलुटिन)।सभी आरक्षित पदार्थ रासायनिक रूप से निष्क्रिय रूप में कोशिकाओं में मौजूद होते हैं। यह स्थिति सेलुलर सामग्री के ऑस्मोस्टैसिस के उल्लंघन को रोकती है। कुछ समावेशन केवल साइटोप्लाज्म में होते हैं, अन्य एक पतली झिल्ली से घिरे होते हैं। झिल्ली आमतौर पर प्रोटीन प्रकृति की होती है, लेकिन कभी-कभी इसमें लिपिड भी हो सकते हैं। वे पर्यावरण में पोषक तत्वों की अधिकता के साथ जमा होते हैं और पोषण और ऊर्जा आवश्यकताओं के लिए आरक्षित पदार्थों के रूप में काम करते हैं।

वॉल्यूटिनमूल रंगों के प्रति आकर्षण है और मेटाक्रोमैटिक कणिकाओं के रूप में विशेष धुंधला तरीकों (उदाहरण के लिए, नीसर के अनुसार) का उपयोग करके आसानी से पता लगाया जा सकता है। टोल्यूडीन नीला या मेथिलीन नीला दाग वॉलुटिन लाल-बैंगनी, और जीवाणु साइटोप्लाज्म नीला। डिप्थीरिया बेसिलस में वॉलुटिन कणिकाओं की विशिष्ट व्यवस्था कोशिका के तीव्र दाग वाले ध्रुवों के रूप में प्रकट होती है। वॉलुटिन का मेटाक्रोमैटिक धुंधलापन किसके साथ जुड़ा हुआ है? उच्च सामग्रीपोलीमराइज़्ड अकार्बनिक पॉलीफॉस्फेट। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के तहत, वे आकार में 0.1-1.0 µm इलेक्ट्रॉन-सघन कणिकाओं की तरह दिखते हैं।

न्यूक्लियॉइडबैक्टीरिया में केन्द्रक के समतुल्य है। 1956 में, जीवाणु कोशिकाओं के अंदर एक "परमाणु क्षेत्र" या न्यूक्लियॉइड की खोज की गई, जहां जीवाणु गुणसूत्र स्थित होता है। जीवाणु डीएनए गोलाकार और रैखिक रूपों में पाया जाता है। ई. कोली कोशिकाओं के लिए, यह साबित हुआ कि डीएनए एक गोलाकार अणु के रूप में मौजूद है, जबकि बोरेलिया बर्गडोरफेरी के लिए 1989 में यह दिखाया गया था कि कोशिकाओं में डीएनए एक रैखिक रूप में मौजूद होता है। यूकेरियोटिक नाभिक के विपरीत, न्यूक्लियॉइड में नहीं होता है परमाणु लिफाफा, न्यूक्लियोलस और प्रमुख प्रोटीन (हिस्टोन)। आमतौर पर में जीवाणु कोशिकाइसमें एक गुणसूत्र होता है, लेकिन यदि विभाजन में गड़बड़ी होती है, तो इसमें एक गुणसूत्र की 4 या अधिक प्रतियां हो सकती हैं। कुछ प्रजातियों में, कोशिकाओं में दो या तीन गैर-समान गुणसूत्र पाए गए। प्रजाति विब्रियो, लेप्टोस्पाइरा इंटररोगन्स में दो गोलाकार गुणसूत्र होते हैं। इसलिए, यह विचार कि बैक्टीरिया में केवल एक गुणसूत्र होता है, अप्रचलित माना जाता है। न्यूक्लियॉइड का पता डीएनए-विशिष्ट तरीकों से धुंधला होने के बाद एक प्रकाश माइक्रोस्कोप में लगाया जाता है: फ़्यूलगेन या रोमानोव्स्की-गिम्सा के अनुसार। बैक्टीरिया के अल्ट्राथिन वर्गों के इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न पर, न्यूक्लियॉइड में क्रोमोसोम प्रतिकृति में शामिल साइटोप्लाज्मिक झिल्ली या मेसोसोम के साथ कुछ क्षेत्रों से जुड़े डीएनए के फाइब्रिलर, धागे जैसी संरचनाओं के साथ प्रकाश क्षेत्रों का रूप होता है।

