Biology – JL/DL Special | స్వయం పోషితాలు.. పరపోషకాలు.. పరాన్న జీవులు

బ్యాక్టీరియా

Biology  | బ్యాక్టీరియాలు ఏకకణ సూక్ష్మజీవులు. ఇవి మృత్తిక, గాలి, నీరు, జీవరాశుల దేహంలో విస్తరించి ఉన్నాయి. వివిధ రకాల ఆహార పదార్థాలపైన పెరుగుతాయి. ఎక్కువ చల్లని, వేడి, జలాభావ పరిస్థితులను తట్టుకుని జీవిస్తాయి. మంచు, వేడినీటి బుగ్గల్లో కూడా జీవించగలుగుతాయి. కొన్ని బ్యాక్టీరియాలు మొక్కలు, జంతువులు, మానవుల్లో పరాన్న జీవులుగా నివసిస్తాయి. మరికొన్ని మొక్కల్లో సహజీవన సహవాసాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఉదా: రైజోబియం. ఇవి లెగ్యూమ్‌ మొక్కల వేరు బుడిపెల్లో ఆవాసాన్ని ఏర్పరుచుకొని నత్రజనిని స్థాపిస్తాయి. మానవుడి పేగుల్లో ఎశ్చరీషియా కోలై అనే బ్యాక్టీరియా నివసిస్తుంది.

• సూక్ష్మదర్శినిని కనుగొనకముందు వీటి ఉనికి తెలియదు. డచ్‌ శాస్త్రవేత్త ఆంటోనివాన్‌ లీవెన్‌హుక్‌, హాలెండ్‌ దేశానికి చెందిన డెల్ఫ్‌లో పరిశోధనలు జరుపుతూ బ్యాక్టీరియాలను కనుగొన్నాడు. తన దంతాల నుంచి తీసిన పాచిలో అనేక మిలియన్‌ జీవరాశులను గుర్తించి వాటి చలనాన్ని బట్టి సూక్ష్మ జంతువులుగా భావించి వాటిని జంతుకాలు (ఎనిమల్‌ క్యూల్స్‌) అని పేరుపెట్టాడు. ఈ జీవులకు మొదటిసారి హెరెన్‌బర్గ్‌ అనే శాస్త్రవేత్త ‘బ్యాక్టీరియం’లు అని పేరు పెట్టాడు. తర్వాత లూయీ పాశ్చర్‌, రాబర్ట్‌ కోచ్‌ పరిశోధనల వల్ల బ్యాక్టీరియాలకు ఉన్న ప్రాముఖ్యం వెలుగులోకి వచ్చింది. బ్యాక్టీరియాల గురించి అధ్యయనం చేసే శాస్త్రాన్ని బ్యాక్టీరియాలజీ అంటారు. రాబర్ట్‌ కోచ్‌ను బ్యాక్టీరియాలజీ పితామహుడిగా వ్యవహరిస్తారు.
• బ్యాక్టీరియాలు అతి సూక్ష్మజీవులు. సామాన్య సూక్ష్మదర్శిని కింద అరుదుగా కనిపిస్తాయి. బ్యాక్టీరియాల పరిమాణం వాటి జాతిని బట్టి ఉంటుంది. సాధారణంగా ఇవి 0.5-1.0 మైక్రాన్ల వెడల్పు 2.0-5.0 మైక్రాన్ల పొడవుతో ఉంటాయి. థయోమార్గరీటా నమీబియన్సిస్‌ అనే గోళాకార బ్యాక్టీరియాను నమీబియా సముద్ర ఒడ్డున కనుగొన్నారు. దీని వ్యాసం 100-750 మైక్రాన్లు ఉండి కంటితో చూడగలుగుతాం.
• బ్యాక్టీరియాలు వివిధ ఆకారాల్లో ఉంటాయి. ఒక జాతిలో ఆకారం నిర్ధిష్టంగా ఉంటుంది. ఆకారాలను బట్టి బ్యాక్టీరియాలను విభజించారు. గోళాకారంలో ఉండే బ్యాక్టీరియాలను ‘కోకస్‌’లు అంటారు. కణాల సంఖ్య అమరికను బట్టి కోకస్‌ బ్యాక్టీరియాలను ఆరు రకాలుగా విభజించారు.
