3 प्रकार के यौन प्रजनन जो बैक्टीरिया में होते हैं (1869 शब्द)
बैक्टीरिया में होने वाले यौन प्रजनन के प्रकार इस प्रकार हैं:
साइटोलॉजिकल अवलोकनों और आनुवांशिक अध्ययनों से पता चलता है कि यौन प्रजनन, दो अलग-अलग कोशिकाओं के संलयन और वंशानुगत कारकों के एक हस्तांतरण में शामिल होता है, हालांकि बैक्टीरिया में होता है। जेनेटिक पुनर्संयोजन उन जीवाणुओं में होता है जिनका ध्यानपूर्वक अध्ययन किया गया है और संभवतः अन्य प्रजातियों में भी होता है।
चित्र सौजन्य: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c7/Caduco.jpg/1280px-Caduco.jpg
जीवाणुओं की सबसे गहन रूप से अध्ययन की जाने वाली प्रजातियों में से एक, एस्चेरिचिया कोलाई को सेक्स के लिए कुछ-कुछ कार्य करते हुए दिखाया गया है और यह मादाओं के साथ सीधे संपर्क द्वारा आनुवंशिक जानकारी को स्थानांतरित करता है। जीन को स्थानांतरित करने की यह क्षमता एक प्रजनन कारक एफ + द्वारा विनियमित होती है जिसे खुद एक महिला को हस्तांतरित किया जा सकता है, जिससे उसे एक पुरुष में परिवर्तित किया जा सकता है।
सामान्य वनस्पति जीवाणु कोशिकाएं अगुणित होती हैं और यौन प्रजनन वाले हिस्से में या सभी गुणसूत्र पुरुष कोशिका से महिला कोशिका में गुजरते हैं, एक कोशिका की उपज होती है, यानी आंशिक या पूरी तरह से द्विगुणित। पार करना तब महिला गुणसूत्र और पुरुष गुणसूत्र या टुकड़े के बीच होता है, इसके बाद अलगाव की एक प्रक्रिया होती है जो अगुणित कोशिकाओं को उत्पन्न करती है।
1. जीवाणु परिवर्तन:
जीवाणुओं में आनुवांशिक हस्तांतरण भी परिवर्तन द्वारा होता है, जिसमें दाता कोशिका के डीएनए अणु, जब इसके विघटन से मुक्त हो जाते हैं, एक अन्य प्राप्तकर्ता सेल द्वारा लिया जाता है और इसके वंश दाता कोशिका के कुछ वर्णों को प्राप्त करते हैं। जब बैक्टीरिया के विभिन्न उपभेद मिश्रित अवस्था में या तो संस्कृति में या प्रकृति में पाए जाते हैं, तो कुछ परिणामी संतानों में माता-पिता के उपभेदों के पात्रों का संयोजन होता है। इस घटना को पुनर्संयोजन के रूप में जाना जाता है।
परिवर्तन की घटना पहले ग्रिफ़िथ (1928) द्वारा दर्ज की गई थी। एवरी, मैकलॉड और मैकार्थी (1944) ने प्रदर्शित किया कि परिवर्तनकारी सिद्धांत जीवाणु परिवर्तन में घटनाओं के अनुक्रम में डीएनए है।
जिज्ञासु सामग्री की रासायनिक प्रकृति की समझ पैदा करने वाली जांच की पंक्तियाँ, पेस्टिलेंट जीव डिप्लोकॉकस न्यूमोनिया के एक अध्ययन से उत्पन्न हुईं। यह जीवाणु पुरुषों में निमोनिया का कारण बनता है। 1928 में, फ्रेडरिक ग्रिफिथ ने पाया कि डी। निमोनिया के दो उपभेद हैं, एक जो एक कैप्सूल द्वारा संरक्षित चिकनी कॉलोनियों का निर्माण करता है, और दूसरा वह जो पेट्री डिश में उपयुक्त माध्यम से उगाए जाने पर कैप्सूल के बिना अनियमित या खुरदरी कॉलोनियों का निर्माण करता है।