न्यूक्लियॉइड के अलावा, जीवाणु कोशिका में आनुवंशिकता के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल कारक होते हैं। - प्लास्मिड, जो सहसंयोजक रूप से बंद डीएनए रिंग हैं। वे बैक्टीरिया कोशिका के जीवन के लिए आवश्यक कार्यों को एन्कोड नहीं करते हैं, लेकिन अस्तित्व की प्रतिकूल परिस्थितियों के संपर्क में आने पर बैक्टीरिया को लाभ देते हैं।

कैप्सूल, माइक्रोकैप्सूल, बलगम. कैप्सूल- 0.2 माइक्रोन से अधिक की मोटाई वाली एक श्लेष्मा संरचना, जो बैक्टीरिया कोशिका की दीवार से मजबूती से जुड़ी होती है और इसकी स्पष्ट रूप से परिभाषित बाहरी सीमाएँ होती हैं। कैप्सूल को पैथोलॉजिकल सामग्री से स्मीयर-प्रिंट में अलग किया जाता है। कैप्सूल वाली कोशिका कालोनियों की सतह चिकनी, नम, चमकदार दिखती है।

अनेक जीवाणु बनते हैं माइक्रोकैप्सूल- 0.2 माइक्रोन से कम मोटाई के साथ श्लेष्म गठन, केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से पता चला। बलगम को कैप्सूल से अलग किया जाना चाहिए - म्यूकॉइड एक्सोपॉलीसेकेराइड जिनकी स्पष्ट बाहरी सीमाएँ नहीं होती हैं। कीचड़ पानी में घुलनशील 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 ग्लाइकोकैलिक्स भी कहा जाता है। 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।

कशाभिका जीवाणु जीवाणु कोशिका की गतिशीलता निर्धारित करते हैं। फ्लैगेल्ला हैं पतले धागे, साइटोप्लाज्मिक से उत्पन्न होता है झिल्लियाँ होती हैं पिंजरे से भी अधिक लंबा. फ्लैगेला 12-20 एनएम मोटे और 3-15 µm लंबे होते हैं। वे 3 भागों से बने हैं.:

1. - सर्पिल धागा,

2. - अंकुश

3. - बेसल बॉडी में विशेष डिस्क (ग्राम-पॉजिटिव में 1 जोड़ी डिस्क और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में 2 जोड़ी) और मोटर प्रोटीन (छवि) के साथ एक रॉड होती है।

डिस्कफ्लैगेल्ला साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से जुड़े होते हैं और कोशिका भित्ति. यह एक रॉड के साथ एक इलेक्ट्रिक मोटर का प्रभाव पैदा करता है - एक रोटर जो फ्लैगेलम को घुमाता है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली पर प्रोटॉन क्षमता के अंतर का उपयोग ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है। घूर्णन तंत्र प्रोटॉन एटीपी सिंथेटेज़ द्वारा प्रदान किया जाता है। फ्लैगेलम के घूमने की गति 100 आरपीएम तक पहुंच सकती है। बैक्टीरिया में डेक्सट्रोटोटेट्री फ्लैगेल्ला होता 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।

कशाभिका प्रोटीन से बनी होती है फ्लैगेलिन(से। कशाभिका- फ्लैगेलम), जो एक एंटीजन है - तथाकथित एच प्रतिजन. फ्लैगेलिन उपइकाइयाँ कुंडलित होती हैं।

कशाभिका की संख्याबैक्टीरिया में विभिन्न प्रकारएक से भिन्न होता है (मोनोट्रिच) विब्रियो हैजा में दस तक और सैकड़ों कशाभिकाएं जीवाणु की परिधि के साथ फैली होती हैं (पेरीट्रिच), पर कोलाई, प्रोटिया, आदि। लोफोट्रिचसकोशिका के एक सिरे पर कशाभिका का एक बंडल होता है। उभयचरकोशिका के विपरीत सिरों पर एक कशाभिका या कशाभिका का एक बंडल होता है।

फ्लैगेल्ला का पता भारी धातुओं के साथ छिड़के गए तैयारियों की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके, या प्रसंस्करण के बाद एक हल्के माइक्रोस्कोप में लगाया जाता है। विशेष विधियाँअचार बनाने और सोखने पर आधारित विभिन्न पदार्थ, जिससे फ्लैगेल्ला की मोटाई में वृद्धि होती है (उदाहरण के लिए, सिल्वरिंग के बाद)।

