एक जीवाणु कोशिका के बुनियादी संरचनात्मक तत्व। न्यूक्लियॉइड जीवाणु

एक जीवाणु कोशिका के संरचनात्मक घटकों को 2 प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

- बुनियादी संरचनाएं(कोशिका की दीवार, इसके डेरिवेटिव के साथ साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, राइबोसोम के साथ साइटोप्लाज्म और विभिन्न समावेशन, न्यूक्लियॉइड);

- अस्थायी संरचनाएं(कैप्सूल, म्यूकस मेम्ब्रेन, फ्लैगेल्ला, विली, एंडोस्पोर्स, जो बैक्टीरिया के जीवन चक्र के कुछ चरणों में ही बनते हैं)।

बुनियादी संरचनाएं।

कोशिका भित्तिसाइटोप्लाज्मिक झिल्ली के बाहर स्थित है। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली कोशिका भित्ति का हिस्सा नहीं है। कोशिका भित्ति के कार्य:

ऑस्मोटिक शॉक और अन्य हानिकारक कारकों से बैक्टीरिया का संरक्षण;

बैक्टीरिया के आकार का निर्धारण;

बैक्टीरिया के चयापचय में भागीदारी।

कोशिका भित्ति छिद्रों से भरी होती है जिसके माध्यम से बैक्टीरियल एक्सोटॉक्सिन का परिवहन किया जाता है। कोशिका भित्ति की मोटाई 10–100 nm होती है। जीवाणु कोशिका भित्ति का मुख्य घटक है पेप्टिडोग्लाइकनया मुरीन,ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े एन-एसिटाइल-एन-ग्लूकोसामाइन और एन-एसिटाइलमुरामिक एसिड के वैकल्पिक अवशेषों से मिलकर।

1884 में, एच. ग्राम ने बैक्टीरिया को जेंटियन वायलेट, आयोडीन, एथिल अल्कोहल और मैजेंटा के साथ धुंधला करने के लिए एक विधि प्रस्तावित की। ग्राम दाग के आधार पर सभी बैक्टीरिया को 2 समूहों में बांटा गया है: ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया। ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्तिकसकर साइटोप्लाज्मिक झिल्ली का पालन करता है, इसकी मोटाई 20-100 एनएम है। इसमें टेकोइक एसिड (ग्लिसरॉल या रिबिटोल के पॉलिमर) के साथ-साथ पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन और लिपिड की थोड़ी मात्रा होती है। ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की कोशिका भित्तिबहुपरत, इसकी मोटाई 14-17 एनएम है। भीतरी परत (पेप्टिडोग्लाइकेन) एक पतली सतत जाल बनाती है। बाहरी परत में फॉस्फोलिपिड्स, लिपोप्रोटीन और प्रोटीन होते हैं। बाहरी झिल्ली प्रोटीन पेप्टिडोग्लाइकन परत से कसकर बंधे होते हैं।

कुछ शर्तों के तहत, बैक्टीरिया कोशिका भित्ति के घटकों को पूरी तरह या आंशिक रूप से संश्लेषित करने की क्षमता से वंचित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रोटोप्लास्ट, स्फेरोप्लास्ट और बैक्टीरिया के एल-रूप बनते हैं। स्फेरोप्लास्टआंशिक रूप से नष्ट हुई कोशिका भित्ति वाले बैक्टीरिया हैं। वे ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया में देखे जाते हैं। मूलतत्त्वोंएक कोशिका भित्ति से पूरी तरह रहित रूप हैं। वे ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया द्वारा निर्मित होते हैं। एल आकारबैक्टीरिया बैक्टीरियल म्यूटेंट हैं जो आंशिक रूप से या पूरी तरह से सेल वॉल पेप्टिडोग्लाइकन (दोषपूर्ण सेल वॉल वाले बैक्टीरिया) को संश्लेषित करने की क्षमता खो चुके हैं। उन्हें अपना नाम इंग्लैंड में लिस्टर संस्थान के नाम से मिला, जहाँ वे 1935 में खोले गए थे।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (सीपीएम) और इसके डेरिवेटिव।साइटोप्लाज्मिक मेम्ब्रेन (प्लास्मोलेमा) एक जीवाणु कोशिका की अर्ध-पारगम्य लिपोप्रोटीन संरचना है जो कोशिका द्रव्य को कोशिका भित्ति से अलग करती है। यह कोशिका के शुष्क द्रव्यमान का 8-15% बनाता है। इसके विनाश से कोशिका मृत्यु होती है। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने इसकी तीन-परत संरचना का खुलासा किया। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली प्रोटीन (50-75%) और लिपिड (15-20%) का एक जटिल है। अधिकांश लिपिड फॉस्फोलिपिड्स द्वारा दर्शाए जाते हैं। इसके अलावा, झिल्ली में थोड़ी मात्रा में कार्बोहाइड्रेट पाए गए।

बैक्टीरिया का सीपीएम निम्नलिखित कार्य करता है:

बैरियर फ़ंक्शन (आणविक "चलनी");

ऊर्जा;

विशेष वाहकों की सहायता से विभिन्न कार्बनिक और अकार्बनिक अणुओं और आयनों का चयनात्मक स्थानांतरण - ट्रांसलोकेस या परमीज़;

प्रतिकृति और गुणसूत्र के बाद के विभाजन।

कोशिका वृद्धि की प्रक्रिया में, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली कई अंतर्वलन (आवेगिनेट्स) बनाती है, जिन्हें कहा जाता है mesosomes.

साइटोप्लाज्म -यह एक जीवाणु कोशिका की सामग्री है, जो साइटोप्लाज्मिक झिल्ली द्वारा सीमित है। इसमें साइटोसोल और संरचनात्मक तत्व होते हैं।

साइटोसोल- सजातीय अंश, घुलनशील आरएनए घटकों, एंजाइमों, चयापचय उत्पादों सहित।

संरचनात्मक तत्व- ये राइबोसोम, इंट्रासाइटोप्लाज्मिक मेम्ब्रेन, इंक्लूजन और न्यूक्लियॉइड हैं।

राइबोसोम- ऑर्गेनेल जो प्रोटीन संश्लेषण करते हैं। वे प्रोटीन और आरएनए से बने होते हैं। वे 15-20 एनएम के व्यास वाले दाने हैं। एक जीवाणु कोशिका में 5,000 से 50,000 राइबोसोम होते हैं। राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण के स्थल हैं।

प्रोकैरियोट्स के साइटोप्लाज्म में, विभिन्न समावेशन पाए जाते हैं, जो कोशिका के आरक्षित पदार्थों का प्रतिनिधित्व करते हैं। कोशिकाओं में पॉलीसेकेराइड में से, ग्लाइकोजन, स्टार्च और एक स्टार्च जैसा पदार्थ - ग्रैनुलोसा जमा होता है। पॉलीफॉस्फेट नामक कणिकाओं में समाहित होते हैं volutin, या मेटैक्रोमैटिक, अनाज।