जब चूहों (ए) में इंजेक्ट किया जाता है तो केवल कैप्सूलेटेड चिकनी कोशिकाएं (विषाणुयुक्त) ही बीमारी पैदा करती हैं, लेकिन गैर-विषाणु रफ सेल (बी) नहीं। दूसरी ओर जब गर्मी को मार डाला जाता है (विषैली) चिकनी कोशिकाओं को गैर-विषाणुयुक्त खुरदरी कोशिकाओं (डी) के साथ मिलाया जाता था और तब चूहों में इंजेक्शन लगाया जाता था जिससे रोग उत्पन्न होता था। इससे पता चलता है कि मृत कैप्सूलेटेड चिकनी कोशिकाओं के कुछ कारकों ने जीवित गैर-वायरल रफ सेल को जीवित चिकनी (वायरल) कोशिकाओं में बदल दिया, (अंजीर देखें। 2.16)।
1944 में, Avery, मैककार्टी और मैकलेओड ने आणविक स्पष्टीकरण द्वारा ग्रिफिथ के प्रयोग का समर्थन किया। उन्होंने पाया कि ऊष्मा से पृथक डीएनए ने चिकनी कोशिकाओं को मार दिया, जब रफ कोशिकाओं में जोड़ा जाता है, तो उनकी सतह के चरित्र को खुरदुरे से चिकनी में बदल दिया, और उन्हें वायरल भी बना दिया।
इस प्रयोग से, यह दिखाया गया था कि डीएनए आनुवंशिक सामग्री थी जो कोशिकाओं के सुचारु चरित्र और चूहों में उनके विषैलेपन के गुण को प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार थी। उनके प्रयोग ने साबित कर दिया कि जीवाणु परिवर्तन में मृत जीवाणु (यानी, दाता) से डीएनए का एक हिस्सा जीवित जीवाणु (यानी, प्राप्तकर्ता) को स्थानांतरित करना शामिल है, जो मृत कोशिका के चरित्र को व्यक्त करता है, और इसलिए एक पुनः संयोजक के रूप में जाना जाता है।
वायरल-संक्रमित एजेंट डीएनए है:
एक बैक्टीरियोफेज (टी 2 वायरस) जीवाणु एस्चेरिचिया कोलाई को संक्रमित करता है। संक्रमण के बाद, वायरस मल्टीप्लीज़ और टी 2 फेज बैक्टीरिया कोशिकाओं के लसीका के साथ जारी होता है। जैसा कि हम जानते हैं, टी 2 फेज में डीएनए और प्रोटीन दोनों होते हैं। अब सवाल यह उठता है कि दो घटकों में से किसमें अधिक वायरल कणों के गुणन के लिए प्रोग्राम करने की जानकारी है।
इस समस्या को हल करने के लिए हर्षे और चेस (1952) ने टी 2 फेज की दो अलग-अलग तैयारियों के साथ एक प्रयोग तैयार किया। एक तैयारी में उन्होंने प्रोटीन को रेडियोएक्टिव बनाया और दूसरी तैयारी में डीएनए को रेडियो एक्टिव बनाया गया। इसके बाद ई। कोलाई की संस्कृति को इन दो चरणों की तैयारी से संक्रमित किया गया। संक्रमण के तुरंत बाद और बैक्टीरिया के lysis से पहले ई। कोलाई कोशिकाओं को एक मिक्सर में धीरे से उत्तेजित किया गया था ताकि पालन चरण कणों को ढीला किया गया और फिर संस्कृति को सेंट्रीफ्यूज किया गया। परिणाम के साथ संक्रमित बैक्टीरिया कोशिकाओं के भारी छर्रों को ट्यूब के तल में नीचे बसाया गया था। लाइटर वायरल कण और वे कण जो बैक्टीरिया कोशिकाओं में प्रवेश नहीं