थर्मोफिलिक बैक्टीरिया: विशेषताओं, निवास स्थान, भोजन - जीवविज्ञान - 2025

Thermophilic बैक्टीरिया उन 50 से तापमान अधिक से अधिक के साथ वातावरण में विकसित करने के लिए की क्षमता होती है डिग्री सेल्सियस इन सूक्ष्मजीवों के निवास स्थान बहुत ही शत्रुतापूर्ण स्थान हैं, जैसे कि हाइड्रोथर्मल वेंट्स, ज्वालामुखी क्षेत्र, हॉट स्प्रिंग्स और रेगिस्तान, अन्य। वे जिस तापमान सीमा का समर्थन करते हैं, उसके आधार पर, इन सूक्ष्मजीवों को थर्मोफाइल, अत्यधिक थर्मोफाइल और हाइपरथायरोफाइल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

थर्मोफिल्स 50 और 68 डिग्री सेल्सियस के बीच एक तापमान रेंज में पनपते हैं, उनका इष्टतम विकास तापमान 60 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है। 65 डिग्री सेल्सियस के इष्टतम तापमान के साथ, 35 से 70 डिग्री सेल्सियस की सीमा में चरम थर्मोफाइल बढ़ते हैं, और हाइपरथायरोफिल 60 से 115 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में रहते हैं, इष्टतम तापमान के साथ °80 डिग्री सेल्सियस पर।

बाईं ओर की छवि: पर्यावरण जहां थर्मोफिलिक बैक्टीरिया रहते हैं। दाईं ओर छवि: थर्मोफिलिक बैक्टीरिया का आलंकारिक प्रतिनिधित्व। स्रोत: बाईं छवि pxhere, सही छवि pixabay

सामान्य रूप से थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के उदाहरण के रूप में, निम्नलिखित का उल्लेख किया जा सकता है: जियोब एसिलस स्टीयरोटरोफिलस, डेफेरब्रिबैर डेसल्फ्यूरिकन्स, मैरिनिथर्मस हाइड्रोथेरालिस और थर्मस एक्वाटिकस, अन्य।

इन सूक्ष्मजीवों में विशेष संरचनात्मक विशेषताएं होती हैं जो उन्हें उच्च तापमान का सामना करने की क्षमता देती हैं। वास्तव में, उनकी आकृति विज्ञान इतना अलग है कि वे कम तापमान पर विकसित नहीं हो सकते हैं।

विशेषताएँ

थर्मोफिलिक बैक्टीरिया में विशेषताओं की एक श्रृंखला होती है जो उन्हें बहुत उच्च तापमान वाले वातावरण के अनुकूल बनाती है।

एक ओर, इन जीवाणुओं की कोशिका झिल्ली में लंबे समय तक संतृप्त लिपिड की उच्च मात्रा होती है। यह उन्हें उच्च तापमान के साथ सामना करने और पर्याप्त पारगम्यता और लचीलेपन को बनाए रखने की अनुमति देता है, जिससे वे खुद को नष्ट किए बिना पर्यावरण के साथ पदार्थों का आदान-प्रदान करते हैं।

दूसरी ओर, हालांकि यह ज्ञात है कि प्रोटीन आमतौर पर उच्च तापमान पर इनकार करते हैं, थर्मोफिलिक बैक्टीरिया में मौजूद प्रोटीन सहसंयोजक प्रकार के बांड होते हैं जो हाइड्रोफोबिक रूप से बातचीत करते हैं। यह विशेषता इस प्रकार के जीवाणुओं को स्थिरता प्रदान करती है।

इसी तरह, थर्मोफिलिक बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित एंजाइम थर्मोस्टेबल प्रोटीन होते हैं, क्योंकि वे अपने वातावरण को शत्रुतापूर्ण वातावरण में अपने कार्यों को समाप्त कर सकते हैं, जहां ये जीवाणु अपना कॉन्फ़िगरेशन खोए बिना विकसित होते हैं।

उनके विकास वक्र के संबंध में, थर्मोफिलिक बैक्टीरिया की उच्च प्रजनन दर होती है, लेकिन सूक्ष्मजीवों के अन्य वर्गों की तुलना में कम आधा जीवन होता है।