न्यूक्लियॉइडप्रोकैरियोट्स का केंद्रक है। इसमें एक डबल स्ट्रैंडेड डीएनए स्ट्रैंड होता है, जो एक रिंग में बंद होता है, जिसे बैक्टीरियल क्रोमोसोम माना जाता है। न्यूक्लियॉइड में परमाणु लिफाफा नहीं होता है।

बैक्टीरियल सेल में न्यूक्लियॉइड के अलावा एक्स्ट्राक्रोमोसोमल जेनेटिक तत्व पाए गए - प्लाज्मिड, जो छोटे गोलाकार डीएनए अणु हैं जो स्वायत्त प्रतिकृति में सक्षम हैं। प्लास्मिड की भूमिका यह है कि वे अतिरिक्त विशेषताओं को कूटबद्ध करते हैं जो अस्तित्व की कुछ शर्तों के तहत सेल को लाभ देते हैं। सबसे आम प्लास्मिड जो बैक्टीरिया (आर-प्लास्मिड) के एंटीबायोटिक प्रतिरोध के संकेतों को निर्धारित करते हैं, एंटरोटॉक्सिन (एंट-प्लास्मिड) या हेमोलिसिन (हाइ-प्लास्मिड) के संश्लेषण।

को अस्थायी संरचनाएंबैक्टीरिया के कैप्सूल, फ्लैगेल्ला, पिली, एंडोस्पोर्स शामिल हैं।

कैप्सूल -यह एक जीवाणु की कोशिका भित्ति के ऊपर एक श्लेष्म परत है। कैप्सूल के पदार्थ में पॉलीसेकेराइड की किस्में होती हैं। कैप्सूल को साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की बाहरी सतह पर संश्लेषित किया जाता है और विशिष्ट क्षेत्रों में कोशिका भित्ति की सतह पर छोड़ा जाता है।

कैप्सूल कार्य:

कैप्सुलर एंटीजन का स्थान जो बैक्टीरिया के विषाणु, एंटीजेनिक विशिष्टता और इम्यूनोजेनेसिटी का निर्धारण करता है;

यांत्रिक क्षति से कोशिकाओं का संरक्षण, सूखना, विषाक्त पदार्थ, फेज द्वारा संक्रमण, मैक्रोऑर्गेनिज्म के सुरक्षात्मक कारकों की क्रिया;

एक सब्सट्रेट से जुड़ने के लिए कोशिकाओं की क्षमता।

कशाभिका -ये बैक्टीरिया के संचलन के अंग हैं। फ्लैगेल्ला महत्वपूर्ण संरचनाएं नहीं हैं और बढ़ती परिस्थितियों के आधार पर बैक्टीरिया में मौजूद हो भी सकते हैं और नहीं भी। विभिन्न जीवाणुओं में कशाभों की संख्या और उनका स्थान समान नहीं होता है। इसके आधार पर, फ्लैगेलेटेड बैक्टीरिया के निम्नलिखित समूह प्रतिष्ठित हैं:

- एकत्रिक- एक ध्रुवीय फ्लैगेलम वाले बैक्टीरिया;

- उभयधर्मी- दो ध्रुवीय फ्लैगेल्ला वाले बैक्टीरिया या दोनों सिरों पर फ्लैगेल्ला का एक बंडल;

- लोफोट्रिकस- बैक्टीरिया जिनमें कोशिका के एक छोर पर कशाभिका का एक बंडल होता है;

- पेरिट्रिचस- कोशिका के किनारों पर या इसकी पूरी सतह पर स्थित कई फ्लैगेल्ला वाले बैक्टीरिया।

फ्लैगेला की रासायनिक संरचना प्रोटीन द्वारा दर्शायी जाती है फ्लैगेलिन.

एक जीवाणु कोशिका की सतह संरचनाओं में भी शामिल हैं विल्लीऔर पिया. ये संरचनाएं सब्सट्रेट (विली, कॉमन पिली) पर कोशिकाओं के सोखने और आनुवंशिक सामग्री (सेक्स पिली) के हस्तांतरण में शामिल हैं। वे एक विशिष्ट हाइड्रोफोबिक प्रोटीन द्वारा बनते हैं पिलिन।

कुछ जीवाणुओं में कुछ परिस्थितियों में सुप्त रूप बन जाते हैं जो प्रतिकूल परिस्थितियों में कोशिकाओं के लंबे समय तक जीवित रहने को सुनिश्चित करते हैं - बीजाणु. वे प्रतिकूल पर्यावरणीय कारकों के प्रतिरोधी हैं।

कोशिका में बीजाणुओं का स्थान:

केंद्रीय (एंथ्रेक्स का प्रेरक एजेंट);

सबटर्मिनल - अंत के करीब (बोटुलिज़्म का प्रेरक एजेंट);

टर्मिनल - छड़ी के अंत में (टेटनस का प्रेरक एजेंट)।

न्यूक्लियॉइड बैक्टीरिया का परमाणु उपकरण है। एक गुणसूत्र के अनुरूप डीएनए अणु द्वारा प्रस्तुत किया गया। यह गोलाकार रूप से बंद है, परमाणु रिक्तिका में स्थित है, इसमें कोई झिल्ली और माइटोटिक तंत्र नहीं है जो साइटोप्लाज्म से सीमित है।

छोटी मात्रा में आरएनए और आरएनए पोलीमरेज़ डीएनए से जुड़े होते हैं। डीएनए एक केंद्रीय आरएनए कोर के चारों ओर कुंडलित है और एक उच्च क्रम वाली कॉम्पैक्ट संरचना है। अधिकांश प्रोकैरियोट्स के गुणसूत्रों का आणविक भार 1-3x10 9 की सीमा में होता है, जो 1300-2000 S का एक अवसादन स्थिरांक होता है। डीएनए अणु में 1.6x10 7 न्यूक्लियोटाइड जोड़े शामिल होते हैं। प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं के आनुवंशिक तंत्र में अंतर इसका नाम निर्धारित करते हैं: पूर्व में, यह बाद के नाभिक के विपरीत एक न्यूक्लियॉइड (नाभिक के समान एक गठन) है।

बैक्टीरिया के न्यूक्लियॉइड में मुख्य वंशानुगत जानकारी होती है, जिसे विशिष्ट प्रोटीन अणुओं के संश्लेषण में महसूस किया जाता है। प्रतिकृति, मरम्मत, प्रतिलेखन और अनुवाद की प्रणालियाँ एक जीवाणु कोशिका के डीएनए से जुड़ी होती हैं।

एक प्रकाश या चरण विपरीत माइक्रोस्कोप का उपयोग करके दाग वाली तैयारी में प्रोकैरियोटिक कोशिका में न्यूक्लियॉइड का पता लगाया जा सकता है। फेलजेन डाई का उपयोग परमाणु पदार्थ को दागने के लिए किया जाता है, जो विशेष रूप से डीएनए को दाग देता है।

फेलजेन की डीएनए अभिरंजक विधि

बैक्टीरिया के कल्चर से एक स्मीयर मिथाइल अल्कोहल के साथ 2-3 मिनट के लिए तय किया जाता है और 1 मिनट के लिए ठंडे 1% एचसीएल में रखा जाता है।

5-10 मिनट के लिए 1% एचसीएल में 60 0 सी पर हाइड्रोलिसिस के अधीन और आसुत जल से कुल्ला।