करते थे वे सतह पर तैरनेवाला में पाए गए थे। यह पाया गया कि जब ई। कोलाई को संक्रमित करने के लिए रेडियोधर्मी डीएनए के साथ टी 2 फेज का इस्तेमाल किया गया था, तो भारी बैक्टीरिया की गोली भी रेडियोधर्मी थी। दूसरी ओर, जब रेडियोधर्मी प्रोटीन के साथ टी 2 फेज का उपयोग किया गया था, तो बैक्टीरिया की गोली में बहुत कम रेडियोधर्मिता थी और अधिकांश रेडियोधर्मिता सतह पर तैरनेवाला में पाई गई थी। इस
यह वायरल डीएनए है न कि प्रोटीन जिसमें अधिक T 2 फेज कणों के उत्पादन की जानकारी है इसलिए डीएनए आनुवंशिक सामग्री है। हालांकि, कुछ वायरस (जैसे, टीएमवी, इन्फ्लूएंजा वायरस और पोलियो वायरस) में आरएनए आनुवंशिक सामग्री के रूप में कार्य करता है, (अंजीर देखें। 2.17)।
हर्षे और चेस ने दो प्रयोग किए। एक प्रयोग में ई। कोली को रेडियो-आइसोटोप एस 35 वाले एक माध्यम में दिया गया और दूसरे प्रयोग में ई। कोली को रेडियो-आइसोटोप P 32 वाले माध्यम में उगाया गया। इन प्रयोगों में ई। कोलाई कोशिकाओं को टी 2 फेज से संक्रमित किया गया। ई। कोलाई कोशिकाओं को S 35 माध्यम में उगाया गया, उनके प्रोटीन कैप्सिड में S 35 है, और P 32 माध्यम से जिनके डीएनए में P 32 था।
जब इन चरणों का उपयोग सामान्य रूप से नई ई। कोलाई कोशिकाओं को संक्रमित करने के लिए किया गया था, तो एस 35 लेबल फेज द्वारा संक्रमण करने वाले जीवाणु कोशिकाओं ने अपनी कोशिका भित्ति में रेडियोधर्मिता दिखाई थी और साइटोप्लाज्म में नहीं। जबकि P 32 लेबल फेज से संक्रमित बैक्टीरिया ने उल्टी स्थिति दिखाई थी।
इस प्रकार यह कहा जा सकता है कि जब टी 2 फेज बैक्टीरिया सेल को संक्रमित करता है, तो इसका प्रोटीन कैप्सिड बैक्टीरिया सेल के बाहर रहता है, लेकिन इसका डीएनए बैक्टीरिया के साइटोप्लाज्म में प्रवेश करता है। जब बैक्टीरिया की संक्रमित कोशिकाएं सिकुड़ जाती हैं, तो नए पूर्ण वायरल कण (टी 2 फेज) बन जाते हैं। यह साबित करता है कि वायरल डीएनए डीएनए और प्रोटीन कैप्सिड्स की अधिक प्रतियों के संश्लेषण के लिए सूचना का वहन करता है। इससे पता चलता है कि डीएनए आनुवंशिक सामग्री है, (अंजीर देखें। 2.19)।
2. जीवाणु संक्रमण:
बैक्टीरिया में आनुवांशिक हस्तांतरण एक प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है जिसे पारगमन के रूप में जाना जाता है। यू-ट्यूब साल्मोनेला टाइफिम्यूरियम में लेडरबर्ग और जिंदर के प्रयोग (1952) ने संकेत दिया कि एक से दूसरे लाइसोजेनिक में आनुवंशिक सामग्री के हस्तांतरण के लिए जीवाणु वायरस या फेज जिम्मेदार हैं।
lytic फेज। इस प्रकार मेजबान एक नया जीनोटाइप प्राप्त करता है। कई बैक्टीरिया में संक्रमण का प्रदर्शन किया गया है।