उद्योग में थर्मोफिलिक बैक्टीरिया की उपयोगिता

आज, विभिन्न प्रकार के उद्योग विभिन्न प्रक्रियाओं को करने के लिए जीवाणु उत्पत्ति के एंजाइम का उपयोग करते हैं। उनमें से कुछ थर्मोफिलिक बैक्टीरिया से आते हैं।

संभव औद्योगिक अनुप्रयोगों के साथ थर्मोफिलिक बैक्टीरिया से सबसे अक्सर अलग होने वाले एंजाइमों में एंजाइम α-amylases, xylanases, डीएनए पोलीमरेज़, उत्प्रेरक, और सेरीन प्रोटीज, सभी थर्मोस्टेबल हैं।

ये एंजाइम विशेष हैं क्योंकि वे उच्च तापमान पर अभिनय करने में सक्षम हैं, जहां मेसोफिलिक बैक्टीरिया द्वारा बनाए गए अन्य समान एंजाइमों को अस्वीकार कर दिया जाएगा।

इसलिए, वे ऐसी प्रक्रियाओं के लिए आदर्श हैं जिनमें उच्च तापमान या ऐसी प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है जहां मेसोफिलिक बैक्टीरिया के प्रसार को कम करना आवश्यक है।

उदाहरण

उद्योग में थर्मोफिलिक बैक्टीरिया से एंजाइम के उपयोग के एक उदाहरण के रूप में, हम पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) तकनीक में डीएनए पोलीमरेज़ (टाक पोलीमरेज़) के उपयोग का उल्लेख कर सकते हैं।

यह तकनीक उच्च तापमान पर डीएनए को निरूपित करती है, इस जोखिम के बिना कि टाक पोलीमरेज़ एंजाइम क्षतिग्रस्त है। इस्तेमाल किया गया पहला टाक पोलीमरेज़ थर्मस जलीय जंतुओं से अलग था।

दूसरी ओर, थर्मोफिलिक बैक्टीरिया का उपयोग पर्यावरण प्रदूषण से होने वाले नुकसान को कम करने के लिए किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, शोध से पता चला है कि कुछ थर्मोफिलिक बैक्टीरिया ऐसे यौगिकों को समाप्त कर सकते हैं जो पर्यावरण के लिए विषाक्त हैं। ऐसा पॉलीक्लोरोबिपेनिल (प्लास्टिक और रेफ्रिजरेटर में मौजूद एक प्रदूषणकारी पदार्थ, अन्य यौगिकों के बीच) का मामला है।

यह इस तथ्य के लिए संभव है कि कुछ थर्मोफिलिक बैक्टीरिया कार्बन स्रोत के रूप में बाइफेनिल, 4-क्लोरोबिपेनिल और बेंजोइक एसिड जैसे तत्वों का उपयोग कर सकते हैं। इसलिए, वे पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल को नीचा करते हैं, उन्हें पर्यावरण से दूर करते हैं।

दूसरी ओर, ये जीवाणु मिट्टी में नाइट्रोजन और सल्फर जैसे पुनर्चक्रण तत्वों में उत्कृष्ट हैं। इस वजह से, उन्हें कृत्रिम (रासायनिक) उर्वरकों की आवश्यकता के बिना स्वाभाविक रूप से भूमि को उर्वरित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

इसी तरह, कुछ शोधकर्ता जैव-औद्योगिक कचरे के हाइड्रोलिसिस के माध्यम से वैकल्पिक ऊर्जा उत्पन्न करने वाले पदार्थों जैसे कि बायोगैस, बायोडीजल और बायोटेनॉल के माध्यम से थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के उपयोग का प्रस्ताव करते हैं, बायोरेमेडिएशन प्रक्रियाओं का पक्ष लेते हैं।

वास

थर्मोफिलिक बैक्टीरिया का निवास स्थान स्थलीय या समुद्री स्थानों से बना है, जो उनके उच्च तापमान की विशेषता है। तापमान के साथ होने वाले अन्य कारक मध्यम का पीएच, लवण की सांद्रता और मौजूद रासायनिक यौगिक (कार्बनिक और अकार्बनिक) हो सकते हैं।