स्मीयर को शिफ के अभिकर्मक में 40-60 मिनट के लिए रखा जाता है, 2 मिनट के लिए नल के पानी में धोया जाता है।

रंगहीन फुकसीन सल्फ्यूरस एसिड के साथ मुक्त एल्डिहाइड समूहों की बातचीत के परिणामस्वरूप, एक बैंगनी रंग दिखाई देता है, जो मूल फुकसिन की विशेषता है।

कई जीवाणुओं में, साइटोप्लाज्म में एक्स्ट्राक्रोमोसोमल जेनेटिक तत्व, प्लास्मिड पाए गए हैं। वे 1500-40,000 बेस जोड़े और 100 जीन तक युक्त छल्ले में बंद डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए हैं।

स्वायत्तता में जाने की क्षमता को बनाए रखते हुए प्लास्मिड कोशिका में और जीवाणु गुणसूत्र के साथ एक एकीकृत अवस्था में मौजूद हो सकते हैं।

12 ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया में पेप्टिडोग्लाइकन की संरचना। जीवाणु कोशिका के लिए इसके जैविक गुण और महत्व।

कोशिका भित्ति

कोशिका भित्ति 30-35 एनएम की मोटाई के साथ बैक्टीरिया की बाहरी संरचना है, जिसका मुख्य घटक पेप्टिडोग्लाइकन (म्यूरिन) है। पेप्टिडोग्लाइकन एक संरचनात्मक बहुलक है जिसमें ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड (चित्र 2) से जुड़े -एसिटाइलग्लुकोसामाइन और -एसिटाइलमूरामिक एसिड के वैकल्पिक सबयूनिट्स शामिल हैं।

अनुप्रस्थ पेप्टाइड पुलों (चित्र 3) द्वारा समानांतर रूप से स्थित पॉलीसेकेराइड (ग्लाइकेन) श्रृंखलाओं को एक साथ बांधा जाता है।

पॉलीसेकेराइड रीढ़ की हड्डी लाइसोजाइम द्वारा आसानी से नष्ट हो जाती है, जो पशु मूल का एक एंटीबायोटिक है। पेप्टाइड बांड पेनिसिलिन के लिए एक लक्ष्य हैं, जो उनके संश्लेषण को रोकता है और सेल दीवार के गठन को रोकता है। पेप्टिडोग्लाइकन की मात्रात्मक सामग्री ग्राम के अनुसार बैक्टीरिया की दागने की क्षमता को प्रभावित करती है। म्यूरिन परत (90-95%) की एक महत्वपूर्ण मोटाई वाले बैक्टीरिया नीले-बैंगनी रंग में जेंटियन वायलेट के साथ स्थायी रूप से दागे जाते हैं और ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया कहलाते हैं। सेल की दीवार में पेप्टिडोग्लाइकन (5-10%) की एक पतली परत के साथ ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया अल्कोहल की क्रिया के बाद जेंटियन वायलेट खो देते हैं और इसके अतिरिक्त गुलाबी रंग में मैजेंटा के साथ दाग हो जाते हैं। ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव प्रोकैरियोट्स में सेल की दीवारें रासायनिक संरचना (तालिका 1) और अल्ट्रास्ट्रक्चर (चित्र 4) दोनों में तेजी से भिन्न होती हैं।

पेप्टिडोग्लाइकेन के अलावा, ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में टेइकोइक एसिड (टीए), लिपिड, पॉलीसेकेराइड और प्रोटीन कम मात्रा में होते हैं।

साइटोप्लाज्मिक झिल्ली (सीपीएम)

7-10 एनएम की मोटाई के साथ सीपीएम एक जीवाणु कोशिका के साइटोप्लाज्म को घेरता है और इसमें फॉस्फोलिपिड्स, न्यूट्रल लिपिड्स, ग्लाइकोलिपिड्स आदि की दोहरी परत होती है, जिसका कार्य सीपीएम की यांत्रिक स्थिरता को बनाए रखना और इसे हाइड्रोफोबिक गुण देना है।

झिल्ली प्रोटीन (अभिन्न और परिधीय ) असममित रूप से फॉस्फोलिपिड्स के बिलीयर में शामिल हैं, वे संरचनात्मक और कार्यात्मक (एंजाइम) में विभाजित हैं।

सीपीएम कार्य:

1) एक आंतरिक आसमाटिक अवरोध जो कोशिका में चयनात्मक प्रवेश को नियंत्रित करता है और विभिन्न पदार्थों को बाहर की ओर छोड़ता है,

2) परिवहन समारोह;

3) बायोसिंथेटिक गतिविधि;

4) ऊर्जा और श्वसन कार्य;

5) एक गुणसूत्र और प्लास्मिड का लगाव।

सीपीएम के आक्रमण के साथ, इंट्रासेल्युलर झिल्ली निर्माण - मेसोसोम:

- लैमेलर (लैमेलर),

- ट्यूबलर (ट्यूबलर),

- वेसिकुलर,

- मिला हुआ।

स्थान के अनुसारमेसोसोम सेल में:

1) परिधीय,

2) परमाणु (न्यूक्लियिडोसोम),

3) उभरना।

बैक्टीरिया की इंट्रासेल्युलर संरचनाएं

राइबोसोम(70 एस आरएनए (60-65%) और प्रोटीन (35-40%) से बना है, प्रोटीन संश्लेषण की साइट है।

क्रोमैटोफोरसप्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया में नलिकाओं, पुटिकाओं, दोहरी झिल्ली प्लेटों के रूप में - थायलाकोइड्स.

क्लोरोसोम -आयताकार आकार की संरचनाएं जिनमें बैक्टीरियोक्लोरोफिल स्थित होते हैं।

फाइकोबिलिसोम- प्रकाश संश्लेषक झिल्लियों पर स्थित गोलार्द्ध या छड़ के आकार के दानों में पानी में घुलनशील वर्णक होते हैं - फ़ाइकोबिलिप्रोटिन।

Carboxysomes(या पॉलीहेड्रल बॉडीज) - चार- या छह-तरफा समावेशन में एंजाइम राइबुलोज डिफॉस्फेट कार्बोक्सिलेज होता है।

गैस रिक्तिकाएं (या एरोसोम्स)गैस के बुलबुले होते हैं और जलीय जीवाणुओं की उछाल के नियामक होते हैं।

चुंबकत्वमैग्नेटोटैक्सिस के साथ यूबैक्टीरिया।

बैक्टीरिया के इंट्रासाइटोप्लाज्मिक समावेशन

साइटोप्लाज्म -एक वातावरण जो इंट्रासेल्युलर संरचनाओं को एक प्रणाली में बांधता है। साइटोसोल- पानी का अर्ध-तरल कोलाइडल द्रव्यमान (70-80%), आरएनए, एंजाइम।

फालतू पदार्थचयापचय के परिणामस्वरूप कोशिका में बनता है। संगति से, वे तरल (पॉली-β-हाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट), अर्ध-तरल (सल्फर) और ठोस (ग्लाइकोजन) में विभाजित होते हैं:

