बैक्टीरिया और सूक्ष्मजीवों के चयापचय का अध्ययन करने के लिए बुनियादी तरीके

मानव शरीर का जीवन एक बहुत ही जटिल और अनोखी घटना है, हालाँकि, इसमें ऐसे तंत्र हैं जो इसके अस्तित्व का समर्थन करते हैं और साथ ही उन्हें सबसे सरल घटकों में विभाजित किया जा सकता है जो सभी के लिए सुलभ हैं। यहां, सबसे पहले, यह बैक्टीरिया के चयापचय के बारे में कहा जाना चाहिए, जो केवल सशर्त रूप से जटिल है, वास्तव में, बैक्टीरिया के चयापचय जैसी प्रक्रिया काफी सरल है। सूक्ष्म जीव विज्ञान का विज्ञान सूक्ष्मजीवों के चयापचय की प्रक्रिया से विस्तार से परिचित होने में मदद करता है। जिन प्रक्रियाओं का अध्ययन किया जा रहा है, वे विभिन्न प्रकार की बीमारियों के इलाज के नए रूपों को आकार देने में मदद करती हैं।

यदि हम चयापचय जीवाणु प्रक्रिया की सामान्य तस्वीर के बारे में बात करते हैं, तो हम एक निश्चित प्रतिक्रिया चक्र के बारे में बात कर रहे हैं, और कुछ प्रतिक्रियाएँ मानव शरीर को ऊर्जा प्रदान करने के लिए जिम्मेदार हैं, और दूसरों के लिए, वे पदार्थ के साथ शरीर को फिर से भरने के तरीके हैं , यानी वास्तव में, वे एक प्रकार की निर्माण सामग्री हैं। यदि हम जीवाणु कोशिकाओं के चयापचय के बारे में बात करते हैं, तो एक सामान्य प्रकार के जैविक सिद्धांतों से अंतर खोजना असंभव है। बैक्टीरिया जीवित कोशिकाओं की जीवन प्रक्रिया के सहायक तंत्र का आधार हैं।

ऐसी प्रक्रिया के 2 प्रकार हैं जो चयापचय उत्पादों पर निर्भर करते हैं:

1. अपचयविनाशकारी प्रकार या विनाशकारी प्रतिक्रिया। इस प्रकार का चयापचय ऑक्सीडेटिव श्वसन द्वारा प्रदान किया जा सकता है। तथ्य यह है कि जब श्वसन प्रक्रिया की जाती है, तो ऑक्सीडेटिव प्रकार के तत्व मानव शरीर में प्रवाहित होते हैं, जो एटीपी ऊर्जा जारी होने पर एक निश्चित प्रकार के रासायनिक यौगिकों को ऑक्सीकरण करना शुरू करते हैं। ऐसी ऊर्जा कोशिकाओं में फॉस्फेट-प्रकार के बंधों के रूप में उपलब्ध होती है।
2. उपचयरचनात्मक प्रकार या एक रचनात्मक प्रतिक्रिया। हम जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया के बारे में बात कर रहे हैं, जो कार्बनिक अणु से गुजरते हैं, वे कोशिका में जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं। पूरी प्रक्रिया एक रासायनिक प्रकार की प्रतिक्रियाओं के रूप में होती है, इंट्रासेल्युलर प्रकार के पदार्थ और उत्पाद ऐसी प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं। इस तरह की प्रतिक्रियाएँ इस तथ्य के कारण ऊर्जा प्राप्त करती हैं कि एटीपी में संग्रहित ऊर्जा का उपभोग हो जाता है।

चयापचय प्रकार की अधिकांश प्रक्रियाएं प्रोकैरियोटिक प्रकार की कोशिका में होती हैं, और ऐसी प्रक्रिया एक बार की प्रकृति की होती है, यह सब एक बंद प्रकार के चक्र का रूप है। जब चयापचय प्रक्रिया होती है, तो उत्पाद बनने लगते हैं, जो कोशिका-प्रकार की संरचनाओं के साथ होते हैं, फिर एक बायोसिंथेटिक प्रतिक्रिया शुरू होती है, जिसमें कुछ एंजाइम भाग लेते हैं, वे एक ऊर्जा प्रकृति के संश्लेषण की प्रक्रिया को अंजाम देते हैं। इस प्रकार के माइक्रोबियल चयापचय केवल एक ही नहीं हैं, अन्य भी हैं।