माध्यम की विशिष्ट विशेषताओं के आधार पर, एक निश्चित प्रकार का थर्मोफिलिक बैक्टीरिया या कोई अन्य उसमें विकसित होगा।

इस प्रकार के जीवाणुओं के लिए सबसे आम आवासों में निम्नलिखित का उल्लेख किया जा सकता है: हाइड्रोथर्मल वेंट्स, ज्वालामुखी क्षेत्र, हॉट स्प्रिंग्स, और रेगिस्तान।

खिला

थर्मोफिलिक बैक्टीरिया को आम तौर पर विकसित करने के लिए जटिल संस्कृति मीडिया की आवश्यकता होती है। जिन पोषक तत्वों की उन्हें आवश्यकता हो सकती है उनमें निम्नलिखित हैं: यीस्ट एक्सट्रैक्ट, ट्रिप्टोन, कैसामिनो एसिड, ग्लूटामेट, प्रोलाइन, सेरीन, सेलबोस, ट्रेहलोज, सूक्रोज, एसीटेट और पाइरूवेट।

कुछ थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के अलगाव के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक अग्रज लूरिया-बेर-तानी अगर है। हाइड्रोलाइज्ड कैसिइन, यीस्ट एक्सट्रैक्ट, NaCl, अगर और आसुत जल को 7.0 ly 0.2 से समायोजित पीएच के साथ शामिल करता है।

प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों के दूषित पदार्थों के रूप में थर्मोफिलिक बैक्टीरिया

अधिकांश थर्मोफिलिक बैक्टीरिया सैप्रोफाइटिक होते हैं और मनुष्यों में बीमारी का कारण नहीं बनते हैं। हालांकि, भोजन के निर्माण में थर्मोफिलिक सूक्ष्मजीवों के प्रसार के पक्ष में कारक हो सकते हैं, जो हानिकारक हो सकते हैं।

एक उदाहरण देने के लिए, डेयरी उत्पादों के निर्माण में, पाश्चुरीकरण का उपयोग भोजन के परिशोधन की विधि के रूप में किया जाता है। यह विधि सैनिटरी गुणवत्ता की गारंटी देने वाली है; हालांकि, यह मूर्खतापूर्ण नहीं है क्योंकि स्पोर्युलेटेड थर्मोफिलिक बैक्टीरिया इस प्रक्रिया से बच सकते हैं।

इसका कारण यह है, हालांकि सबसे अधिक जीवाणुरोधी बैक्टीरिया की वनस्पति कोशिका गर्मी प्रतिरोधी नहीं है, बीजाणु हैं।

वहाँ स्पोरुलेटेड बैक्टीरिया होते हैं जो मानव उपभोग के लिए एक वास्तविक खतरे का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के लिए, निम्न प्रजातियों के बीजाणु: बेसिलस सेरेस, क्लोस्ट्रीडियम बोटुलिनम, क्लोस्ट्रीडियम परफिंजेंस, थर्मोअनोबैक्टीरियम जाइलानोलिटिकम, जियोबासिलस स्टीयरथेरोफिलस।

कम एसिड वाले डिब्बाबंद सामान पर आमतौर पर बीजाणु बनाने वाले एनारोबिक थर्मोफिलिक बैक्टीरिया जैसे कि जियोबासिलस स्टीयरोथेरोफिलस द्वारा हमला किया जाता है। यह बैक्टीरिया कार्बोहाइड्रेट को किण्वित करता है और शॉर्ट-चेन फैटी एसिड के उत्पादन के कारण एक अप्रिय खट्टा स्वाद पैदा करता है।

इसी तरह, क्लोस्ट्रीडियम थर्मोसैक्रोलिटिकम के साथ उच्च एसिड डिब्बाबंद भोजन दूषित हो सकता है। यह सूक्ष्मजीव अत्यधिक पवित्र है और उच्च गैस उत्पादन के कारण कैन को उभारता है।

अपने हिस्से के लिए, डेसल्फोटोमैकुलम निग्रेंस भी डिब्बाबंद खाद्य पदार्थों पर हमला करता है। हालाँकि, छेड़छाड़ के कोई लक्षण नहीं दिखा सकते हैं, जब आप अनकैप कर सकते हैं तो आप एक मजबूत अम्लीय गंध को सूँघ सकते हैं और एक काला भोजन देखा जाता है। काला रंग इस तथ्य के कारण है कि बैक्टीरिया हाइड्रोजन सल्फाइड का उत्पादन करते हैं, जो बदले में कंटेनर में लोहे के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे इस रंग का एक यौगिक बनता है।