1. नाइट्रोजन मुक्त जैविक आरक्षित पदार्थ

2. ग्रैन्यूलोसिस

3. ग्लाइकोजन

4. हाइड्रोकार्बन दाने

5. पॉली-β-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक एसिड (पॉली-β-हाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट) केवल प्रोकैरियोट्स में पाया जाता है

6. पॉलीफॉस्फेट्स (वॉल्यूटिन, या मेटाक्रोमैटिन ग्रैन्यूल्स)

7. सल्फर समावेशन

8. कैल्शियम कार्बोनेट का समावेश

9. पैरास्पोरल समावेशन

बैक्टीरिया के आनुवंशिक उपकरण

न्यूक्लियॉइड

प्रोकैरियोट्स के आनुवंशिक तंत्र की विशेषताएं:

1) जीवाणु नाभिक में परमाणु झिल्ली नहीं होती है और डीएनए साइटोप्लाज्म के संपर्क में होता है;

2) क्रोमोसोम में कोई विभाजन नहीं होता है और एक डीएनए स्ट्रैंड को बैक्टीरियल क्रोमोसोम कहा जाता है;

3) कोई माइटोसिस और अर्धसूत्रीविभाजन नहीं है।

बैक्टीरिया के परमाणु तंत्र को कहा जाता है बैक्टीरियल नाभिक, या न्यूक्लियॉइड।

एक बंद रिंग के रूप में जीवाणु गुणसूत्र एक विशाल सुपरकोल्ड डीएनए अणु है जो हिस्टोन से जुड़ा नहीं है। डीएनए प्रतिकृति अर्ध-रूढ़िवादी है।

साइटोप्लाज्म में - एक्स्ट्राक्रोमोसोमल डीएनए के रैखिक या गोलाकार अणु - प्लास्मिड (एक्स्ट्राक्रोमोसोमल निर्धारक),खुला - आराम से,बंद किया हुआ - सुपरकोल्ड.

बैक्टीरियल प्लास्मिड के मूल गुण:

- स्वायत्त रूप से दोहराने की क्षमता। प्लास्मिड सख्त प्रतिकृति नियंत्रण के साथऔर कमजोर,

- संयुग्मन (संप्रेषणीयता) - स्व-संचारित करने की क्षमता,

- अभिन्नता,

- असंगति

- सतही बहिष्करण,

- संक्रामकता,

- फेनोटाइपिक विशेषताएं जो वे बैक्टीरिया को प्रदान करते हैं: एंटीबायोटिक्स, केशन, आयन, म्यूटाजेन, बैक्टीरियोसिन के लिए प्रतिरोध। प्लास्मिड वाली कोशिकाएं पदार्थों के बायोडिग्रेडेशन, बैक्टीरियोसिन, हेमोलिसिन, फाइब्रिनोलिसिन, टॉक्सिन्स, एंटीजन, एंटीबायोटिक्स, कीटनाशक, पिगमेंट, सतह एंटीजन को संश्लेषित करने में सक्षम हैं; संयुग्मन करने की क्षमता प्राप्त करें; पौधों में ट्यूमर प्रेरित करें; डीएनए का प्रतिबंध और संशोधन करना।

प्लास्मिड एक दूसरे के साथ या फेज डीएनए के साथ मिलकर बना सकते हैं एकीकृत करता है।एक कोशिका में कई प्रकार के प्लास्मिड हो सकते हैं। यदि प्लाज्मिड एक ही कोशिका में सह-अस्तित्व में नहीं रह सकते हैं, तो उन्हें कहा जाता है असंगत.

स्थान के अनुसार:

1) स्वायत्त,

2) एकीकृत जीवाणु गुणसूत्र के साथ एक साथ पुन: उत्पन्न होते हैं - एपिसोड.

प्लास्मिड:

1) संचरित (एफ- और आर-प्लास्मिड), संयुग्मन के दौरान प्रेषित;

2) असंक्रामक।

कार्यप्लाज्मिड:

1. नियामक क्षतिग्रस्त जीनोम में एकीकृत करके चयापचय संबंधी दोषों की भरपाई करते हैं।

2. एनकोडर कोशिका में नई आनुवंशिक जानकारी लाते हैं।

प्लाज्मिड प्रकार:

1. एफ-प्लास्मिड संयुग्मन के दौरान एफ-गोलियों के संश्लेषण को नियंत्रित करते हैं।

2. आर-प्लास्मिड - मल्टीड्रग रेजिस्टेंस फैक्टर।

3. गैर-संयुग्मक प्लास्मिड।

4. बैक्टीरियोसिनोजेनी के प्लास्मिड - विशिष्ट पदार्थों का उत्पादन करने के लिए बैक्टीरिया की क्षमता ( कोलिसिनया बैक्टीरियोसिन)जो जातिवृत्तीय रूप से संबंधित प्रजातियों के जीवाणुओं की मृत्यु का कारण बनते हैं।

5. रोगजनकता प्लाज्मिड पौरुष गुणों को नियंत्रित करते हैं।

6. छिपा हुआ (गूढ़) प्लास्मिड।

7. प्लास्मिड बायोडिग्रेडेशन।

बैक्टीरियल प्लास्मिड डीएनए प्रतिकृति और प्रतिलेखन का अध्ययन करने के लिए वस्तुएं हैं; उनका उपयोग जेनेटिक इंजीनियरिंग और माइक्रोबियल प्रजनन में किया जाता है।

माइग्रेटिंग जेनेटिक तत्व डीएनए के अलग-अलग खंड हैं जो जीनोम के भीतर अपना स्वयं का स्थानांतरण (ट्रांसपोजिशन) करते हैं। उनके प्रकार:

1. सम्मिलन अनुक्रम (आईएस-तत्व)।

2. ट्रांसपोज़न (टीएन-तत्व)।

3. मध्यम या दोषपूर्ण बैक्टीरियोफेज।

जीवाणुओं की संरचना का अध्ययन संपूर्ण कोशिकाओं और उनके अत्यंत पतले वर्गों की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके किया जाता है। एक जीवाणु कोशिका की मुख्य संरचनाएँ हैं: कोशिका भित्ति, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली, समावेशन के साथ साइटोप्लाज्म, और नाभिक, जिसे न्यूक्लियॉइड कहा जाता है। बैक्टीरिया में अतिरिक्त संरचनाएं भी हो सकती हैं: कैप्सूल, माइक्रोकैप्सूल, बलगम, फ्लैगेला, फिम्ब्रिया, पिली; कुछ बैक्टीरिया बीजाणु बनाने में सक्षम होते हैं।
बैक्टीरिया को माइक्रोमीटर (माइक्रोन) में मापा जाता है। एक माइक्रोमीटर 1000 नैनोमीटर (एनएम) के बराबर है। बैक्टीरिया के व्यक्तिगत घटकों को नैनोमीटर में मापा जाता है।
कोशिका भित्ति एक मजबूत, लोचदार संरचना है जो बैक्टीरिया को एक निश्चित आकार देती है और कोशिका में उच्च आसमाटिक दबाव को नियंत्रित करती है। यह कोशिका विभाजन और चयापचयों के परिवहन की प्रक्रिया में शामिल है। ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया में ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की तुलना में मोटी कोशिका भित्ति होती है, जो 50 एनएम या उससे अधिक तक पहुँचती है। ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में थोड़ी मात्रा में पॉलीसेकेराइड, लिपिड और प्रोटीन होते हैं। इन जीवाणुओं की कोशिका भित्ति का अधिकांश द्रव्यमान (40-90%) पेप्टिडोग्लाइकन (समानार्थक: म्यूरिन, म्यूको पेप्टाइड) है, सहसंयोजक टेइकोइक एसिड (ग्रीक टेकोस - दीवार से) से जुड़ा है। ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में पेप्टिडोग्लाइकन (5-10%) कम होता है।