इस प्रक्रिया में, दाता जीवाणु के वंशानुगत वर्णों को वहन करने वाले डीएनए अणु को फेज कण की एजेंसी के माध्यम से प्राप्तकर्ता सेल में स्थानांतरित किया जा रहा है। इस प्रक्रिया में प्रत्येक कण द्वारा बहुत कम बारीकी से जुड़े पात्रों को स्थानांतरित किया जा सकता है। इस प्रकार बैक्टीरियोफेज उन जीवाणुओं में आनुवंशिक परिवर्तन लाता है जो फेज के हमले से बचे रहते हैं।
जब एक बैक्टीरियल सेल एक समशीतोष्ण वायरस से संक्रमित हो रहा है या तो लिटिक-चक्र या लाइसोजनी शुरू होता है। इसके बाद, मेजबान डीएनए वायरस के गुणन के साथ छोटे टुकड़ों में टूट जाता है। इनमें से कुछ डीएनए अंशों को वायरस के साथ शामिल किया जाता है। जब बैक्टीरिया इन कणों के साथ-साथ सामान्य वायरस कणों को छोड़ देते हैं
जब ट्रांसड्यूसिंग और सामान्य वायरस कणों के इस मिश्रण को प्राप्तकर्ता कोशिकाओं की आबादी को संक्रमित करने की अनुमति दी जाती है, तो अधिकांश बैक्टीरिया सामान्य वायरस कणों से संक्रमित होते हैं और परिणाम के साथ लाइसोजनी या लिटिस-चक्र फिर से होता है। कुछ बैक्टीरिया ट्रांसड्यूसिंग कणों से संक्रमित होते हैं, संक्रमण होता है और वायरस के कणों का डीएनए बैक्टीरियल डीएनए के साथ आनुवंशिक पुनर्संयोजन से गुजरता है। (अंजीर देखें। 2.20 और 2.21)।
3. जीवाणु संयुग्मन:
वोल्मैन और जैकब (1956) ने संयुग्मन का वर्णन किया है जिसमें दो बैक्टीरिया आधे घंटे तक साथ-साथ रहते हैं। समय की इस अवधि के दौरान आनुवंशिक सामग्री का एक हिस्सा धीरे-धीरे एक जीवाणु से पारित हो जाता है जिसे एक पुरुष के रूप में एक महिला के रूप में नामित प्राप्तकर्ता के रूप में नामित किया जाता है। यह स्थापित किया गया था कि पुरुष सामग्री एक रैखिक श्रृंखला में महिला में प्रवेश करती है।
दाता और प्राप्तकर्ता कोशिकाओं के बीच आनुवंशिक पुनर्संयोजन इस प्रकार होता है: प्राप्तकर्ता सेल में टुकड़े करने के बाद Hfr डीएनए फिर से परिपत्र तरीके से सुधार करता है। एफ स्ट्रेन में आनुवंशिक पुनर्संयोजन दाता टुकड़ा और प्राप्तकर्ता डीएनए के बीच होता है। जीन स्थानांतरण एक अनुक्रमिक प्रक्रिया है और एक दिया हुआ एचआरई तनाव हमेशा एक विशिष्ट क्रम में जीन का दान करता है। एक एकल फंसे हुए दाता डीएनए (एफ कारक) को न्यूक्लिज़ एंजाइम की मदद से मेजबान गुणसूत्र में एकीकृत किया गया है, (अंजीर देखें। 2.21 और 2.22)।
जीवाणु संयुग्मन में आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) का स्थानांतरण कोशिका द्वारा दाता और प्राप्तकर्ता कोशिकाओं के कोशिका संपर्क में होता है। संयुग्मन की प्रक्रिया के दौरान जीनोम के बड़े हिस्से को स्थानांतरित किया जाता है, जबकि परिवर्तन और पारगमन में डीएनए के केवल छोटे टुकड़े को स्थानांतरित किया जाता है। एस्केरिचिया कोली के एक ही तनाव में लेडरबर्ग और टाटम (1944) द्वारा संयुग्मन की प्रक्रिया की खोज की गई थी। साल्मोनेला, स्यूडोमोनास और विब्रियो में भी संयुग्मन का प्रदर्शन किया गया है।