सूक्ष्मजीवों का चयापचय सब्सट्रेट को संदर्भित करता है, यहां हम कई चरणों के बारे में बात कर रहे हैं:

• परिधीय चरणजब सब्सट्रेट बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित एंजाइमों द्वारा संसाधित होता है;
• मध्यवर्ती चरणजब एक मध्यवर्ती प्रकार के उत्पाद कोशिका में संश्लेषित होने लगते हैं;
• अंतिम चरण- यह अपने आसपास के वातावरण में अंतिम उत्पादों को जारी करने की प्रक्रिया शुरू करता है।

इस प्रक्रिया की सभी विशेषताएं इस तथ्य के कारण हैं कि दो प्रकार के एंजाइम होते हैं (हम प्रोटीन-प्रकार के अणुओं के बारे में बात कर रहे हैं जो सेलुलर संरचना में प्रतिक्रियाओं को तेज कर सकते हैं:

1. सबसे पहले, यह एक्सोएंजाइम के बारे में कहा जाना चाहिए, जो प्रोटीन-प्रकार के अणु होते हैं, जब कोशिका बाहर उत्पन्न होने लगती है, और बाहरी सब्सट्रेट मूल प्रकार के अणुओं को नष्ट करने की प्रक्रिया शुरू करता है।
2. अलग से, हम एंडोएंजाइम के बारे में बात करते हैं, जो प्रोटीन-प्रकार के अणु भी होते हैं जो कोशिका के अंदर कार्य करते हैं, और फिर बाहर से आने वाले सब्सट्रेट अणुओं के साथ एक संयुक्त प्रतिक्रिया शुरू होती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऐसे कई एंजाइम हैं जो सेलुलर संरचना द्वारा निरंतर आधार पर (संवैधानिक प्रकृति के) उत्पन्न होते हैं, और ऐसे भी होते हैं जो एक निश्चित सब्सट्रेट के प्रकट होने पर प्रतिक्रिया के रूप में उत्पादन करते हैं। .

ऊर्जा प्रकार चयापचय

जीवाणुओं में ऐसी प्रक्रिया जैविक प्रकार के कुछ तरीकों से की जाती है:

1. पहला तरीका रसायनपोषी है, जब रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान ऊर्जा प्राप्त होती है।
2. दूसरा तरीका फोटोट्रोफिक है (यहां हम प्रकाश संश्लेषण की ऊर्जा के बारे में बात कर रहे हैं)।

अगर हम बात करें कि बैक्टीरिया कैसे कीमोट्रोफिक तरीके से सांस लेते हैं, तो इसके 3 तरीके हो सकते हैं:

• ऑक्सीजन चरित्र ऑक्सीकरण;
• ऑक्सीजन के उपयोग के बिना ऑक्सीकरण;
• किण्वन प्रक्रिया।

जीवाणु चयापचय की विशेषताएं

• ऐसी प्रक्रियाओं को अत्यधिक गति और तीव्रता की विशेषता है। केवल एक दिन के भीतर, एक जीवाणु इतनी मात्रा में पोषक तत्वों को संसाधित करने में सक्षम होता है जो अपने स्वयं के वजन से 40 गुना अधिक होता है!
• सभी बाहरी परिस्थितियों के लिए, यहां तक ​​कि सबसे प्रतिकूल बैक्टीरिया भी बहुत जल्दी अनुकूल हो जाते हैं।
• पोषण प्रक्रिया के लिए, यह संपूर्ण कोशिका सतह के माध्यम से होता है। यह उल्लेखनीय है कि प्रोकैरियोट्स पोषक तत्वों को निगल नहीं सकते हैं, वे सेलुलर संरचना के अंदर पचाने में सक्षम नहीं हैं, उनका विभाजन कोशिका के बाहर किया जाता है, और साइनोबैक्टीरिया के रसायन विज्ञान भी मनाया जाता है।

सूक्ष्मजीव कैसे बढ़ते और पुन: उत्पन्न होते हैं?