चित्र 2.2। ग्राम-पॉजिटिव (ए) और ग्राम-नेगेटिव (बी) की संरचना
बैक्टीरिया (योजना)।
के - कैप्सूल; सीएस - सेल की दीवार; एनएम - बाहरी झिल्ली; पीजी, पेप्टिडोग्लाइकन; सीएम - साइटोप्लाज्मिक झिल्ली; एम - मेसोसोम; पी - राइबोसोम; बी - वोलुटिन; एच - न्यूक्लियॉइड; एफ - फ्लैगेलम; पी - पिया; पीडी - विभाजन विभाजन। तीर कसना गठन द्वारा ग्राम-नकारात्मक जीवाणु के विभाजन को इंगित करता है।
पेप्टिडोग्लाइकन को समानांतर ग्लाइकेन अणुओं द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें एन-एसिटाइलग्लुकोसामाइन और एन-एसिटाइलमूरामिक एसिड अवशेष शामिल होते हैं जो एक पी (1->4) ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं। ग्लाइकेन अणु क्रॉस पेप्टाइड बॉन्ड से जुड़े होते हैं। इसलिए इस बहुलक का नाम - पेप्टिडोग्लाइकन। पेप्टाइड बॉन्ड का आधार टेट्रापेप्टाइड्स है जिसमें वैकल्पिक एल- और डी-अमीनो एसिड होते हैं, उदाहरण के लिए, एल-अलैनिन - डी-ग्लूटामिक एसिड - मेसोडियमिनोपिमेलिक एसिड - डी-अलैनिन। ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया के पेप्टिडोग्लाइकन में अक्सर मेसोडायमिनोपिमेलिक एसिड के बजाय एलएल-डायमिनोपिमेलिक एसिड या लाइसिन होता है। ग्लाइकेन तत्व (एसिटाइलग्लुकोसामाइन और एसिटाइलमुरैमिक एसिड) और टेट्रापेप्टाइड अमीनो एसिड (मेसोडायमिनोपिमेलिक और डी-ग्लूटामिक एसिड, डी-अलैनिन) जीवाणु की एक विशिष्ट विशेषता है, क्योंकि वे जानवरों और मनुष्यों में अनुपस्थित हैं। ग्राम धुंधला होने के दौरान आयोडीन (बैक्टीरिया का नीला-बैंगनी रंग) के संयोजन में जेंटियन वायलेट को बनाए रखने के लिए ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया की क्षमता डाई के साथ बातचीत करने के लिए बहुपरत पेप्टिडोग्लाइकन की संपत्ति से जुड़ी होती है। अल्कोहल के साथ बैक्टीरिया के ग्राम-सना हुआ स्मीयर का उपचार पेप्टिडोग्लाइकन में छिद्रों के कसना का कारण बनता है और इस तरह सेल की दीवार में दाग को बरकरार रखता है। इसके विपरीत, ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया अल्कोहल के संपर्क में आने के बाद डाई खो देते हैं, पेप्टिडोग्लाइकेन (कोशिका दीवार द्रव्यमान का 5-10%) की कम सामग्री के कारण फुकसिन के साथ इलाज करने पर फीका पड़ जाता है और लाल हो जाता है।
ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में एक बाहरी झिल्ली (चित्र 2.2) शामिल होती है जो लिपोप्रोटीन द्वारा पेप्टिडोग्लाइकेन की अंतर्निहित परत से जुड़ी होती है। बाहरी झिल्ली में आंतरिक झिल्ली के समान एक लहराती तीन-परत संरचना होती है, जिसे साइटोप्लाज्मिक झिल्ली कहा जाता है। इन झिल्लियों का मुख्य घटक लिपिड की द्विआणविक (दोहरी) परत है। बाहरी झिल्ली एक असममित मोज़ेक संरचना है जो लिपोपॉलेसेकेराइड, फॉस्फोलिपिड्स और प्रोटीन द्वारा प्रस्तुत की जाती है। इसके बाहर लिपोपॉलेसेकेराइड (एलपीएस) है, जिसमें तीन घटक होते हैं: लिपिड ए, मूल भाग, या कोर (लैटिन कोर-कोर से), और ओ-विशिष्ट पॉलीसेकेराइड श्रृंखला समान ओलिगोसेकेराइड अनुक्रमों को दोहराकर बनाई जाती है। लिपोपॉलेसेकेराइड लिपिडोमा (चित्र 2.3) की बाहरी झिल्ली में "लंगर" है, जो लिपोपॉलेसेकेराइड को विषाक्तता प्रदान करता है, जिसे एंडोटॉक्सिन के साथ पहचाना जाता है। लिपिड ए लिपोपॉलेसेकेराइड के मूल भाग को छोड़ देता है। लिपोपॉलेसेकेराइड कोर का सबसे स्थिर हिस्सा केटोडीऑक्सीओक्टोनिक एसिड है। लिपोपॉलेसेकेराइड के मूल से फैली हुई ओ-विशिष्ट श्रृंखला एक विशेष जीवाणु तनाव के सेरोग्रुप, सेरोवर (एक प्रकार का बैक्टीरिया जो प्रतिरक्षा सीरम का उपयोग करके पता लगाया जाता है) को निर्धारित करती है। इस प्रकार, लिपोपॉलेसेकेराइड की अवधारणा ओ-एंटीजन के बारे में विचारों से जुड़ी है, जिसके अनुसार बैक्टीरिया को विभेदित किया जा सकता है।

