బాక్టీరియా
వికీపీడియా నుండి
|
బాక్టీరియా |
|||
|---|---|---|---|
 E. కోలై బాక్టీరియా
|
|||
| శాస్త్రీయ వర్గీకరణ | |||
|
|||
|
|
|||
| Actinobacteria Aquificae Chlamydiae Bacteroidetes/Chlorobi Chloroflexi Chrysiogenetes Cyanobacteria Deferribacteres Deinococcus-Thermus Dictyoglomi Fibrobacteres/Acidobacteria Firmicutes Fusobacteria Gemmatimonadetes Lentisphaerae Nitrospirae Planctomycetes Proteobacteria Spirochaetes Thermodesulfobacteria Thermomicrobia Thermotogae Verrucomicrobia |
బాక్టీరియా (Bacteria) ఏకకణ సూక్ష్మజీవులు. ఇవి కొన్ని మైక్రోమీటర్ల పొడవు కలిగి, అసాధారణమయిన నిర్మాణాత్మక వైవిధ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. బాక్టీరియా సర్వాంతర్యాములు, ఎలాంటి వాతావరణంలో నయినా మనం వీటిని కనుగొనవచ్చు.[1] సాధారణంగా ఒక గ్రాము మట్టిలో 40 మిలియన్, ఒక మిల్లీ లీటరు నీటిలో ఒక మిలియన్ బాక్టీరియా కణాలుంటాయి. లెక్క కడితే ప్రపంచంలో మొత్తం 5 నొనిలియన్ (5×1030) బాక్టీరియా కణాలుంటాయి.[2]సగానికి పైగా బాక్టీరియా ఇంకా కారక్టరైజ్ చేయబడలేదు మరియు చాలా కొన్ని జాతులను మాత్రం ప్రస్తుతానికి ప్రయోగశాలలో వర్ధనం ద్వారా పెంచవచ్చు.[3] బాక్టీరియాల అధ్యయనాన్ని 'బాక్టీరియాలజీ' అంటారు. విట్టాకర్ ఐదు రాజ్యాల వర్గీకరణలో వీటిని మొనీరా రాజ్యంలో చేర్చడం జరిగింది. లీవెన్ హాక్ సూక్ష్మదర్శిని కనుగొన్న తర్వాత మొదటిసారిగా బాక్టీరియాను కనుక్కొన్నాడు.
మానవుని శరీరంపైన, లోపల కలిపితే మొత్తం మానవ కణాల సంఖ్యకన్నా బాక్టీరియా కణాల సంఖ్యే ఎక్కువ. చాలా శాతం బాక్టీరియాలు చర్మంపైన మరియు జీర్ణనాళంలోనూ నివసిస్తాయి.[4] ఇందులో అత్యధిక శాతం బాక్టీరియా మానవునికి ఎలాంటి హనీ కలగజేయవు, కొన్ని మానవులలో ఇమ్మూనిటికి రక్షణ కల్పిస్తాయి, ఇంకొన్ని హానికారక బాక్టీరియాలు. హానికారక బాక్టీరియాల వల్ల కలిగే అంటువ్యాధులలో కలరా, సిఫిలిస్, ఆంథ్రాక్స్, కుష్టు(లెప్రసీ), క్షయ వ్యాధులు ప్రాణాంతకమైనవి.
విషయ సూచిక |
[మార్చు] విస్తరణ
బాక్టీరియా అన్ని రకాల ఆవాసాలలో వ్యాపించి ఉన్నాయి. ఇవి మృత్తిక, నీరు, వాతావరణం, జీవుల దేహాలలో లేదా దేహాలపైన విస్తరించి ఉన్నాయి. వివిధరకాల ఆహారాలు, వాటి ఉత్పాదితాలపైన పెరుగుతాయి. అతిశీతల, అత్యోష్ణ మరియు జలాభావ పరిస్థితులను కూడా తట్టుకొని బాక్టీరియా జీవిస్తాయి. కొన్ని బాక్టీరియా మొక్కల, జంతువుల దేహాలలో పరాన్నజీవులుగా లేదా సహజీవులుగా జీవిస్తున్నాయి.