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विकास वह प्रक्रिया है जब कोई व्यक्ति आकार में बढ़ता है, और प्रजनन प्रक्रिया के लिए ही, यह तब होता है जब जनसंख्या में वृद्धि शुरू होती है।

यह उल्लेखनीय है कि बैक्टीरिया इस तरह से गुणा करने में सक्षम हैं कि बाइनरी विखंडन बस किया जाता है, हालांकि, यह विधि केवल एक से दूर है, नवोदित भी है। यदि बैक्टीरिया का ग्राम-पॉजिटिव रूप है, तो कोशिका-प्रकार की दीवार और साइटोप्लाज्मिक-प्रकार की झिल्ली से विभाजन का निर्माण होता है, जो अंदर की ओर बढ़ने में सक्षम होता है। यदि बैक्टीरिया ग्राम-नकारात्मक हैं, तो एक कसना बनना शुरू हो जाता है, जिसके बाद कोशिका दो व्यक्तियों में विभाजित हो जाती है।

प्रजनन प्रक्रिया की गति उल्लेखनीय है, यह भिन्न हो सकती है। यदि हम बैक्टीरिया के विशाल बहुमत के बारे में बात करते हैं, तो वे हर आधे घंटे में विभाजित होते हैं। और तपेदिक माइकोबैक्टीरिया हैं, जिनमें से विभाजन की प्रक्रिया धीमी है, यह कहने के लिए पर्याप्त है कि एक विभाजन में कम से कम 18 घंटे लग सकते हैं। Spirochetes भी लगभग 10 घंटे जल्दी से विभाजित नहीं होते हैं, इसलिए आप देख सकते हैं कि सूक्ष्मजीवों का चयापचय कैसे भिन्न होता है।

यदि आप एक तरल पोषक माध्यम में बैक्टीरिया बोते हैं, एक निश्चित मात्रा लेते हैं, और फिर हर घंटे एक नमूना लेते हैं, तो बैक्टीरिया की वृद्धि एक घुमावदार रेखा के रूप में होती है।

ऐसे पदार्थ कई चरणों में बढ़ते हैं:

• अव्यक्त चरण, जिसमें बैक्टीरिया में पोषण संबंधी वातावरण को जल्दी से अनुकूलित करने की क्षमता होती है, और उनकी संख्या में वृद्धि नहीं होती है;
• एक लॉगरिदमिक विकास चरण, जब बैक्टीरिया की गिनती तेजी से बढ़ने लगती है;
• एक स्थिर प्रकार का विकास चरण, जब जितने नए पदार्थ प्रकट होते हैं उतने मर जाते हैं, और जीवित सूक्ष्मजीव स्थिर रहते हैं, यह सब अधिकतम स्तर तक पहुंच सकता है। एम-सघनता जैसे शब्द का प्रयोग यहाँ किया गया है, यह एक ऐसा मूल्य है जो सभी जीवाणु प्रकारों की विशेषता है;
• मरने का चरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें मृत कोशिकाओं की संख्या व्यवहार्य कोशिकाओं की संख्या से अधिक हो जाती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि चयापचय उत्पाद शरीर में जमा हो जाते हैं और पर्यावरण समाप्त हो जाता है।

अंत में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी बैक्टीरिया और रोगाणुओं के चयापचय में कुछ अंतर हो सकते हैं, विभिन्न प्रकार के कारक यहां हो सकते हैं। मानव शरीर की व्यक्तिगत विशेषताओं का बहुत महत्व है। चयापचय के नियमन जैसी प्रक्रिया के लिए, प्रोकैरियोट्स और विशेष रूप से प्रोकैरियोट्स में भी इसका अध्ययन किया जाने लगा (ये आंतों के कोली ऑपेरॉन हैं)।

आज तक, विभिन्न प्रकार की शोध विधियां हैं। यदि सल्फर बैक्टीरिया का अध्ययन किया जाता है, तो अध्ययन की अपनी विशेषताएं होती हैं, और बैक्टीरिया के परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिए अन्य तरीकों का उपयोग किया जा सकता है। और लोहे के बैक्टीरिया विशेष ध्यान देने योग्य हैं, जिनमें लौह लोहे के ऑक्सीकरण की एक अनूठी विशेषता है।