  ఎ. మోనోకోకస్‌: ఒంటరిగా ఉండే గోళాకార బ్యాక్టీరియా.
  బి. డిప్లోకోకస్‌: ఒకజత గోళాకార బ్యాక్టీరియాలు.
  సి. టెట్రాకోకస్‌: నాలుగు గోళాకార బ్యాక్టీరియాల సమూహం.
  డి. స్ట్రెప్టోకోకస్‌: ఒకే వరుసలో గొలుసులాగా అమరి ఉండే బ్యాక్టీరియాలు.
  ఇ. స్టాఫిలోకోకస్‌: క్రమరహితంగా అమరి ఉండే గోళాకార బ్యాక్టీరియాల సమూహం.
  ఎఫ్‌. సార్సినా: ఘనాకారంగా అమరి ఉండే ఎనిమిది గోళాకార బ్యాక్టీరియాలు.
• దండాకారంలో ఉండే బ్యాక్టీరియాలను బాసిల్లస్‌లు అంటారు. ఇవి మూడు రకాలు
  ఎ. మోనోబాసిల్లస్‌: ఒంటరిగా ఉండే దండాకార బ్యాక్టీరియా
  బి. డిప్లోబాసిల్లస్‌: ఒకజత దండాకార
  బ్యాక్టీరియాలు
  సి. స్ట్రెప్టో బాసిల్లస్‌: ఒకే వరుసలో గొలుసులా అమరి ఉండే దండాకార బ్యాక్టీరియాలు.
• ‘కామా’ ఆకృతిలో ఉండే బ్యాక్టీరియాలను విబ్రియోలు అంటారు.
• సర్పిలాకారంలో ఉండే బ్యాక్టీరియాలను స్పైరిల్లమ్‌లు అంటారు.
• కొన్ని స్పైరిల్లమ్‌ బ్యాక్టీరియాలు నమ్యతను చూపిస్తాయి. వీటిని స్పైరోకీట్స్‌ అంటారు.
• కొన్ని బ్యాక్టీరియాలు పరిసర పరిస్థితులు, లభ్యమయ్యే పోషక పదార్థాలను బట్టి తరచూ వాటి ఆకారాలను మార్చుకుంటాయి. వీటిని బహురూప బ్యాక్టీరియాలు అంటారు. ఈ దృగ్విషయాన్ని బహురూపకత్వం అంటారు.
  ఉదా: అసిటోబాక్టర్‌. ఇది సూక్ష్మమైన దండాకారంలో పొడవాటి దండాకారంలో, దీర్ఘవృత్తాకారంలో లేదా సూక్ష్మమైన దండాకారంలోని గొలుసుల వలె కనిపిస్తుంది.
• బ్యాక్టీరియాలు రసాయనాలకే కాకుండా వాతావరణ పరిస్థితులకు కూడా స్పందిస్తాయి. ఆక్వాస్పైరిల్లమ్‌ మాగ్నిటోటాక్టిటమ్‌ అనే అయస్కాంతానుచలన బ్యాక్టీరియా నీటిలోని అయస్కాంత క్షేత్ర దిశానుసారంగా చలిస్తుంది.
• అభిరంజన లక్షణాన్ని బట్టి బ్యాక్టీరియాలను గ్రామ్‌ పాజిటివ్‌, గ్రామ్‌ నెగెటివ్‌ అనే రెండు రకాలుగా విభజించారు. బ్యాక్టీరియా అభిరంజనాన్ని 1884లో క్రిస్టియన్‌ గ్రామ్‌ అనే శాస్త్రవేత్త రూపొందించాడు. ఈ విధానంలో బ్యాక్టీరియాలను క్రిస్టల్‌ వయొలెట్‌ అనే ద్రావణం ఉపయోగించి అభిరంజనం చేస్తారు. దీని వల్ల బ్యాక్టీరియాలు వయొలెట్‌, కెంపు రంగును పొందుతాయి. ఆ తర్వాత బ్యాక్టీరియాలను అయోడిన్‌లోకి, చివరగా ఇథనాల్‌ లేదా ఎసిటోనిన్‌లోకి మారుస్తారు. ఈ ప్రక్రియ చివరలో కెంపు వర్ణాన్ని నింపుకుని ఉండే బ్యాక్టీరియాలను గ్రామ్‌ పాజిటివ్‌ అంటారు. ఉదా: లాక్టోబాసిల్లస్‌. కెంపు రంగును కోల్పోయే వాటిని గ్రామ్‌ నెగెటివ్‌ అంటారు. ఉదా: ఈ-కోలై
• శక్తి, కర్బనాన్ని వినియోగించుకునే దాన్ని బట్టి బ్యాక్టీరియాలను నాలుగు రకాలుగా విభజించారు.