संयुग्मन में एक तरह से आनुवंशिक सामग्री का हस्तांतरण दाता से प्राप्तकर्ता तनाव में होता है। दाता और प्राप्तकर्ता उपभेदों को हमेशा आनुवंशिक रूप से निर्धारित किया जाता है। प्राप्तकर्ता तनाव को एफ के रूप में नामित किया गया है, जबकि दाता उपभेद दो प्रकार के होते हैं और एफ + और एच फ्रिक (पुनर्संयोजन की उच्च आवृत्ति) के रूप में नामित होते हैं। यदि स्ट्रेन अपने जीनोम के केवल एक छोटे हिस्से को दान करता है तो उसे F + कहा जाता है, और यदि वह बड़ी मात्रा में जीन दान करता है तो उसे H fr कहा जाता है। इन F + और H fr कारकों को एपिसोड कहा जाता है।
स्ट्रैंस F + और Hfr को विशिष्ट फ्लैगेलम जैसे संरचनाओं की उपस्थिति की विशेषता है, जिसे तथाकथित सेक्स पाइलस कहा जाता है। सेक्स पाइलस F + उपभेदों में अनुपस्थित है, और बैक्टीरिया संभोग के लिए जिम्मेदार है। एफ + और एच फ्रि की सेक्स पिली विशेष रूप से आनुवंशिक सामग्री को स्थानांतरित करने के लिए विशेष रूप से विपरीत संभोग कोशिकाओं का स्पर्श करते हैं।
सेक्स पाइलस में 2.5µm व्यास का एक छेद होता है जो डीएनए अणु के लिए पर्याप्त होता है जिससे वह लंबाई में गुजरता है। H फ्रि स्ट्रेन (डोनर) के डीएनए को जोड़े जाने के समय तुरंत F - स्ट्रेन (प्राप्तकर्ता) में स्थानांतरित कर दिया जाता है। H fr cells का गोलाकार DNA खुलता है और प्रतिकृति बनाता है लेकिन स्थानांतरण के दौरान, DNA का एक स्ट्रैंड नव संश्लेषित होता है, जबकि दूसरा स्ट्रैंड H fr स्ट्रेन के पहले से मौजूद स्ट्रैंड से उत्पन्न होता है। डीएनए के हस्तांतरण के बाद दोनों कोशिकाएं एक दूसरे से अलग हो जाती हैं।
H fr DNA प्राप्तकर्ता खंड में अलग होने के बाद फिर से गोलाकार तरीके से सुधार करता है। एफ में - तनाव आनुवंशिक पुनर्संयोजन दाता टुकड़ा और प्राप्तकर्ता डीएनए के बीच होता है। जीन ट्रांसफर एक अनुक्रमिक प्रक्रिया है एक दिया गया एच फ़्र स्ट्रेन हमेशा एक विशिष्ट क्रम में जीन दान करता है। यदि F - और H fr उपभेदों को एक निलंबन में मिश्रण करने की अनुमति दी जाती है, तो समय के अनुक्रम में विभिन्न जीनों को H fr से F - तनाव के जीनोम से स्थानांतरित किया जाता है। जीन जो जल्दी प्रवेश करते हैं, हमेशा पुनर्संयोजन के बड़े प्रतिशत में दिखाई देते हैं जो देर से प्रवेश करते हैं, (अंजीर देखें। 2.22, 2.23 और 2.24)।
संयुग्मन के परिणामस्वरूप F + और H fr कोशिकाओं के निलंबन में कई पुनः संयोजक होते हैं। ये पुनर्संयोजक अपने जीनोटाइपिक संविधान में परिवर्तनशील हैं और इसलिए उनकी फेनोटाइपिक अभिव्यक्ति में भी। ये पुनः संयोजक अपने माता-पिता से बिल्कुल नए और अलग हैं।