[మార్చు] ఆవిర్భావం మరియు పరిణామం
ఆధునిక బాక్టీరియా యొక్క పూర్వీకులు సుమారు 4 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం అవతరించిన మొట్టమొదటి ఏకకణ జీవులు. తర్వాతి 3 బిలియన్ సంవత్సరాల వరకు ఇవి అతి సూక్ష్మమైన ఏక కణ జీవులుగానే జీవనం సాగించాయి.[5][6] నిర్దిష్టమైన కణనిర్మాణం లేనందువల్ల స్ట్రోమాటోలైట్‌ల శిలాజాలను అధ్యయనం చేసి బాక్టీరియా పరిణామక్రమాన్ని(ఎవలూషన్‌ను) నిర్దారించడం వీలు పడదు. కాని, జీన్ సీక్వెంస్‌లను బట్టి వాటిని ఫైలోజెనిగా గుర్తించారు. వీటివల్ల బాక్టీరియా అర్కియల్/యూకారియోటిక్ లినియేజ్ నుండి విడిపోయినట్టు నిర్దారించారు.[7] బాక్టీరియాకు ఆర్కియాకు అత్యాధునిక కామన్ పూర్వీకులుగా థెర్మోఫైల్(దాదాపు 2.5-3.2 బిలియన్ సంవత్సరాలు జీవించాయి)ను చెప్పుకోవచ్చు.[8][9]
ఆర్కియా మరియు యూకారియోట్ల మధ్య జరిగిన విపరిణామంతో (డైవర్జెన్స్) ముడిపడి ఉన్నట్టు ఆధారాలున్నాయి.[10][11]
[మార్చు] బాక్టీరియాలజీ చరిత్ర
![ఆంటోని వాన్ లీవెన్‌హాక్, బాక్టీరియాను మొట్టమొదటిసారిగా పరీక్షించిన వ్యక్తి].](../../../../images/shared/thumb/8/83/Antoni_van_Leeuwenhoek.png/240px-Antoni_van_Leeuwenhoek.png)
[మార్చు] ఆకారం:రకాలు
బాక్టీరియాల ఆకారం వాటి జాతిని బట్టి మారుతుంది. ఒక జాతిలో ఆకారం నిర్ధిష్టంగా ఉంటుంది.
బాక్టీరియాలు వాటి నిర్మాణంలో చూపే వైవిధ్యతను మార్ఫాలజీస్ అని వ్యవహరిస్తారు. బాక్టీరియా కణాలు యూకారియోట్ల కణాలకంటే దాదాపు పదింతలు చిన్నవిగా ఉంటాయి (సాధారణంగా 0.5-5మైక్రోమీటర్లు). కాని థయోమార్గరీటా నమీబియెన్సిస్ మరియు ఎపులోపిషియమ్ ఫిషెల్‌సోని అనే బాక్టీరియా దాదాపు మిల్లీమీటరులో సగం ఉండడం చేత మం మామూలు కంటితో చూడవచ్చు.[12] ఇక సూక్ష్మమైన వాటి విషయానికి వస్తే మైకోప్లాస్మా జాతికి చెందిన బాక్టీరియాలు 0.3 మైక్రోమీటర్ల పొడవుంటాయి.[13]
చాలావరకు బాక్టీరియల్ జాతులు గోళాకారంలో గాని, దండాకారంలోగాని ఉంటాయి. మరికొన్ని కామా ఆకారంలో గాని, స్పైరల్‌గా గాని ఉంటాయి. మరికొన్ని చాలా అరుదుగా టెట్రహెడ్రల్ లేదా క్యూబాయిడల్ ఆకృతిలో ఉంటాయి[14] ఈ ఆకృతి చాలా వరకు బాక్టీరియా సెల్‌వాల్ మరియు సైటోస్కెలిటన్‌లు నిర్ణయిస్తాయి. [15][16]
[మార్చు] కోకస్
గోళాకారంగా ఉండే బాక్టీరియమ్ లను "కోకస్" (Coccus) అంటారు. కణాల సంఖ్య, అమరికలను బట్టి వీటిని ఆరు రకాలుగా విభజించారు.
- మోనోకోకస్: ఒంటరిగా ఉండే గోళాకార బాక్టీరియమ్.
- డిప్లోకోకస్: ఒక జత గోళాకార బాక్టీరియాలు.
- టెట్రాకోకస్: నాలుగు గోళాకార బాక్టీరియాల సమూహం.
- స్ట్రెప్టోకోకస్: ఒకే వరుసలో గొలుసులాగా అమరి ఉండే గోళాకార బాక్టీరియాలు.
- స్టాఫిలోకోకస్: క్రమరహితంగా అమరి ఉండే గోళాకార బాక్టీరియాల సమూహం.
- సార్సినా: ఘనాకారంగఅ అమరి ఉండే ఎనిమిది గోళాకార బాక్టీరియాల సమూహం.