विली, या पिया(फिम्ब्रिए) - फिलामेंटस संरचनाएं, अधिक पतला औरछोटा, फ्लैगेल्ला की तुलना में. पिली कोशिका की सतह से फैलती है और इसमें शामिल होती है पिलिना गिलहरी,जो एक सर्पिल संरचना में व्यवस्थित है। पिली की वास्तुकला पतले धागे की तरह से लेकर अक्षीय छिद्रों के साथ मोटी मजबूत छड़ के आकार की संरचनाओं तक भिन्न होती है। उनमें एंटीजेनिक गतिविधि होती है। अंतर करनापीना, आसंजन के लिए जिम्मेदारयानी प्रभावित कोशिका से बैक्टीरिया के जुड़ाव के लिए, साथ ही पोषण के लिए जिम्मेदार पीने के लिए, जल-नमक विनिमय, और यौन (एफ-पिया)या चौथे प्रकार का पिया, या संयुग्मित, पिया।

आम तौर पर खूब पिया- प्रति सेल कुछ सौ। हालाँकि आमतौर पर प्रति कोशिका 1-3 सेक्स पिली होती हैं:वे तथाकथित "पुरुष" दाता कोशिकाओं द्वारा बनते हैं जिनमें पारगम्य प्लास्मिड होते हैं (एफ-, आर-,सह/-प्लास्मिड्स)। सेक्स पिली की एक विशिष्ट विशेषता विशेष "पुरुष" गोलाकार बैक्टीरियोफेज के साथ उनकी बातचीत है, जो सेक्स पिली (छवि) पर तीव्रता से सोख ली जाती है।

पिली का मुख्य उद्देश्य उनके सिरों पर विशिष्ट लगाव संरचनाओं (चिपकने वाले) का समर्थन करना है। चिपकने वाले बैक्टीरिया के संपर्क में, निर्जीव वस्तुओं, ऊतकों और अतिसंवेदनशील जीवों की कोशिकाओं के संपर्क में मध्यस्थ होते हैं। जीवाणु रोगजनकों द्वारा मेजबान ऊतकों का उपनिवेशण आम तौर पर चिपकने वाले की वास्तुकला और संबंधित मेजबान सेल रिसेप्टर (चित्रा) के बीच स्टीरियोकेमिकल समानता पर निर्भर करता है। इस प्रकार, पिली की कार्यप्रणाली के अध्ययन से न केवल उपनिवेशीकरण और सिग्नलिंग के तंत्र की गहरी समझ होगी, बल्कि रोगाणुरोधी दवाओं की नई पीढ़ियों का विकास भी होगा।

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

बीजाणु तब बनते हैं जब नहीं अनुकूल परिस्थितियांबैक्टीरिया का अस्तित्व (सूखना, पोषक तत्वों की कमी, आदि)। जीवाणु कोशिका के अंदर एक बीजाणु (एंडोस्पोर) बनता है। बीजाणुओं का निर्माण प्रजातियों के संरक्षण में योगदान देता है और नहीं ज़िया प्रजनन का तरीका, मशरूम की तरह.

जीनस के बीजाणु बनाने वाले जीवाणु बैसिलस,कौन बीजाणु का आकार कोशिका के व्यास से अधिक नहीं होता, कहलाता है बेसिली. बीजाणु बनाने वाले जीवाणु बीजाणु का आकार कोशिका के व्यास से अधिक होता है, जिसके कारण वे धुरी का रूप ले लेते हैं, कहलाते हैं क्लॉस्ट्रिडिया, जैसे कि जीनस के बैक्टीरिया क्लोस्ट्रीडियम(अव्य। क्लोस्ट्रीडियम- धुरी). बीजाणु अम्ल प्रतिरोधी होते हैं, इसलिए औजेस्ज़की विधि या ज़ीहल-नेल्सन विधि द्वारा लाल रंग में और वनस्पति कोशिका को नीले रंग में 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 करना संभव बनाता है।

विवाद प्रपत्र कर सकते हैंअंडाकार, गोलाकार हो; कोशिका में व्यवस्था :