  1. కాంతి స్వయం పోషితాలు: ఈ బ్యాక్టీరియాలు మొక్కల్లోలాగా పత్రహరితాన్ని కలిగి ఉండి సూర్యకాంతిలోని శక్తిని, వాతావరణంలోని కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ను వినియోగించుకుంటాయి.
  ఉదా: పర్పుల్‌ సల్ఫర్‌ బ్యాక్టీరియాలు- క్రొమేటియమ్‌
  గ్రీన్‌ సల్ఫర్‌ బ్యాక్టీరియాలు- క్లోరోబియమ్‌
  2. కాంతి పరపోషితాలు: ఈ బ్యాక్టీరియాలు సూర్య కాంతిలోని శక్తిని, కర్బన పదార్థాల నుంచి కార్బన్‌ను వినియోగించుకుంటాయి.
  ఉదా: పర్పుల్‌ నాన్‌ సల్ఫర్‌ బ్యాక్టీరియాలు-
  రోడో స్పైరిల్లమ్‌
  3. రసాయన స్వయం పోషితాలు: ఈ వర్గానికి చెందిన బ్యాక్టీరియాలు శక్తిని అసేంద్రియ పదార్థాలను ఆక్సీకరణం చెందించి కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ నుంచి కార్బన్‌ను పొదుతాయి.
  4. రసాయన పరపోషితాలు: కాంతి స్వయం పోషితాలు, కాంతి పరపోషితాలు, రసాయన పరపోషితాల్లో శక్తి మూలం, కార్బన్‌ మూలం విభేదించక గ్లూకోస్‌ లాంటి కర్బన సంయోగ పదార్థంలో ఒకటిగా ఉంటాయి. రసాయన పరపోషితాలు కర్బన సంయోగ పదార్థాల హైడ్రోజన్‌ పరమాణువుల నుంచి ఎలక్ట్రాన్‌లను తమ శక్తి మూలంగా ఉపయోగించుకుంటాయి.
• రసాయన పరపోషితాలను తిరిగి రెండు రకాలుగా విభజించారు.
  ఎ. పూతికాహారులు: నిర్జీవ సేంద్రియ పదార్థాలపై పెరుగుతూ జీవించే బ్యాక్టీరియాలను పూతికాహారులు అంటారు.
  ఉదా: బాసిల్లస్‌ జాతులు
  బి. పరాన్న జీవులు: అతిథేయి జీవుల నుంచి పోషకాలను గ్రహిస్తూ వాటికి వ్యాధులను కలిగించే బ్యాక్టీరియాలను పరాన్న జీవులు అంటారు.
  ఉదా: జాంథోమోనాస్‌, సాల్మోనెల్లా

బ్యాక్టీరియా కణ నిర్మాణం

• బ్యాక్టీరియాల కణ నిర్మాణంను ఎలక్ట్రాన్‌ సూక్ష్మదర్శినితో మాత్రమే చూడగలం. బ్యాక్టీరియా కేంద్రకపూర్వ జీవి కణ నిర్మాణాన్ని పోలి ఉంటుంది. దీనిలో కేంద్రక త్వచ రహిత కేంద్రకం ఉంటుంది. బ్యాక్టీరియా కణం చుట్టూ నిర్దిష్టమైన, సంక్లిష్టమైన కణకవచం ఉంటుంది. కణ కవచంలో రెండు నుంచి అనేక త్వచాలుంటాయి. ఇవి పప్టైడోైగ్లెకాన్‌ (మ్యూకోపప్టైడ్‌)తో నిర్మితమై ఉంటాయి. గ్రామ్‌ పాజిటివ్‌ బ్యాక్టీరియాలోని కణ కవచంలో టైకోయిక్‌ ఆమ్లం ఉంటుంది. కానీ గ్రామ్‌ నెగెటివ్‌ బ్యాక్టీరియాల్లో ఈ ఆమ్లం ఉండదు. కణకవచం బ్యాక్టీరియాలకు నిర్దిష్టమైన ఆకారాన్ని కలిగిస్తుంది. కణకవచం ద్రవాభిసరణ నుంచి కణాన్ని రక్షిస్తుంది. కణాన్ని విషపదార్థాల నుంచి కాపాడుతుంది. కొన్ని బ్యాక్టీరియాల్లో కణకవచం వెలుపల ఒక పొర ఉంటుంది. దీన్ని ైగ్లెకోకెలిక్స్‌ అంటారు.
