बैक्टीरियल चयापचय: ​​प्रकार और उनकी विशेषताएं - जीवविज्ञान - 2025

बैक्टीरियल चयापचय इन जीवों की जीवन के लिए आवश्यक रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला भी शामिल है। चयापचय को गिरावट या catabolic प्रतिक्रियाओं, और संश्लेषण या anabolic प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया गया है।

ये जीव अपने जैव रासायनिक मार्गों के संदर्भ में सराहनीय लचीलापन प्रदर्शित करते हैं, जो कार्बन और ऊर्जा के विभिन्न स्रोतों का उपयोग करने में सक्षम हैं। चयापचय का प्रकार प्रत्येक सूक्ष्मजीव की पारिस्थितिक भूमिका को निर्धारित करता है।

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यूकेरियोटिक वंशावली की तरह, बैक्टीरिया मुख्य रूप से पानी (लगभग 80%) और बाकी सूखे वजन, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, लिपिड, पेप्टिडोग्लाइकन और अन्य संरचनाओं से बने होते हैं। जीवाणु चयापचय चयापचय से ऊर्जा का उपयोग करके, इन यौगिकों के संश्लेषण को प्राप्त करने के लिए काम करता है।

जीवों के अन्य अधिक जटिल समूहों में मौजूद रासायनिक प्रतिक्रियाओं से बैक्टीरियल चयापचय बहुत भिन्न नहीं होता है। उदाहरण के लिए, लगभग सभी जीवित चीजों में सामान्य चयापचय पथ हैं, जैसे कि ग्लूकोज का टूटना या ग्लाइकोलाइसिस मार्ग।

संस्कृति मीडिया बनाने के लिए बैक्टीरिया को विकसित करने के लिए आवश्यक पोषक तत्वों की सटीक जानकारी आवश्यक है।

चयापचय के प्रकार और उनकी विशेषताएं

बैक्टीरिया का चयापचय असाधारण रूप से विविध है। इन एककोशिकीय जीवों में विभिन्न प्रकार की चयापचय "जीवनशैली" होती है जो उन्हें ऑक्सीजन के साथ या बिना क्षेत्रों में रहने की अनुमति देती है और उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले कार्बन और ऊर्जा के स्रोत के बीच भी भिन्न होती है।

इस जैव रासायनिक प्लास्टिसिटी ने उन्हें विभिन्न आवासों की एक श्रृंखला को उपनिवेश बनाने और उन पारिस्थितिक तंत्रों में विविध भूमिका निभाने की अनुमति दी है जो वे निवास करते हैं। हम चयापचय के दो वर्गीकरणों का वर्णन करेंगे, पहला ऑक्सीजन उपयोग से संबंधित है और दूसरा चार पोषण श्रेणियों से संबंधित है।

ऑक्सीजन का उपयोग: एनारोबिक या एरोबिक

चयापचय को एरोबिक या अवायवीय के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। प्रोकैरियोट्स के लिए जो पूरी तरह से अवायवीय हैं (या एनारोबेस को अस्पष्ट करते हैं), ऑक्सीजन एक जहर के अनुरूप है। इसलिए, वे पूरी तरह से मुक्त वातावरण में रहना चाहिए।

एयरोटोलरेंट एनारोबेस की श्रेणी के भीतर, बैक्टीरिया ऑक्सीजन वातावरण को सहन करने में सक्षम हैं, लेकिन सेलुलर श्वसन में सक्षम नहीं हैं - ऑक्सीजन अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता नहीं है।

कुछ प्रजातियां ऑक्सीजन का उपयोग कर सकती हैं या नहीं कर सकती हैं और "मुखर" हैं, क्योंकि वे दो चयापचय को वैकल्पिक करने में सक्षम हैं। आम तौर पर, निर्णय पर्यावरणीय परिस्थितियों से संबंधित होता है।

दूसरे चरम पर, हमारे पास एयरोबेस को तिरछा करने का समूह है। जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, ये जीव ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में विकसित नहीं हो सकते हैं, क्योंकि यह कोशिकीय श्वसन के लिए आवश्यक है।

पोषक तत्व: आवश्यक और ट्रेस तत्व

चयापचय प्रतिक्रियाओं में, बैक्टीरिया अपने विकास और रखरखाव के लिए आवश्यक ऊर्जा निकालने के लिए अपने वातावरण से पोषक तत्व लेते हैं। एक पोषक तत्व एक पदार्थ है जिसे ऊर्जा की आपूर्ति के माध्यम से अपने अस्तित्व की गारंटी के लिए शामिल किया जाना चाहिए।

अवशोषित पोषक तत्वों से ऊर्जा का उपयोग प्रोकैरियोटिक कोशिका के मूल घटकों के संश्लेषण के लिए किया जाता है।

पोषक तत्वों को आवश्यक या मूल के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसमें कार्बन स्रोत, नाइट्रोजन अणु और फॉस्फोरस शामिल हैं। अन्य पोषक तत्वों में कैल्शियम, पोटेशियम और मैग्नीशियम जैसे विभिन्न आयन शामिल हैं।

ट्रेस तत्वों को केवल ट्रेस या ट्रेस मात्रा में आवश्यक है। उनमें से लोहा, तांबा, कोबाल्ट, अन्य हैं।