1. टर्मिनल,यानी छड़ी के अंत में (टेटनस के प्रेरक एजेंट में),

2. सबटर्मिनल- छड़ी के अंत के करीब (बोटुलिज़्म के प्रेरक एजेंटों के लिए, गैस गैंग्रीन)

3. केन्द्रीय रूप सेई (एंथ्रेक्स बैसिलस में)।

प्रक्रिया बीजाणु निर्माण (स्पोरुलेशन) चरणों की एक श्रृंखला से गुजरता है, जिसके दौरान एक जीवाणु वनस्पति कोशिका के साइटोप्लाज्म और गुणसूत्र का एक हिस्सा अलग हो जाता है, जो एक अंतर्वर्धित साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से घिरा होता है, - ए प्रोस्पोर.

प्रोस्पोरसदो साइटोप्लाज्मिक झिल्लियों से घिरा होता है, जिसके बीच कॉर्टेक्स (प्रांतस्था) की एक मोटी परिवर्तित 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 - एक्सोस्पोरियम

इस प्रकार, एक बहुपरत खराब पारगम्य खोल बनता है। स्पोरुलेशन के साथ प्रोस्पोर द्वारा गहन खपत होती है, और फिर डिपिकोलिनिक एसिड और कैल्शियम आयनों के उभरते बीजाणु खोल द्वारा। बीजाणु प्राप्त करता है गर्मी प्रतिरोध,जो इसमें कैल्शियम डिपिकोलिनेट की उपस्थिति से जुड़ा है।

बहुस्तरीय खोल, कैल्शियम डिपिकोलिनेट की उपस्थिति के कारण बीजाणु लंबे समय तक बना रह सकता है। कम सामग्रीपानी और सुस्त चयापचय प्रक्रियाएं। उदाहरण के लिए, मिट्टी में रोगज़नक़ होते हैं बिसहरियाऔर टेटनस दशकों तक बना रह सकता है।

अनुकूल परिस्थितियों में, बीजाणु लगातार तीन चरणों से होकर अंकुरित होते हैं (चित्र):

1. सक्रियण

2. दीक्षा

3 . विकास

इस मामले में, एक बीजाणु से एक जीवाणु बनता है।

सक्रियण -यह अंकुरित होने के लिए तैयार है. 60-80°C के तापमान पर, बीजाणु अंकुरण के लिए सक्रिय होता है।

दीक्षाअंकुरण में कई मिनट लगते हैं। विकास चरण की विशेषता है तेजी से विकास, खोल के विनाश और अंकुर की रिहाई के साथ।

आत्म-नियंत्रण के लिए प्रश्न

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एक विशिष्ट जीवाणु कोशिका की संरचना अंजीर में दिखाई गई है। 2.3. अंजीर पर। 2.4 एक छड़ के आकार के जीवाणु के एक खंड का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ दिखाता है। आप देख सकते हैं कि जीवाणु कोशिका कितनी सरल है, विशेषकर जब यूकेरियोटिक कोशिकाओं से तुलना की जाती है (चित्र 7.5 और 7.6)।

चावल। 2.3. छड़ के आकार की जीवाणु कोशिका की संरचना का एक सामान्यीकृत आरेख। दाईं ओर प्रत्येक कोशिका में पाई जाने वाली संरचनाएँ हैं, बाईं ओर - सभी कोशिकाओं में नहीं पाई जाती हैं। कशाभिकाकभी-कभी एक, राइजोबियम की तरह, या कई, जैसे एज़ोटोबैक्टर; यह आमतौर पर कोशिका से अधिक लंबी होती है। कैप्सूलश्लेष्मा हो सकता है, जैसे एज़ोटोबैक्टर में; यदि कैप्सूल ढीला है, तो इसे कहा जाता है श्लेष्मा परत. ट्यूबलर या बैग के आकार का प्रकाश संश्लेषक झिल्लीवर्णक युक्त प्लाज्मा झिल्ली के आक्रमण हैं; क्रोमेटियम जैसे प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया में, ऐसी झिल्ली पूरे साइटोप्लाज्म में बिखरी हुई होती है। संख्या पिली, या पिली, एक से कई सौ तक पहुंच सकता है, उदाहरण के लिए, में इशरीकिया कोली, साल्मोनेला। मेसोसोमयह प्लाज्मा झिल्ली का कई गुना आक्रमण है, उदाहरण के लिए, बैसिलस सबटिलिस में। कोशिका भित्तिसख्त और इसमें म्यूरिन होता है। राइबोसोम, पूरे साइटोप्लाज्म में स्थित, यूकेरियोट्स की तुलना में आकार में छोटा होता है। से पोषक तत्वों को सुरक्षित रखेंजीवाणु कोशिकाओं में लिपिड, ग्लाइकोजन, पॉलीफॉस्फेट (वॉलुटिन ग्रैन्यूल) पाए जा सकते हैं। कोशिका द्रव्यइसमें कोई अंगक नहीं है; इसमें एंजाइम आदि होते हैं।