[మార్చు] బాసిల్లస్
దండాకార బాక్టీరియాలను "బాసిల్లస్" (Bacillus) అంటారు. ఇవి తిరిగి మూడు రకాలుగా ఉంటాయి.
- మోనోబాసిల్లస్: ఒంటరిగా ఉండే దండాకార బాక్టీరియమ్.
- డిప్లోబాసిల్లస్: ఒక జత దండాకార బాక్టీరియాలు.
- స్ట్రెప్టోబాసిల్లస్: ఒకే వరుసలో గొలుసులాగా అమరి ఉండే దండాకార బాక్టీరియాలు.
[మార్చు] విబ్రియో
కామా ఆకృతిలో ఉండే బాక్టీరియాలను "విబ్రియో" (Vibrio) అంటారు.
[మార్చు] స్పైరిల్లమ్
సర్పిలాకారంలో ఉండే బాక్టీరియాలను "స్పైరెల్లమ్" (Spirillum) అంటారు. నమ్యతను చూపించే స్పైరిల్లమ్ లను "స్పైరోకీట్స్" (Spirochetes) అంటారు. కొన్ని బాక్టీరియాలు పోగు లేదా తంతువు రూపాలలో ఉంటాయి.
చాలా బాక్టీరియల్ జాతులు ఏకకణ జీవులే, కాని కొన్ని జాతుల్లో (కన్ని కణాలు దగ్గరగా చేరి బహుకణజీవులుగా అగుపిస్తాయి.నిస్సేరియా లో రెండు కణాలు చేరి దిప్లాయిడ్‌గాను, స్ట్రెప్టొకోకస్ లో గొలుసుగాను, మరియు స్టాఫైలోకోకస్ లో ద్రాక్షగుత్తివలె అమరి ఉంటాయి. ఫిలమెంటస్ బాక్టీరియా లో ఒక కవచంలో చాలా కణాలు విడివిడిగా అమరిఉంటాయి. నొకార్డియాలో శాఖలు కలిగిన ఫిలమెంట్‌లుగా అమరబడి ఉంటాయి.[17]
[మార్చు] గ్రామ్ అభిరంజకం
బాక్టీరియాల అభిరంజన విధానాన్ని క్రిస్టియన్ గ్రామ్ అనే శాస్త్రవేత్త 1884 లో రూపొందించాడు. అభిరంజన లక్షణాన్ని బట్టి వీటిని గ్రామ్ పోజిటివ్, గ్రామ్ నెగిటివ్ అనే రెండు రకాలుగా విభజించారు. ఈ విధానంలో బాక్టీరియాలు క్రిస్టల్ వయొలెట్ (Crystal violet) అనే ద్రావణం ఉపయోగించి అబిరంజనం చేస్తారు.
[మార్చు] కణ నిర్మాణం
[మార్చు] కణాంతర్గత నిర్మాణాలు(Intracellular structures)
బాక్టీరియా కణాన్ని చుట్టి కణ త్వచం అనబడే ఒక లిపిడ్ పొర ఉంటుంది. ఈ కణ త్వచం కణనిర్మాణాలనన్నింటిని రక్షిస్తూఉంటుంది. బాక్టీరియా ప్రోకారియోట్లు కావున వాటిల్లో త్వచాలను కలిగి ఉండే కణనిర్మాణాలుండవు. దీనిమూలంగా కేంద్రకము, క్లోరోప్లాస్ట్, గాల్గీ నిర్మాణాలు, ఎండోప్లాస్మిక్ రెటిక్యులం వంటి యూకారియోట్లలో ఉండే నిర్మాణాలు లోపిస్తాయి.[18]
[మార్చు] ప్రాముఖ్యం
బాక్టీరియాలు మానవుడికి ప్రత్యక్షంగా, పరోక్షంగా ప్రయోజనకరంగాను, హానికరంగాను ఉంటునాయి. కాబట్టి వీటిని మానవుడి మిత్రులుగాను, శత్రువులుగానూ కూడా బావించవచ్చు.
[మార్చు] ప్రయోజనాలు
- జీవ భూరసాయన వలయాలు:
- పూతికాహార బాక్టీరియాలు నిర్జీవ జంతు, వృక్ష దేహాలను కుళ్ళజేసి వాటిలోని సంక్లిష్ట సేంద్రియ పదార్ధాలని సరళ పదార్ధాలుగా మార్చి, నేలలో కలిపి, మొక్కల వేళ్ళకు లభించేటట్లుగా చేస్తున్నాయి. దీనివల్ల పోషక మూలకాలు నిరంతరంగఅ పునఃచక్రీయం చెందడమే కాకుండా, పరిసరాలు కూడా పరిశుభ్రమవుతున్నాయి. అందువల్ల బాక్టీరియాలను 'ప్రకృతి పారిశుధ్య పనివారు' (Natural scavengers) అని వ్యవహరిస్తారు.