• చాలా బ్యాక్టీరియాలు ముఖ్యంగా బాసిల్లస్‌ రకానికి చెదిన వాటిలో ఒకటి లేదా ఎక్కువ కశాభాలు కణం, కణత్వచం నుంచి బయటకు వ్యాపించి ఉంటాయి. కొన్ని
  కోకస్‌లు, బాసిల్లస్‌ బ్యాక్టీరియాలు కశాభరహితంగా ఉండి చలన రహితంగా ఉంటాయి. అనేక కశాభాలు కణం ఉపరితలమంతటా వ్యాపించి ఉంటాయి. నిజ కేంద్రక జీవుల్లో ఉండే కశాభాల మాదిరిగా బ్యాక్టీరియా కశాభాల్లో అతిసూక్ష్మ నిర్మాణంలో 9+2 అమరిక ఉండదు. ఇవి ప్లాజెల్లిన్‌ అనే ప్రొటీన్‌తో నిర్మితమై మూడు పొడవైన మెలితిరిగిన తంతువుల వంటి నిర్మాణాలతో ఏర్పడతాయి. కశాభాల భ్రమణం వల్ల బ్యాక్టీరియాలు నీటిలో ఈదగలుగుతాయి.
• అనేక గ్రామ్‌ నెగెటివ్‌ బ్యాక్టీరియాలు పొట్టిగా అతిసున్నితమైన కేశాల వంటి ఉపాంగాలను కలిగి ఉంటాయి. వీటిని ఫింబ్రియాలు లేదా ఫిలి అంటారు. ఇవి ఫింబ్రియన్‌ లేదా ఫిలిన్‌ అనే ప్రొటీన్‌తో నిర్మితమై ఉంటాయి. ఒక బ్యాక్టీరియా మీద వీటి సంఖ్య సుమారు 1000 వరకు ఉంటుంది. ఇవి కణాల ధ్రువాల వద్ద లేదా కణ ఉపరితలమంతా వ్యాపించి ఉంటాయి. ఇవి బ్యాక్టీరియాలు అతిథేయి కణజాలాలకు అతుక్కోవడానికి, ప్రవాహాల్లో పెరిగే బ్యాక్టీరియాలు రాళ్ల ఉపరితలానికి అతుక్కోవడానికి తోడ్పడతాయి. లైంగిక ఫిలి బ్యాక్టీరియా సంయుగ్మం సమయంలో రెండు సంయుగ్మకాలను బంధించడంలో తోడ్పడతాయి.
• బ్యాక్టీరియాల్లో కణత్వచం లైపోప్రొటీన్లతో నిర్మితమై ఉంటుంది. విభేదన పొరగా పనిచేస్తూ ద్రవాభిసరణ క్రమతను నిర్వహించడానికి కణత్వచం ఉపయోగపడుతుంది. కొన్ని బ్యాక్టీరియాల్లో ప్రధానంగా గ్రామ్‌ పాజిటివ్‌ బ్యాక్టీరియాల్లో కణత్వచం లోపలి వైపునకు ముడతలుగా చొచ్చుకొని ఉంటుంది. ఈ రకమైన ముడతలను మీసోజోమ్‌లు అంటారు. ఇవి ద్విదావిచ్ఛిత్తిలో తోడ్పడతాయి. అదేవిధంగా ఖనిజ పోషణను పెంచుతాయి.