चावल। 2.4। एक विशिष्ट छड़ के आकार के जीवाणु बैसिलस सबटिलिस के एक खंड का एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ। प्रकाश क्षेत्रों में डीएनए होता है। × 50000

कैप्सूल और श्लेष्मा परतें

कैप्सूल और श्लेष्मा परतें कुछ जीवाणुओं के चिपचिपे या चिपचिपे स्राव हैं; ऐसे निर्वहन नकारात्मक विपरीतता के बाद स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं (जब धुंधलापन तैयारी नहीं है, बल्कि पृष्ठभूमि है)। कैप्सूलअपेक्षाकृत मोटा और सघन है, और कीचड़ की परतबहुत ढीला. कुछ मामलों में, बलगम व्यक्तिगत कोशिकाओं से कालोनियाँ बनाने का कार्य करता है। कैप्सूल और श्लेष्मा परतें दोनों कोशिकाओं के लिए अतिरिक्त सुरक्षा के रूप में काम करती हैं। उदाहरण के लिए, न्यूमोकोकी के इनकैप्सुलेटेड स्ट्रेन मानव शरीर में स्वतंत्र रूप से गुणा करते हैं और निमोनिया का कारण बनते हैं, जबकि गैर-एनकैप्सुलेटेड स्ट्रेन पर फागोसाइट्स द्वारा आसानी से हमला किया जाता है और नष्ट कर दिया जाता है और इसलिए वे पूरी तरह से हानिरहित होते हैं।

कोशिका भित्ति

कोशिका भित्ति कोशिका को एक निश्चित आकार और कठोरता प्रदान करती है। यह कट पर स्पष्ट रूप से दिखाई देता है (चित्र 2.4)। पौधों की तरह, जीवाणु कोशिका दीवार आसमाटिक सूजन और कोशिका टूटने को रोकती है, जब, जैसा कि अक्सर होता है, वे हाइपोटोनिक वातावरण में प्रवेश करते हैं (परिशिष्ट, खंड ए.1.5)। पानी, अन्य छोटे अणु और विभिन्न आयन कोशिका दीवार में छोटे छिद्रों से आसानी से गुजर जाते हैं, लेकिन प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के बड़े अणु उनमें से नहीं गुजरते। इसके अलावा, कोशिका भित्ति में एंटीजेनिक गुण होते हैं, जो इसमें मौजूद प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड द्वारा इसे दिए जाते हैं।

कोशिका भित्ति की संरचना के अनुसार जीवाणुओं को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है। कुछ ग्राम-रंजित हैं, इसलिए उन्हें कहा जाता है ग्राम पॉजिटिव, जबकि अन्य रंग धोने पर रंगहीन हो जाते हैं (धारा 2.7), और इसलिए उन्हें कहा जाता है ग्राम नकारात्मक. इन दोनों की कोशिका भित्ति में एक विशेष कठोर जाली लगी होती है मुरैना. म्यूरिन अणु छोटी पेप्टाइड श्रृंखलाओं द्वारा एक दूसरे से क्रॉस-लिंक्ड समानांतर पॉलीसेकेराइड श्रृंखलाओं का एक नियमित नेटवर्क है। इस प्रकार, प्रत्येक कोशिका केवल एक अणु से बनी एक जालीदार थैली से घिरी होती है। (म्यूरिन का पॉलीसेकेराइड भाग तालिका 5.7 में वर्णित है)।

