माइक्रोबियल आनुवंशिकी बैक्टीरिया में आनुवंशिक स्थानांतरण के तंत्र को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जिसमें संयुग्मन, परिवर्तन और पारगमन शामिल है। ये प्रक्रियाएँ जीवाणु आबादी के अनुकूलन और विकास को बहुत प्रभावित करती हैं, जिससे सूक्ष्म जीव विज्ञान के क्षेत्र में उनका पता लगाना और समझना आवश्यक हो जाता है।
जीवाणु संयुग्मन
जीवाणु संयुग्मन शारीरिक संपर्क के माध्यम से दो जीवाणु कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक सामग्री का सीधा स्थानांतरण है। इस प्रक्रिया में एक प्लास्मिड, एक छोटा गोलाकार डीएनए अणु, एक दाता जीवाणु से प्राप्तकर्ता जीवाणु तक स्थानांतरित करना शामिल है।
- मुख्य कदम:
- दाता कोशिका प्राप्तकर्ता कोशिका से संपर्क बनाने के लिए एक पाइलस बनाती है।
- पिलस पीछे हट जाता है, दाता और प्राप्तकर्ता कोशिकाओं को एक साथ लाता है।
- प्लास्मिड की प्रतिकृति बनाई जाती है, और एक प्रति प्राप्तकर्ता कोशिका में स्थानांतरित कर दी जाती है।
- प्राप्तकर्ता कोशिका प्राप्त प्लास्मिड के लिए एक पूरक स्ट्रैंड को संश्लेषित करती है, जिसके परिणामस्वरूप दो कोशिकाएं समान आनुवंशिक जानकारी रखती हैं।
महत्व:
संयुग्मन बैक्टीरिया की आबादी के बीच एंटीबायोटिक प्रतिरोध जैसे लाभकारी आनुवंशिक लक्षणों के हस्तांतरण की अनुमति देता है, जो मल्टीड्रग-प्रतिरोधी बैक्टीरिया के विकास में योगदान देता है।
जीवाणु परिवर्तन
जीवाणु परिवर्तन में, एक जीवाणु कोशिका द्वारा बहिर्जात डीएनए का ग्रहण और समावेशन होता है, जिससे प्राप्तकर्ता जीवाणु में आनुवंशिक परिवर्तन होता है। इस प्रक्रिया की खोज सबसे पहले 1928 में फ्रेडरिक ग्रिफिथ ने स्ट्रेप्टोकोकस न्यूमोनिया के साथ अपने प्रयोगों के माध्यम से की थी, जिसमें बैक्टीरिया के विभिन्न उपभेदों के बीच आनुवंशिक सामग्री के हस्तांतरण का प्रदर्शन किया गया था।
- तंत्र:
- सक्षम बैक्टीरिया, आमतौर पर उच्च चयापचय गतिविधि की स्थिति में, पर्यावरण से मुक्त-फ़्लोटिंग डीएनए ग्रहण करते हैं।
- एक बार आंतरिक हो जाने पर, विदेशी डीएनए जीवाणु जीनोम में एकीकृत हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्राप्तकर्ता कोशिका में नए लक्षणों की अभिव्यक्ति होती है।
आशय:
परिवर्तन का आनुवंशिक इंजीनियरिंग और जैव प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण प्रभाव है, जो पुनः संयोजक प्रोटीन और जीन थेरेपी के उत्पादन सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए जीवाणु मेजबान में विदेशी जीन की शुरूआत के लिए एक मौलिक तकनीक के रूप में कार्य करता है।
जीवाणु पारगमन
बैक्टीरियल ट्रांसडक्शन में बैक्टीरियोफेज, एक वायरस जो बैक्टीरिया को संक्रमित करता है, द्वारा एक जीवाणु से दूसरे जीवाणु में जीवाणु डीएनए का स्थानांतरण शामिल होता है। यह प्रक्रिया जीवाणु आबादी के भीतर जीन स्थानांतरण के लिए एक प्राकृतिक तंत्र के रूप में कार्य करती है।
- प्रकार:
- सामान्यीकृत पारगमन: तब होता है जब किसी जीवाणु जीन को बैक्टीरियोफेज द्वारा स्थानांतरित किया जा सकता है।
- विशिष्ट पारगमन: इसमें बैक्टीरियोफेज के एकीकरण स्थल के पास स्थित विशिष्ट जीवाणु जीन का जीवाणु गुणसूत्र में स्थानांतरण शामिल है।
- तंत्र: वायरल प्रतिकृति के लाइटिक चक्र के दौरान, जीवाणु डीएनए फेज कैप्सिड में पैक हो जाता है और बाद में संक्रमण होने पर एक नए मेजबान जीवाणु में स्थानांतरित हो जाता है।
अनुप्रयोग:
ट्रांसडक्शन को समझना पुनः संयोजक डीएनए प्रौद्योगिकी और जीवाणु संक्रमण से निपटने के लिए बैक्टीरियोफेज-आधारित उपचारों के विकास के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ है, जो एंटीबायोटिक उपचार के संभावित विकल्प प्रदान करता है।