चित्र 2.3। ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया (योजना) की कोशिका भित्ति और साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की संरचना।
जी - लिपिड; पी - प्रोटीन; LPS लिपोपॉलीसेकेराइड है।
बाहरी झिल्ली के मैट्रिक्स के प्रोटीन इसमें इस तरह से प्रवेश करते हैं कि पोरिन नामक प्रोटीन अणु हाइड्रोफिलिक छिद्रों को घेरते हैं जिससे पानी और 7 kD तक के छोटे अणु गुजरते हैं। बाहरी और साइटोप्लाज्मिक झिल्लियों के बीच पेरिप्लास्मिक स्पेस या पेरिप्लासम होता है, जिसमें एंजाइम होते हैं। जब एंजाइम लाइसोजाइम या पेनिसिलिन के प्रभाव में जीवाणु कोशिका दीवार का संश्लेषण बाधित होता है, साथ ही साथ शरीर के सुरक्षात्मक कारक, एक परिवर्तित, अक्सर गोलाकार आकार वाली कोशिकाएं बनती हैं; प्रोटोप्लास्ट एक कोशिका भित्ति के बिना बैक्टीरिया होते हैं, और स्फेरोप्लास्ट आंशिक रूप से संरक्षित कोशिका भित्ति वाले बैक्टीरिया होते हैं। कोशिका भित्ति संश्लेषण के अवरोधक को हटाने के बाद, ऐसे परिवर्तित जीवाणु उलट सकते हैं, अर्थात, एक पूर्ण कोशिका भित्ति प्राप्त कर सकते हैं और अपने मूल आकार को पुनर्स्थापित कर सकते हैं। स्फेरोप्लास्ट या प्रोटोप्लास्ट प्रकार के बैक्टीरिया जो एंटीबायोटिक दवाओं या अन्य कारकों के प्रभाव में पेप्टिडोग्लाइकन को संश्लेषित करने की क्षमता खो चुके हैं और प्रजनन करने में सक्षम हैं, उन्हें एल-फॉर्म कहा जाता है। म्यूटेशन के परिणामस्वरूप एल-फॉर्म भी उत्पन्न हो सकते हैं। वे बैक्टीरिया के फिल्टर से गुजरने वाले सहित विभिन्न आकारों के आसमाटिक रूप से संवेदनशील, गोलाकार, फ्लास्क के आकार की कोशिकाएं हैं। एल-रूप कई बैक्टीरिया बना सकते हैं जो संक्रामक रोग पैदा करते हैं।
साइटोप्लाज्मिक झिल्ली एक तीन-परत संरचना है और जीवाणु साइटोप्लाज्म के बाहरी हिस्से को घेरती है। संरचना में, यह पशु कोशिकाओं के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के समान है; लिपिड की एक दोहरी परत होती है, मुख्य रूप से फॉस्फोलिपिड्स में अंतर्निहित सतह और अभिन्न प्रोटीन होते हैं, जैसे कि झिल्ली की संरचना के माध्यम से घुसना। उनमें से कुछ पदार्थों के परिवहन में शामिल हैं। साइटोप्लाज्मिक झिल्ली मोबाइल घटकों के साथ एक गतिशील संरचना है, इसलिए इसे मोबाइल, द्रव संरचना के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। यह आसमाटिक दबाव, पदार्थों के परिवहन और कोशिका के ऊर्जा चयापचय (इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला, एटीपीस, आदि के एंजाइमों के कारण) के नियमन में शामिल है।
कोशिका भित्ति की वृद्धि की तुलना में अत्यधिक वृद्धि के साथ, साइटोप्लाज्मिक झिल्ली का निर्माण होता है, अर्थात। जटिल रूप से मुड़ी हुई झिल्ली संरचनाओं के रूप में आक्रमण जिन्हें मेसोसोम कहा जाता है। कम जटिल मुड़ी हुई संरचनाओं को इंट्रासाइटोप्लाज्मिक मेम्ब्रेन कहा जाता है। मेसोसोम और इंट्रासाइटोप्लाज्मिक झिल्लियों की भूमिका को पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है। यह माना जाता है कि वे कोशिका विभाजन में शामिल होते हैं, कोशिका भित्ति के संश्लेषण के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं, पदार्थों का स्राव, बीजाणु निर्माण, यानी ऊर्जा के बड़े व्यय के साथ प्रक्रियाओं में।
बैक्टीरिया का साइटोप्लाज्म कोशिका के बड़े हिस्से पर कब्जा कर लेता है और इसमें घुलनशील प्रोटीन होते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं (80 एस) के राइबोसोम की विशेषता के विपरीत, बैक्टीरियल राइबोसोम में 70 एस का अवसादन गुणांक होता है। इसलिए, कुछ एंटीबायोटिक्स, जिनकी क्रिया बैक्टीरिया के राइबोसोम से बंध कर प्रोटीन संश्लेषण के दमन पर आधारित होती है, यूकेरियोटिक कोशिकाओं के प्रोटीन संश्लेषण को प्रभावित नहीं करती है। साइटोप्लाज्म में विभिन्न समावेशन होते हैं - पॉलीसेकेराइड, पॉलीब्यूट्रिक एसिड और पॉलीफॉस्फेट्स (वोल्टिन)। वे पर्यावरण में पोषक तत्वों की अधिकता के साथ जमा होते हैं और पोषण और ऊर्जा की जरूरतों के लिए आरक्षित पदार्थों के रूप में कार्य करते हैं। डिप्थीरिया बैसिलस में सेल के सघन रूप से दाग वाले ध्रुवों के रूप में वॉल्यूटिन अनाज का पता लगाया जाता है।
न्यूक्लियॉइड (नाभिक के समान गठन) बैक्टीरिया में नाभिक के समतुल्य है। न्यूक्लियॉइड डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए के रूप में बैक्टीरिया के मध्य क्षेत्र में स्थित होता है, जो एक रिंग में बंद होता है और एक कॉइल की तरह कसकर भरा होता है। यूकेरियोट्स के विपरीत, बैक्टीरिया के नाभिक में परमाणु झिल्ली, न्यूक्लियोलस और बुनियादी प्रोटीन (हिस्टोन) नहीं होते हैं। आमतौर पर, एक जीवाणु कोशिका में एक गुणसूत्र होता है, जिसे एक रिंग में बंद डीएनए अणु द्वारा दर्शाया जाता है। यदि विभाजन गड़बड़ा गया है, तो इसमें 4 या अधिक गुणसूत्र हो सकते हैं।
Feulgen या Giemsa के अनुसार डीएनए-विशिष्ट तरीकों से धुंधला होने के बाद एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत न्यूक्लियॉइड का पता लगाया जाता है। बैक्टीरिया के अल्ट्राथिन वर्गों के इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न पर, न्यूक्लियॉइड में डीएनए के फाइब्रिलर, थ्रेड जैसी संरचनाओं के साथ प्रकाश क्षेत्र का रूप होता है।
एक गुणसूत्र द्वारा दर्शाए गए न्यूक्लियॉइड के अलावा, जीवाणु कोशिका में आनुवंशिकता के एक्स्ट्राक्रोमोसोमल कारक होते हैं - प्लास्मिड (धारा 5.2 देखें)।
कुछ बैक्टीरिया (न्यूमोकोकी, क्लेबसिएला, आदि) एक कैप्सूल बनाते हैं - एक श्लेष्म गठन, स्पष्ट रूप से परिभाषित बाहरी सीमाओं के साथ, कोशिका भित्ति से मजबूती से जुड़ा होता है। कैप्सूल पैथोलॉजिकल सामग्री से स्मीयरों-छापों में अलग-अलग है। बैक्टीरिया की शुद्ध संस्कृतियों में, कैप्सूल कम बार बनता है। यह विशेष धुंधला तरीकों से पता चला है जो कैप्सूल पदार्थ के नकारात्मक विपरीत बनाता है। आमतौर पर कैप्सूल में पॉलीसेकेराइड (एक्सोपॉलीसेकेराइड), कभी-कभी पॉलीपेप्टाइड्स होते हैं, उदाहरण के लिए एंथ्रेक्स बैसिलस में। कैप्सूल हाइड्रोफिलिक है, यह बैक्टीरिया के फागोसाइटोसिस को रोकता है। कई बैक्टीरिया माइक्रोकैप्सूल बनाते हैं, एक घिनौना गठन जिसे इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से देखा जा सकता है। बलगम को कैप्सूल से अलग किया जाना चाहिए - म्यूकोइड एक्सोपॉलीसेकेराइड जिसमें स्पष्ट बाहरी सीमाएँ नहीं होती हैं। बैक्टीरियल एक्सोपॉलीसेकेराइड आसंजन (सब्सट्रेट्स से चिपके हुए) में शामिल होते हैं, उन्हें ग्लाइकोकालीक्स भी कहा जाता है।
इस तथ्य के अलावा कि बैक्टीरियल एक्सोपॉलीसेकेराइड को बैक्टीरिया द्वारा उनके घटकों के स्राव के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है, उनके गठन के लिए एक और तंत्र है - डिसैक्राइड पर बाह्य एंजाइम की कार्रवाई के तहत। नतीजतन, डेक्सट्रांस और लेवन बनते हैं। कैप्सूल और बलगम बैक्टीरिया को नुकसान से बचाते हैं, सूखते हैं, क्योंकि वे हाइड्रोफिलिक होते हैं और पानी को अच्छी तरह से बांधते हैं, और मैक्रोऑर्गेनिज्म और बैक्टीरियोफेज के सुरक्षात्मक कारकों की कार्रवाई को रोकते हैं।
बैक्टीरियल फ्लैगेल्ला उनकी गतिशीलता निर्धारित करते हैं। फ्लैगेल्ला साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से निकलने वाले पतले तंतु हैं; इनकी लम्बाई कोशिका की लम्बाई से अधिक होती है। फ्लैगेल्ला की मोटाई 12-20 एनएम है, लंबाई 3-12 माइक्रोन है। विभिन्न प्रजातियों के बैक्टीरिया में फ्लैगेल्ला की संख्या विब्रियो कॉलेरी में एक (मोनोट्रिच) से लेकर एस्चेरिचिया कोलाई, प्रोटियस आदि में बैक्टीरिया (पेरिट्रिच) की परिधि के साथ फैले दस या सैकड़ों फ्लैगेल्ला तक भिन्न होती है।