लैक्टोबैसिलस जैसे ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में, अन्य पदार्थ, मुख्य रूप से पॉलीसेकेराइड और प्रोटीन, म्यूरिन नेटवर्क में अंतर्निहित होते हैं। यह कोशिका के चारों ओर अपेक्षाकृत मोटा और कठोर पैकेज बनाता है। एस्चेरिचिया कोली या एज़ोटोबैक्टर जैसे ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति बहुत पतली होती है, लेकिन यह अधिक जटिल होती है। इन जीवाणुओं की म्यूरिन परत बाहर की ओर लिपिड की नरम और चिकनी परत से ढकी होती है। इससे उनकी सुरक्षा होती है लाइसोजाइम. लाइसोजाइम लार, आँसू और शरीर के अन्य तरल पदार्थों के साथ-साथ प्रोटीन में भी पाया जाता है मुर्गी का अंडा. यह कार्बोहाइड्रेट अवशेषों के बीच कुछ बांडों के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है और इस प्रकार म्यूरिन की पॉलीसेकेराइड रीढ़ को तोड़ देता है। कोशिका भित्ति फट जाती है, और यदि कोशिका हाइपोटोनिक घोल में है, तो उसका लसीका होता है (कोशिका आसमाटिक रूप से सूज जाती है और फट जाती है)। लिपिड परत कोशिका को पेनिसिलिन के प्रति प्रतिरोध प्रदान करती है। यह एंटीबायोटिक ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में क्रॉसलिंक्स के निर्माण को रोकता है, जिससे बढ़ती कोशिकाएं ऑस्मोटिक शॉक के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाती हैं।

कशाभिका

कई जीवाणु गतिशील होते हैं और यह गतिशीलता उनमें एक या अधिक कशाभिका की उपस्थिति के कारण होती है। बैक्टीरियल फ्लैगेला यूकेरियोट्स (धारा 17.6.2, तालिका 2.1) की तुलना में बहुत सरल होते हैं, और उनकी संरचना यूकेरियोटिक फ्लैगेलम के सूक्ष्मनलिकाएं में से एक के समान होती है। फ्लैगेल्ला समान गोलाकार प्रोटीन उपइकाइयों से बने होते हैं फ्लैगेलिन(मांसपेशी एक्टिन के समान), जो एक सर्पिल में व्यवस्थित होते हैं और लगभग 10-20 एनएम के व्यास के साथ एक खोखला सिलेंडर बनाते हैं। कशाभिका के लहरदार आकार के बावजूद, वे काफी कठोर होते हैं।

फ्लैगेल्ला एक अद्वितीय तंत्र द्वारा संचालित होते हैं। फ्लैगेलम का आधार स्पष्ट रूप से इस तरह से घूमता है कि फ्लैगेलम बिना किसी यादृच्छिक धड़कन के माध्यम में खराब हो जाता है, और इस प्रकार कोशिका को आगे बढ़ाता है। जाहिर तौर पर यह प्रकृति में ज्ञात एकमात्र संरचना है जहां पहिये के सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। अन्य दिलचस्प विशेषताफ्लैगेल्ला, फ्लैगेलिन की अलग-अलग उप-इकाइयों की हेलिकल फिलामेंट्स में समाधान में स्वचालित रूप से इकट्ठा होने की क्षमता है। सहज स्व-संयोजन- बहुत महत्वपूर्ण संपत्तिकई जटिल जैविक संरचनाएँ। इस मामले में, स्व-संयोजन पूरी तरह से फ्लैगेलिन के अमीनो एसिड अनुक्रम (प्राथमिक संरचना) के कारण होता है।

गतिशील बैक्टीरिया कुछ उत्तेजनाओं के जवाब में आगे बढ़ सकते हैं, यानी वे चलने में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, एरोबिक बैक्टीरियासकारात्मक एयरोटैक्सिस होता है (यानी, वे वहां तैरते हैं जहां पर्यावरण ऑक्सीजन में समृद्ध होता है), और मोबाइल प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया में सकारात्मक फोटोटैक्सिस होता है (यानी, वे प्रकाश की ओर तैरते हैं)।

धातु जमाव तकनीक (धारा ए.2.5) का उपयोग करके फ्लैगेल्ला को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (चित्र 2.5) में देखना सबसे आसान है।