- డెల్లొవిబ్రియొ బాక్టీరియోవోరస్ హానికర బాక్టీరియాల మీద పరాన్నజీవిగా పెరుగుతుంది. గంగానదిలో నివసించే కొన్ని హానికర బాక్టీరియాలను నాశనంచేసి నీటిని పరిశుద్ధం గావిస్తుంది.
- వ్యవసాయం:
- అమ్మోనిఫైయింగ్ బాక్టీరియాలు: ఇవి చనిపోయిన జీవుల దేహాల్లోని ప్రోటీన్లు, అమైనో ఆమ్లాలు, కేంద్రకామ్లాలను అమ్మోనియాగా మారుస్తాయి. ఉదా: బాసిల్లస్.
- నత్రీకరణ బాక్టీరియాలు:
- అమ్మోనియాను నైట్రేట్ లుగా ఆక్సీకరణ గావిస్తాయి. ఉదా: నైట్రోసోమానాస్, నైట్రోబాక్టర్.
- రైజోబియమ్, క్లాస్ట్రీడియమ్ వంటి బాక్టీరియాలు, కిరణజన్యసంయోగక్రియ జరిపే రోడోస్పైరిల్లమ్, రోడోమైక్రోబియమ్, క్లోరోబాక్టీరియమ్ వాతావరణంలోని వాయురూపంలో ఉన్న నత్రజనిని స్థాపనచేసి, నేలను సారవంతం చేస్తాయి.
- పరిశ్రమలు:
- క్లాస్ట్రీడియమ్ లు జనుము నుంచి నారలు తీయడంలో ఉపయోగపడతాయి.
- కొన్ని బాక్టీరియాలు తోళ్ళను పదును పెట్టడంలో ఉపయోగిస్తారు.
- పొగాకు క్యూరింగ్ లో బాసిల్లస్, తేయాకు క్యూరింగ్ లో మైక్రోకోకస్ లను ఉపయోగిస్తారు.
- లాక్టోబాసిల్లస్ ను కిణ్వనం (Fermentation) ప్రక్రియలో ఉపయోగిస్తారు.
- మిథనోకోకస్, మిథనోబాసిల్లస్ వంటి బాక్టీయాలు వాయురహిత శ్వాసక్రియ ద్వారా పేడనుంచి 'మీథేన్' (గోబర్ గ్యాస్) ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
- కొన్ని రకాల బాక్టీరియాలనుపయోగించి పారిశ్రామికంగా కొన్ని రసాయన పదార్థాలను ఉత్పత్తి చేస్తారు.
- ఎసిటోన్, బ్యుటనాల్ - క్లాస్ట్రీడియమ్ అసిటోబ్యుటిలికమ్
- వినెగార్ - ఎసిటోబాక్టర్ ఎసిటి, ఎ. పాశ్చరియానమ్
- లాక్టిక్ ఆమ్లం - లాక్టోబాసిల్లస్ డెల్ బ్రుకి
- ప్రొపియోనిక్ ఆమ్లం - ప్రొపియోనిబాక్టీరియమ్ ప్రొపియోనమ్
- ఇథనాల్ - జైమోమోనాస్ మొబిలిస్, థర్మోఎనరోబాక్టర్ ఇథనాలికస్
- వైద్యరంగం:
- కొరినీబాక్టీరియమ్ గ్లుటామికమ్ - లైసిన్ అనే ఆవశ్యకత అమైనో ఆమ్లాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
- డిఫ్తీరియా, న్యుమోనియా వంటి వ్యాధులను నిరోధించడానికి ఉపయోగించే టీకా మందులు బాక్టీరియా నుంచే ఉత్పత్తి చేస్తున్నారు.
- సూక్ష్మజీవనాశకాలు (Antibiotics) చాలా వరకు బాక్టీరియాలనుండి ఉత్పత్తి చేస్తున్నారు. ఎక్కువగా స్ట్రెప్టోమైసిస్, బాసిల్లస్ లకు చెందిన జాతులు ఈ విధంగా ఉపయోగపడతాయి.