चित्र 2.4। इशरीकिया कोली। इलेक्ट्रोग्राम।
मैं - कशाभिका; 2 - विली; 3 - अधिशोषित गोलाकार बैक्टीरियोफेज (वी.एस. ट्यूरिन की तैयारी) के साथ एफ-ड्रैंक।
मैं मिमी"
कोशिका के एक छोर पर लोफोट्रिचस में कशाभिका का एक गुच्छा होता है, उभयचर में कोशिका के विपरीत छोर पर एक कशाभिका या कशाभिका का गुच्छा होता है। फ्लैगेल्ला विशेष डिस्क द्वारा साइटोप्लाज्मिक झिल्ली और कोशिका भित्ति से जुड़े होते हैं। रासायनिक संरचना के अनुसार, फ्लैगेल्ला में एक प्रोटीन होता है - फ्लैगेलिन (अंग्रेजी फ्लैगेला - फ्लैगेलम से), जिसमें एंटीजेनिक विशिष्टता होती है। फ्लैगेलिन उपइकाइयां कुंडलित होती हैं। फ्लैगेल्ला का पता भारी धातुओं (चित्र 2.4) के साथ छिड़काव की गई तैयारी की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके, या विशेष विधियों (उदाहरण के लिए, सिल्वरिंग के बाद) की तैयारी के बाद एक प्रकाश माइक्रोस्कोप में लगाया जाता है।
फिम्ब्रिए और पिली फ़्लैजेला की तुलना में पतले और छोटे (3-20 एनएम * 0.3-10 माइक्रोन) फिलीफॉर्म फॉर्मेशन हैं (चित्र 2.4 देखें)। फिम्ब्रिया कोशिका की सतह से फैलते हैं और पाइलिन नामक प्रोटीन से बने होते हैं। विभिन्न प्रकार के फ़िम्ब्रिया के बीच, फ़ाइम्ब्रिए आसंजन के लिए ज़िम्मेदार होते हैं, यानी, प्रभावित कोशिका से बैक्टीरिया का जुड़ाव (उदाहरण के लिए, सामान्य प्रकार का पिली 1 - सामान्य पिली); फ़िम्ब्रिया पोषण, पानी-नमक चयापचय के लिए जिम्मेदार; यौन (एफ-पिया), या संयुग्मन, पिया। सामान्य प्रकार की पिली असंख्य होती हैं और एक कोशिका में कई सौ तक पहुंच जाती हैं। "पिया" शब्द का प्रयोग अक्सर विशेष पिली - यौन पिली को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, जो ट्रांसमिसिबल प्लास्मिड (एफ, आर, कर्नल) युक्त तथाकथित पुरुष दाता कोशिकाओं द्वारा गठित होता है; उनकी संख्या प्रति सेल 1-2 है। सेक्स पिली की एक विशिष्ट विशेषता विशेष "पुरुष" गोलाकार बैक्टीरियोफेज के साथ बातचीत है।
बीजाणु सुप्त फर्मिक्यूट बैक्टीरिया का एक अजीबोगरीब रूप है, यानी ग्राम-पॉजिटिव प्रकार की कोशिका भित्ति वाले बैक्टीरिया। जीवाणुओं के अस्तित्व के लिए प्रतिकूल परिस्थितियों में बीजाणुओं का निर्माण होता है, सूखने, पोषक तत्वों की कमी आदि के साथ। इस मामले में, एक जीवाणु के अंदर एक बीजाणु बनता है। इसलिए, बीजाणुओं का निर्माण प्रजातियों के संरक्षण में योगदान देता है और यह प्रजनन का तरीका नहीं है, जैसा कि मशरूम में होता है। बीजाणु बनाने वाले एरोबिक बैक्टीरिया, जिनमें बीजाणु का आकार कोशिका के व्यास से अधिक नहीं होता है, बेसिली कहलाते हैं, और बीजाणु बनाने वाले अवायवीय बैक्टीरिया, जिनमें बीजाणु का आकार कोशिका के व्यास से अधिक होता है और इसलिए एक धुरी का रूप ले लेते हैं, क्लोस्ट्रीडियम कहलाते हैं (लैटिन क्लॉस्ट्रिडियम - स्पिंडल से)।
स्पोरुलेशन की प्रक्रिया चरणों की एक श्रृंखला से गुजरती है, जिसके दौरान साइटोप्लाज्म और क्रोमोसोम का एक हिस्सा अलग हो जाता है, जो साइटोप्लाज्मिक झिल्ली से घिरा होता है; एक प्रोस्पोर बनता है, फिर एक बहुपरत खराब पारगम्य खोल बनता है। स्पोरुलेशन के साथ प्रोस्पोर द्वारा गहन खपत होती है, और फिर डिपिकोलिनिक एसिड और कैल्शियम आयनों के बीजाणु खोल द्वारा। सभी संरचनाओं के गठन के बाद, बीजाणु थर्मल स्थिरता प्राप्त करता है, जो कैल्शियम डिपिकोलिनेट की उपस्थिति से जुड़ा होता है। स्पोरुलेशन, कोशिका (वनस्पति) में बीजाणुओं का आकार और स्थान बैक्टीरिया की एक प्रजाति संपत्ति है, जो उन्हें एक दूसरे से अलग करना संभव बनाता है। विवाद का आकार अंडाकार, गोलाकार हो सकता है; सेल में स्थान टर्मिनल है - छड़ी के अंत में (टेटनस का प्रेरक एजेंट), सबटर्मिनल - छड़ी के अंत के करीब (बोटुलिज़्म, गैस गैंग्रीन के प्रेरक एजेंट) और केंद्रीय (एंथ्रेक्स बैसिलस)।
बीजाणु के विशिष्ट तत्व, बहुपरत खोल और कैल्शियम डिपिकोलिनेट सहित, इसके गुण निर्धारित करते हैं: यह मिट्टी में लंबे समय तक बना रह सकता है, उदाहरण के लिए, एंथ्रेक्स और टेटनस रोगजनकों - दशकों तक। अनुकूल परिस्थितियों में, वे तीन चरणों में अंकुरित होते हैं: सक्रियण, दीक्षा, विकास। इस मामले में, एक बीजाणु से एक जीवाणु बनता है। सक्रियण - अंकुरण के लिए तत्परता। 60-80 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म होने पर यह तेज हो जाता है। अंकुरण आरंभ होने में कई मिनट लगते हैं। विकास को तेजी से विकास की विशेषता है, बीजाणु खोल के विनाश और अंकुर की रिहाई के साथ।