चावल। 2.5। पारभासी प्रकाश का उपयोग करके प्राप्त छड़ के आकार के जीवाणु का माइक्रोग्राफ इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी. कोशिका भित्ति, फ़िम्ब्रिए और लंबी लहरदार कशाभिकाएँ स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं, × 28000

पिली, या फ़िम्ब्रिया

कुछ ग्राम-नकारात्मक जीवाणुओं की कोशिका भित्ति पर पतली वृद्धि (छड़ के आकार के प्रोटीन उभार) दिखाई देते हैं, जिन्हें कहा जाता है पियाया fimbriae(चित्र 2.5)। वे फ्लैगेल्ला की तुलना में छोटे और पतले होते हैं और कोशिकाओं को एक-दूसरे या किसी सतह से जोड़ने का काम करते हैं, जिससे उन उपभेदों को एक विशिष्ट "चिपचिपाहट" मिलती है जो उन्हें धारण करते हैं। वहां शराब पी रहे हैं विभिन्न प्रकार. सबसे दिलचस्प तथाकथित एफ-पिली हैं, जो एक विशेष प्लास्मिड (धारा 2.2.4) द्वारा एन्कोड किए गए हैं और बैक्टीरिया के यौन प्रजनन से जुड़े हैं।

प्लाज्मा झिल्ली, मेसोसोम और प्रकाश संश्लेषक झिल्ली

सभी कोशिकाओं की तरह, बैक्टीरिया का प्रोटोप्लाज्म एक अर्धपारगम्य झिल्ली से घिरा होता है। जीवाणु प्लाज्मा झिल्ली यूकेरियोटिक कोशिका झिल्ली से संरचना और कार्य में भिन्न नहीं होती है (धारा 7.2.1)। कुछ बैक्टीरिया में, प्लाज्मा झिल्ली कोशिका में उभरती है और मेसोसोम और/या प्रकाश संश्लेषक झिल्ली बनाती है।

मेसोसोम- मुड़ी हुई झिल्ली संरचनाएँ (चित्र 2.3 और 2.4), जिसकी सतह पर श्वसन की प्रक्रिया में शामिल एंजाइम होते हैं। इसलिए, मेसोसोम को आदिम अंगक कहा जा सकता है। कोशिका विभाजन के दौरान, मेसोसोम डीएनए से जुड़ते हैं, जो प्रतिकृति के बाद दो बेटी डीएनए अणुओं को अलग करने की सुविधा प्रदान करता है और बेटी कोशिकाओं के बीच एक सेप्टम के गठन को बढ़ावा देता है।

प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया में, प्लाज्मा झिल्ली के थैले जैसे, ट्यूबलर या लैमेलर आक्रमण में प्रकाश संश्लेषक रंगद्रव्य (बैक्टीरियोक्लोरोफिल सहित) होते हैं। इसी प्रकार की झिल्ली संरचनाएँ भी नाइट्रोजन स्थिरीकरण में शामिल होती हैं।

आनुवंशिक सामग्री

जीवाणु डीएनए को लगभग 1 मिमी लंबे एकल गोलाकार अणुओं द्वारा दर्शाया जाता है। ऐसे प्रत्येक अणु में लगभग 5×10 6 आधार जोड़े होते हैं। एक जीवाणु कोशिका में डीएनए (जीनोम) की कुल सामग्री यूकेरियोटिक कोशिका की तुलना में बहुत कम होती है, और परिणामस्वरूप, इसमें एन्कोड की गई जानकारी की मात्रा भी कम होती है। औसतन, ऐसे डीएनए में कई हजार जीन होते हैं, जो मानव कोशिका की तुलना में लगभग 500 गुना कम है (तालिका 2.1 और चित्र 2.3 भी देखें)।

राइबोसोम

तालिका देखें। 2.1 (प्रोटीन जैवसंश्लेषण) और अंजीर। 2.3.