- జీవసాంకేతిక శాస్త్రం:
- పునఃసంయోజక డి.ఎన్.ఎ. టెక్నాలజీని ఉపయోగించి జన్యువులని ప్రవేశపెట్టి, ఈ.కోలై ని ఇన్సులిన్ ఉత్పత్తి చేసేటట్లు రూపొందించారు.
[మార్చు] హానికారకాలు
- ఆహారపదార్ధాలు పాడుచేయడం:
- వినత్రీకరణ:
- మొక్కల తెగుళ్ళు:
- జంతువుల వ్యాధులు:
- మానవ వ్యాధులు:
[మార్చు] ఇవి కూడా చూడండి
[మార్చు] రెఫరెన్సులు
- ↑ Fredrickson J, Zachara J, Balkwill D, et al (2004). "Geomicrobiology of high-level nuclear waste-contaminated vadose sediments at the Hanford site, Washington state". Appl Environ Microbiol 70 (7): 4230–41. PMID 15240306.
- ↑ Whitman W, Coleman D, Wiebe W (1998). "Prokaryotes: the unseen majority". Proc Natl Acad Sci U S A 95 (12): 6578–83. PMID 9618454.
- ↑ Rappé MS, Giovannoni SJ (2003). "The uncultured microbial majority". Annu. Rev. Microbiol. 57: 369-94. DOI:10.1146/annurev.micro.57.030502.090759. PMID 14527284.
- ↑ Sears CL (2005). "A dynamic partnership: celebrating our gut flora". Anaerobe 11 (5): 247-51. DOI:10.1016/j.anaerobe.2005.05.001. PMID 16701579.
- ↑ Schopf J (1994). "Disparate rates, differing fates: tempo and mode of evolution changed from the Precambrian to the Phanerozoic". Proc Natl Acad Sci U S A 91 (15): 6735–42. PMID 8041691.
- ↑ DeLong E, Pace N (2001). "Environmental diversity of bacteria and archaea". Syst Biol 50 (4): 470–78. PMID 12116647.
- ↑ Brown JR, Doolittle WF (1997). "Archaea and the prokaryote-to-eukaryote transition". Microbiol. Mol. Biol. Rev. 61 (4): 456-502. PMID 9409149.
- ↑ Di Giulio M (2003). "The universal ancestor and the ancestor of bacteria were hyperthermophiles". J Mol Evol 57 (6): 721–30. PMID 14745541.
- ↑ Battistuzzi F, Feijao A, Hedges S. "A genomic timescale of prokaryote evolution: insights into the origin of methanogenesis, phototrophy, and the colonization of land.". BMC Evol Biol 4: 44. PMID 15535883.
- ↑ Poole A, Penny D (2007). "Evaluating hypotheses for the origin of eukaryotes". Bioessays 29 (1): 74–84. PMID 17187354.
- ↑ Dyall S, Brown M, Johnson P (2004). "Ancient invasions: from endosymbionts to organelles". Science 304 (5668): 253–7. PMID 15073369.
- ↑ Schulz H, Jorgensen B. "Big bacteria". Annu Rev Microbiol 55: 105–37. PMID 11544351.
- ↑ Robertson J, Gomersall M, Gill P. (1975). "Mycoplasma hominis: growth, reproduction, and isolation of small viable cells". J Bacteriol. 124 (2): 1007–18. PMID 1102522.
- ↑ Fritz I, Strömpl C, Abraham W (2004). "Phylogenetic relationships of the genera Stella, Labrys and Angulomicrobium within the 'Alphaproteobacteria' and description of Angulomicrobium amanitiforme sp. nov". Int J Syst Evol Microbiol 54 (Pt 3): 651-7. PMID 15143003.
- ↑ Cabeen M, Jacobs-Wagner C (2005). "Bacterial cell shape". Nat Rev Microbiol 3 (8): 601–10. PMID 16012516.
- ↑ Young K (2006). "The selective value of bacterial shape". Microbiol Mol Biol Rev 70 (3): 660–703. PMID 16959965.
- ↑ Douwes K, Schmalzbauer E, Linde H, Reisberger E, Fleischer K, Lehn N, Landthaler M, Vogt T (2003). "Branched filaments no fungus, ovoid bodies no bacteria: Two unusual cases of mycetoma". J Am Acad Dermatol 49 (2 Suppl Case Reports): S170–3. PMID 12894113.
- ↑ Berg JM, Tymoczko JL Stryer L (2002). Molecular Cell Biology, 5th ed., WH Freeman. ISBN 0-7167-4955-6.