कुछ बैक्टीरिया एक विशिष्ट अमीनो एसिड या कुछ विटामिन को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं हैं। इन तत्वों को वृद्धि कारक कहा जाता है। तार्किक रूप से, विकास कारक व्यापक रूप से चर रहे हैं और काफी हद तक जीव के प्रकार पर निर्भर करते हैं।

पोषण संबंधी श्रेणियां

बैक्टीरिया को पोषण स्रोतों में वर्गीकृत किया जा सकता है जो उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले कार्बन स्रोत को ध्यान में रखते हैं और जहां से उन्हें अपनी ऊर्जा मिलती है।

कार्बन को कार्बनिक या अकार्बनिक स्रोतों से लिया जा सकता है। ऑटोट्रॉफ़्स या लिथोट्रॉफ़ शब्द का उपयोग किया जाता है, जबकि दूसरे समूह को हेटरोट्रॉफ़्स या ऑर्गोट्रोफ़्स कहा जाता है।

ऑटोट्रॉफ़्स कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन स्रोत के रूप में उपयोग कर सकते हैं, और हेटोट्रॉफ़्स को चयापचय के लिए कार्बनिक कार्बन की आवश्यकता होती है।

दूसरी ओर, ऊर्जा सेवन से संबंधित एक दूसरा वर्गीकरण है। यदि जीव सूर्य से ऊर्जा का उपयोग करने में सक्षम है, तो हम इसे फोटोट्रॉफ़ की श्रेणी में वर्गीकृत करते हैं। इसके विपरीत, यदि रासायनिक क्रियाओं से ऊर्जा निकाली जाती है, तो वे रसायनयुक्त जीव हैं।

यदि हम इन दो वर्गीकरणों को जोड़ते हैं, तो हम बैक्टीरिया के चार मुख्य पोषण श्रेणियों को प्राप्त करेंगे (यह अन्य जीवों पर भी लागू होता है): फोटोऑटोट्रॉफ़्स, फोटोथेरोट्रॉफ़्स, केमोआटोट्रॉफ़्स और केमोहेटरोट्रोफ़्स। नीचे हम प्रत्येक जीवाणु चयापचय क्षमता का वर्णन करेंगे:

Photoautotrophs

ये जीव प्रकाश संश्लेषण करते हैं, जहां प्रकाश ऊर्जा का स्रोत है और कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन का स्रोत है।

पौधों की तरह, इस जीवाणु समूह में वर्णक क्लोरोफिल ए है, जो इसे इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के माध्यम से ऑक्सीजन का उत्पादन करने की अनुमति देता है। वर्णक बैक्टीरियोक्लोरोफिल भी है, जो प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया में ऑक्सीजन को नहीं छोड़ता है।

Photoheterotrophs

वे अपनी ऊर्जा के स्रोत के रूप में सूर्य के प्रकाश का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन वे कार्बन डाइऑक्साइड की ओर मुड़ते नहीं हैं। इसके बजाय, वे अल्कोहल, फैटी एसिड, कार्बनिक एसिड और कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करते हैं। सबसे प्रमुख उदाहरण हरे रंग के गैर-सल्फर और बैंगनी गैर-सल्फर बैक्टीरिया हैं।

Chemoautotrophs

जिसे केमोआटोट्रॉफ़्स भी कहा जाता है। वे अकार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण के माध्यम से अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं जिसके साथ वे कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करते हैं। वे गहरे समुद्र में हाइड्रोमीटर के श्वासयंत्र में आम हैं।

Chemoheterotrophs

बाद के मामले में, कार्बन और ऊर्जा का स्रोत आमतौर पर एक ही तत्व होता है, उदाहरण के लिए, ग्लूकोज।

अनुप्रयोग

बैक्टीरियल चयापचय के ज्ञान ने नैदानिक ​​सूक्ष्म जीव विज्ञान के क्षेत्र में बहुत बड़ा योगदान दिया है। ब्याज के कुछ रोगज़नक़ के विकास के लिए डिज़ाइन किए गए इष्टतम संस्कृति मीडिया का डिज़ाइन इसके चयापचय पर आधारित है।

इसके अलावा, दर्जनों जैव रासायनिक परीक्षण हैं जो कुछ अज्ञात जीवाणु जीव की पहचान की ओर ले जाते हैं। ये प्रोटोकॉल एक अत्यंत विश्वसनीय टैक्सोनोमिक फ्रेमिंग स्थापित करने की अनुमति देते हैं।

उदाहरण के लिए, ह्यूग-लीफसन ऑक्सीकरण / किण्वन परीक्षण को लागू करके एक जीवाणु संस्कृति के कैटोबोलिक प्रोफ़ाइल को पहचाना जा सकता है।

इस पद्धति में ग्लूकोज और पीएच संकेतक के साथ एक अर्ध-ठोस माध्यम में वृद्धि शामिल है। इस प्रकार, ऑक्सीडेटिव बैक्टीरिया ग्लूकोज को कम कर देता है, जो एक प्रतिक्रिया है जो संकेतक में रंग परिवर्तन के लिए मनाया जाता है।

इसी तरह, यह स्थापित करना संभव है कि विभिन्न सब्सट्रेट पर उनकी वृद्धि का परीक्षण करके ब्याज के जीवाणुओं को कौन से मार्ग का उपयोग किया जाए। इनमें से कुछ परीक्षण हैं: ग्लूकोज के किण्वन मार्ग का मूल्यांकन, उत्प्रेरकों का पता लगाना, साइटोक्रोम ऑक्सीडेस की प्रतिक्रिया, अन्य।

संदर्भ

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