विवाद

कुछ बैक्टीरिया (ज्यादातर क्लोस्ट्रीडियम या बैसिलस जीनस से संबंधित) एंडोस्पोर्स बनाते हैं, यानी बीजाणु जो कोशिका के अंदर होते हैं। एंडोस्पोर मोटी दीवार वाली, लंबे समय तक जीवित रहने वाली संरचनाएं हैं जो गर्मी और शॉर्ट-वेव विकिरण के प्रति बेहद प्रतिरोधी हैं। वे कोशिका के अंदर अलग-अलग तरीके से स्थित होते हैं, जो ऐसे बैक्टीरिया की पहचान और व्यवस्थितता के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण विशेषता है (चित्र 2.6)। यदि पूरी कोशिका से एक विश्रामशील, स्थिर संरचना बनती है, तो इसे सिस्ट कहा जाता है। सिस्ट एज़ोटोबैक्टर की कुछ प्रजातियाँ बनाते हैं।

चावल। 2.6। विभिन्न रूपकई सबसे सामान्य प्रकार के लाभकारी और रोगजनक रोगाणुओं के उदाहरण पर बैक्टीरिया।

ए. कोक्सी (गोलाकार)

इसका एक उदाहरण नासॉफरीनक्स में रहने वाला स्टैफिलोकोकस ऑरियस है; स्टेफिलोकोसी के विभिन्न प्रकार फुरुनकुलोसिस, निमोनिया, खाद्य विषाक्तता और अन्य बीमारियों का कारण बनते हैं।

इसका एक उदाहरण स्ट्रेप्टोकोकस की कई प्रजातियाँ हैं; कुछ कारण संक्रामक रोगऊपर श्वसन तंत्र; उदाहरण के लिए, एस. पायोजेन्स गले में खराश और स्कार्लेट ज्वर का कारण बनता है; एस. थर्मोफिलस दही को तीखा स्वाद देता है; एस. लैक्टिस - संप्रदाय देखें। 2.3.4

इस जीनस में निमोनिया के प्रेरक एजेंट डिप्लोकोकस न्यूमोनिया (न्यूमोकोकस) की एकमात्र प्रजाति शामिल है।

* (डी. निमोनिया लोबार निमोनिया और कई गंभीर तीव्र पाइोजेनिक संक्रमण का कारण बनता है: मेनिनजाइटिस, सेप्टीसीमिया, एम्पाइमा और पेरिटोनिटिस। - लगभग। अनुवाद)

बी बैसिली (रॉड के आकार का)

उदाहरण हैं एस्चेरिचिया कोली (एक सामान्य आंतों का सहजीवन); लैक्टोबैसिलस संप्रदाय देखें। 2.3.4; साल्मोनेला टाइफी टाइफाइड बुखार का प्रेरक एजेंट है।

उदाहरण हैं एज़ोटोबैक्टर, एक नाइट्रोजन-स्थिरीकरण जीवाणु; बैसिलस एन्थ्रेसिस एंथ्रेक्स का प्रेरक एजेंट है।

एंडोस्पोर्स के साथ बेसिली (बीजाणु अलग-अलग स्थिति में होते हैं, होते हैं विभिन्न आकारऔर आकार)

यह केंद्र में स्थित होता है और कोशिका में सूजन का कारण नहीं बनता है, उदाहरण के लिए, एंथ्रेक्स के प्रेरक एजेंट बैसिलस एन्थ्रेसीस में।

मातृ कोशिका के अंत में स्थित, इसे देता है विशिष्ट आकार ढोल का छड़ी, जैसे क्लोस्ट्रीडियम टेटानी, टेटनस का प्रेरक एजेंट।

बीजाणु एक उपटर्मिनल स्थिति में होता है, जिससे कोशिका में सूजन आ जाती है, उदाहरण के लिए, क्लोस्ट्रीडियम बोटुलिनम में (बीजाणु एक केंद्रीय स्थिति पर भी कब्जा कर सकते हैं) - एक घातक रोग का प्रेरक एजेंट विषाक्त भोजन- बोटुलिज़्म।

बी स्पिरिली (सर्पिल)

एक उदाहरण स्पिरिलम है; स्पाइरोकेट्स में कोशिकाओं का आकार बहुत समान होता है, लेकिन उनके चलने के तरीके में अंतर होता है, उदाहरण के लिए ट्रैपोनेमा पैलिडम- सिफलिस का प्रेरक एजेंट।

डी. विब्रियोस (छोटी छड़ें, हमेशा अल्पविराम के रूप में घुमावदार)

उदाहरण - विब्रियो कोलेरी - हैजा का प्रेरक एजेंट; एक फ्लैगेलम है.