जिस किसी को भी हल्की परिस्थितियों में जीवाणु कोशिकाओं को नष्ट करना पड़ा हो, उदाहरण के लिए, लाइसोजाइम या डिटर्जेंट के साथ, उसने जीवाणु कोशिकाओं के आसानी से मोबाइल निलंबन के एक चिपचिपा जेली जैसे द्रव्यमान में परिवर्तन की एक उल्लेखनीय तस्वीर देखी है, जिसके सरल मिश्रण की आवश्यकता होती है कोशिश। यह इस तथ्य के कारण है कि कोशिका झिल्ली के विनाश के बाद बैक्टीरिया कोशिकाओं के कॉम्पैक्ट रूप से पैक किए गए विशाल गुणसूत्र (ई। कोलाई के क्रोमोसोमल डीएनए की लंबाई लगभग 4.6 मिलियन बीपी है) पर्यावरण में चले जाते हैं और इसमें स्वतंत्र रूप से वितरित होते हैं। बैक्टीरियल कोशिकाओं के lysates में, उनका डीएनए प्रोटीन के साथ दृढ़ता से जुड़ा होता है, जिसके रिलीज के लिए कई फेनोलिक डिप्रोटीनाइजेशन की आवश्यकता होती है। इस तरह के एक सरल प्रयोग से स्पष्ट रूप से संकेत मिलता है कि जीवाणु कोशिकाओं में उनका एकल गुणसूत्र अत्यधिक संकुचित होता है और संभवतः स्थानिक रूप से व्यवस्थित होता है।

जीवाणु कोशिकाओं के वर्गों के एक इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अध्ययन ने जीवाणु कोशिका में डीएनए का एक कॉम्पैक्ट वितरण दिखाया। चूंकि ऐसी संरचनाएं दूरस्थ रूप से यूकेरियोट्स के नाभिक से मिलती जुलती हैं, इसलिए उन्हें न्यूक्लियॉइड या प्लाज्मा डीएनए कहा जाता था। न्यूक्लियॉइड्स को राइबोसोम से मुक्त विरल रूप से अभिरंजित क्षेत्रों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है (चित्र I.1a)। इस मामले में, न्यूक्लियोइड्स के बाहरी भाग पर डीएनए के बढ़े हुए खंड आसपास के साइटोप्लाज्म को निर्देशित किए जाते हैं। विशिष्ट एंटीबॉडी का उपयोग करते हुए, यह पाया गया कि आरएनए पोलीमरेज़, डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ I और हिस्टोन जैसे प्रोटीन एचयू के अणु न्यूक्लियॉइड से जुड़े हैं। न्यूक्लियोइड्स की परिधि के साथ विस्तारित डीएनए क्षेत्रों को आमतौर पर प्रतिलेखन में शामिल जीवाणु गुणसूत्र के खंड के रूप में व्याख्या किया जाता है। इन क्षेत्रों में जीवाणु गुणसूत्र के डीएनए लूप होते हैं, जो कोशिका की शारीरिक अवस्था के आधार पर, एक ट्रांसक्रिप्शनल रूप से सक्रिय अवस्था में होते हैं या जब ट्रांसक्रिप्शन को दबा दिया जाता है तो न्यूक्लियॉइड में खींचे जाते हैं।

ए. रेइटर और ए. चांग द्वारा कार्यात्मक रूप से सक्रिय न्यूक्लियॉइड का मॉडल अंजीर में दिखाया गया है। आई.1, बी. एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत दिखाई देने वाले न्यूक्लियॉइड्स की विसरित सतह संरचना, सक्रिय रूप से लिखित डीएनए लूप की मोबाइल स्थिति को दर्शाती है। इस मॉडल में, जानवरों में लैंपब्रश जैसे गुणसूत्रों की संरचना के साथ एक समानता का पता लगाया जा सकता है।

बैक्टीरियल सेल न्यूक्लियॉइड एक स्थिर इंट्रासेल्युलर गठन या कम्पार्टमेंट नहीं है जिसे रूपात्मक रूप से स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जा सकता है। बैक्टीरियल कोशिकाओं के विभिन्न विकास चरणों के दौरान, न्यूक्लियॉइड लगातार आकार बदलता है, जो कुछ जीवाणु जीनों की ट्रांसक्रिप्शनल गतिविधि से जुड़ा होता है। यूकेरियोटिक गुणसूत्रों की तरह, न्यूक्लियॉइड डीएनए कई डीएनए-बाध्यकारी प्रोटीनों से जुड़ा होता है, विशेष रूप से, हिस्टोन जैसे प्रोटीन एचयू, एच-एनएस, और आईएचएफ, साथ ही टोपोइज़ोमेरेज़, जो बैक्टीरिया के गुणसूत्रों और उनके कामकाज पर बहुत प्रभाव डालते हैं। इंट्रासेल्युलर संघनन। प्रयोगशाला "कॉम्पैक्टोसोम" (स्थिर यूकेरियोटिक न्यूक्लियोसोम के समान) बनाने के लिए बैक्टीरियल डीएनए संघनन के विस्तृत आणविक तंत्र अज्ञात हैं।

बैक्टीरिया तथाकथित एलपी-क्रोमैटिन (कम प्रोटीन क्रोमैटिन) में रुचि बढ़ रही है, जो प्रोटीन घटक की अपेक्षाकृत कम सामग्री की विशेषता है। समान एलपी क्रोमैटिन वायरस, माइटोकॉन्ड्रिया, प्लास्टिड्स और डाइनोफ्लैगलेट्स (फ्लैगेलेट्स) में पाया जाता है।