• బ్యాక్టీరియా కణ ద్రవ్యంలో 70S రకానికి చెందిన రైబోజోమ్‌లు ఉంటాయి. ఇవి 50S, 30S రకానికి చెందిన ఉపప్రమాణాలు కలిగి ఉంటాయి. కొన్నిసార్లు రైబోజోమ్‌లు సమూహాలుగా ఉంటాయి. వీటిని పాలీజోములు లేదా పాలీ రైబోజోములు అంటారు. మైటోకాండ్రియాలు, హరితరేణువులు, గాల్జీ సంక్లిష్టం, అంతర్జీవ ద్రవ్యజాలం వంటి కణాంగాలు బ్యాక్టీరియాల్లో ఉండవు.
• కిరణజన్య సంయోగక్రియ జరిపే బ్యాక్టీరియాల్లో బ్యాక్టీరియోపత్రహరితాలు అనే పత్రహరితం రకాలు ఉంటాయి. గ్రీన్‌ సల్ఫర్‌ బ్యాక్టీరియాల్లో ఇవి క్లోరోజోమ్‌లు అనే కోశాలతో ఉంటాయి. పర్పుల్‌ సల్ఫర్‌ బ్యాక్టీరియాల్లో ప్లాస్మా త్వచం నుంచి ఏర్పడే అంతర్వలనాల్లో బ్యాక్టీరియో పత్రహరితం ఉంటుంది.
• నీటిపై స్వేచ్ఛగా తేలియాడే బ్యాక్టీరియాల్లో వాయు రిక్తికలుంటాయి. ఇవి నీటికి అపారగమ్యంగా, వాతావరణ వాయువులకు పారగమ్యంగా ఉంటాయి. వీటి వల్ల బ్యాక్టీరియాలు నీటి మీద లేదా నీటి ఉపరితలానికి దగ్గరగా తేలియాడుతాయి.
• బ్యాక్టీరియాల్లో కేంద్రక త్వచం లేని కేంద్రకం ఉంటుంది. కేంద్రకంలో ఒకే ఒక క్రోమోజోమ్‌ రెండు పోగులు, వలయాకార డీఎన్‌ఏ రూపంలో ఉంటుంది. హిస్టోన్‌ ప్రొటీన్‌లుండవు. బ్యాక్టీరియాల్లో జన్యు పదార్థాన్ని కలిగి ఉండే జీవపదార్థ ప్రాంతాన్ని న్యూక్లియాయిడ్‌ అంటారు.
  l కొన్ని బ్యాక్టీరియాల్లో కేంద్రకంలోని జన్యుపదార్థం కాకుండా కణద్రవ్యంలో స్వయం ప్రతికృతి చెందగలిగే రెండు పోగుల డీఎన్‌ఏ ఉంటుంది. దీన్ని ప్లాస్మిడ్‌ అంటారు. ఇది కణద్రవ్యంలో విడిగా ఉండవచ్చు. లేదా క్రోమోజోమ్‌లో ఒక భాగంగా కలిసి ఉండవచ్చు.
• ఇవి బ్యాక్టీరియాలకు ఔషధ నిరోధక శక్తిని కలుగజేస్తాయి. నూతన జీవక్రియా పథాలను పెంపొందిస్తాయి. వ్యాధికారక సామర్థ్యాన్ని కలుగజేస్తాయి. ప్లాస్మిడ్‌లు మూడు రకాలు అవి. F-ప్లాస్మిడ్లు లేదా లైంగిక ప్లాస్మిడ్లు, R- ప్లాస్మిడ్లు, Col- ప్లాస్మిడ్లు.
• F-ప్లాస్మిడ్లు జన్యువులను ఇతర కణాలకు బదిలీ చేసే సామర్థ్యం కలిగి ఉంటాయి. ఇతర కణాలకు వాటంతటా అవే బదిలీ కాగల్గుతాయి.
• R-ప్లాస్మిడ్లు ఒకటి లేదా అంతకన్నా ఎక్కువ సూక్ష్మజీవ నాశక ఔషధాలను నిరోధించగలిగే జన్యువులను కలిగి ఉంటాయి.
• Col- ప్లాస్మిడ్లు కోలిసిన్స్‌ అనే విష పదార్థాన్ని తయారు చేసుకోగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.