अंत में, बेसिलस सेरेस और क्लोस्ट्रीडियम परफ्यूमेंस फूड पॉयजनिंग का कारण बनते हैं और क्लोस्ट्रीडियम बोटुलिनम भोजन में एक शक्तिशाली न्यूरोटॉक्सिन को स्रावित करता है, जिसका सेवन करने पर मृत्यु का कारण बनता है।

थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के उदाहरण

रोडोथर्मस ओबेसेंसिस

समुद्री बैक्टीरिया, ग्राम नकारात्मक, हेटरोट्रॉफिक, एरोबिक और हाइपरथेरोफिलिक बेसिलस।

जीनस कैल्डिकेलुलोसिरप्टोर

एनारोबिक बैक्टीरिया, ग्राम पॉजिटिव, अत्यधिक थर्मोफिलिक, स्पोरुलेटेड।

थर्मोमाइक्रोबियम वर्ग

वे चर ग्राम के साथ एरोबिक हाइपरथेरोफिलिक बैक्टीरिया, हेटरोट्रोफ़िक हैं।

रोडोथर्मस मारिनस

ग्राम नकारात्मक, एरोबिक, अत्यधिक थर्मोफिलिक और हेलोफिलिक बेसिलस। थर्मोस्टेबल एंजाइमों के इसके उत्पादन का अध्ययन किया गया है, विशेष रूप से पॉलीसेकेराइड को हाइड्रोलाइजिंग और डीएनए संश्लेषण के लिए, उद्योग के लिए ब्याज दोनों।

डेफेरब्रिक्टर डिसल्फ्यूरिकन्स

अवायवीय जीवाणु, अत्यधिक थर्मोफिलिक, हेटेरोट्रोफ़िक, सल्फर, नाइट्रेट और आर्सेनेट को कम करना।

Marinithermus

ग्राम नकारात्मक छड़ या तंतु, अत्यधिक थर्मोफिलिक, सख्त एरोबिक हेटरोट्रॉफिक।

थर्मोडासल्फोबैक्टीरियम हाइड्रोजनफिलम

समुद्री प्रजातियां, हाइपरथेरोफिलिक, एनारोबिक, ग्राम नकारात्मक, केमोलीटोआटोट्रॉफ़िक (सल्फेट कम करना), छिटपुट नहीं।

थर्मस जलीय

ग्राम नकारात्मक, हाइपरथेरोफिलिक, हेटरोट्रॉफ़िक और एरोबिक बैक्टीरिया। यह पीसीआर में इस्तेमाल होने वाले थर्मोस्टेबल एंजाइम को संश्लेषित करता है जिसे टाक डीएनए पोलीमरेज़ कहा जाता है।

सल्फ्यूरिर्गा कैलडिकुरालि

अत्यधिक थर्मोफिलिक, माइक्रोएरोफिलिक केमोलाइटोआटोट्रॉफ़िक, थायोसल्फ़ेट ऑक्सीडेंट।

Geobacillus

ग्राम पॉजिटिव, स्पोर्युलेटेड, अत्यधिक थर्मोफिलिक छड़ें। आटोक्लेव के समुचित कार्य का मूल्यांकन करने के लिए इसके बीजाणुओं को जैविक नियंत्रण के रूप में माइक्रोबायोलॉजी प्रयोगशालाओं में उपयोग किया जाता है।

लिंग

इस जीन की प्रजातियों को ग्राम नकारात्मक, हाइपरथेरोफिलिक होने की विशेषता है, हालांकि उनकी वृद्धि की सीमा व्यापक है, समुद्री जीवन की, वे बीजाणुओं का निर्माण नहीं करते हैं, वे एनारोबेस या माइक्रोएरोफिल्स का तिरस्कार करते हैं।

सबसे प्रासंगिक प्रजातियों के बीच तुलनात्मक तालिका

स्रोत: लेखक Msc द्वारा तैयार मारीलासा गिल।

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