Hyperthermophile
হাইপারথার্মোফাইল এমন একটি জীব যা অত্যন্ত গরম পরিবেশে-60 ডিগ্রি সেলসিয়াস (140 ডিগ্রি ফারেনহাইট) থেকে উপরের দিকে বৃদ্ধি পায়। হাইপারথার্মোফাইলের অস্তিত্বের জন্য সর্বোত্তম তাপমাত্রা প্রায়শই 80 ডিগ্রি সেলসিয়াস (176 ডিগ্রি ফারেনহাইট) এর উপরে থাকে। হাইপারথার্মোফাইলগুলি প্রায়শই আর্কিয়া ডোমেনের মধ্যে থাকে, যদিও কিছু ব্যাকটেরিয়া চরম তাপমাত্রা সহ্য করতে সক্ষম। এর মধ্যে কিছু ব্যাকটেরিয়া সমুদ্রের গভীরে 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রায় বাঁচতে সক্ষম, যেখানে উচ্চ চাপ জলের স্ফুটনাঙ্ককে বাড়িয়ে তোলে। অনেক হাইপারথার্মোফাইল অন্যান্য পরিবেশগত চরম অবস্থা যেমন উচ্চ অম্লতা বা উচ্চ বিকিরণ মাত্রা সহ্য করতে সক্ষম। হাইপারথার্মোফাইল হল এক্সট্রিমোফাইলের একটি উপসেট। তাদের অস্তিত্ব বহির্জাগতিক জীবনের সম্ভাবনাকে সমর্থন করতে পারে, যা দেখায় যে পরিবেশগত চরম পর্যায়ে জীবন বিকশিত হতে পারে। 1965 সালে টমাস ডি. ব্রক প্রথম ইয়েলোস্টোন জাতীয় উদ্যানের উষ্ণ প্রস্রবণ থেকে বিচ্ছিন্ন হাইপারথার্মোফাইলের কথা জানান। তারপর থেকে 70টিরও বেশি প্রজাতি প্রতিষ্ঠিত হয়েছে। সবচেয়ে চরম হাইপারথার্মোফাইল গভীর সমুদ্রের হাইড্রোথার্মাল ভেন্টের অতিউষ্ণ দেওয়ালে বাস করে, বেঁচে থাকার জন্য কমপক্ষে 90 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়। একটি অসাধারণ তাপ-সহনশীল হাইপারথার্মোফাইল হল স্ট্রেইন 121, যা 121 ডিগ্রি সেলসিয়াসে (তাই এর নাম) একটি অটোক্লেভে 24 ঘন্টার মধ্যে তার জনসংখ্যা দ্বিগুণ করতে সক্ষম হয়েছে। বর্তমান রেকর্ড বৃদ্ধি তাপমাত্রা হল 122 ডিগ্রি সেলসিয়াস, মিথেনোপিরাস ক্যান্ডলারির জন্য। যদিও কোনও হাইপারথার্মোফাইল 122 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় বৃদ্ধি পায়নি, তবে তাদের অস্তিত্ব সম্ভব। স্ট্রেইন 121 দুই ঘন্টার জন্য 130 ডিগ্রি সেলসিয়াস বেঁচে থাকে, তবে তুলনামূলকভাবে শীতল 103 ডিগ্রি সেলসিয়াসে এটি একটি নতুন বৃদ্ধির মাধ্যমে স্থানান্তরিত না হওয়া পর্যন্ত পুনরুত্পাদন করতে সক্ষম হয়নি। হাইপারথার্মোফাইল নিয়ে প্রাথমিক গবেষণা অনুমান করে যে তাদের জিনোম উচ্চ গুয়ানিন-সাইটোসিন উপাদান দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে; তবে, সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে "জিনোমের জিসি উপাদান এবং জীবের সর্বোত্তম পরিবেশগত বৃদ্ধির তাপমাত্রার মধ্যে কোনও সুস্পষ্ট সম্পর্ক নেই"। হাইপারথার্মোফাইলের প্রোটিন অণুগুলি হাইপারথার্মোস্টেবিলিটি প্রদর্শন করে-অর্থাৎ, তারা উচ্চ তাপমাত্রায় কাঠামোগত স্থিতিশীলতা (এবং তাই কার্যকারিতা) বজায় রাখতে পারে। এই ধরনের প্রোটিনগুলি জীবের মধ্যে তাদের কার্যকরী সাদৃশ্যগুলির সমতুল্য যা কম তাপমাত্রায় বৃদ্ধি পায় তবে অনেক বেশি তাপমাত্রায় সর্বোত্তম কার্যকারিতা প্রদর্শনের জন্য বিবর্তিত হয়েছে। হাইপারথার্মোস্টেবল প্রোটিনের বেশিরভাগ নিম্ন-তাপমাত্রার হোমোলোগগুলি 60 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে বিকৃত করা হবে। এই ধরনের হাইপারথার্মোস্টেবল প্রোটিনগুলি প্রায়শই বাণিজ্যিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ, কারণ রাসায়নিক বিক্রিয়া উচ্চ তাপমাত্রায় দ্রুত অগ্রসর হয়। ফিজিওলজি জেনারেল ফিজিওলজি চরম পরিবেশে বসবাসের কারণে, হাইপারথার্মোফাইলগুলি পিএইচ, রেডক্স সম্ভাব্যতা, লবণাক্ততার মাত্রা এবং তাপমাত্রার মতো বিভিন্ন কারণের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া যেতে পারে। ন্যূনতম এবং সর্বোচ্চ তাপমাত্রার মধ্যে প্রায় 25-30 ডিগ্রি সেলসিয়াসের তাপমাত্রার মধ্যে এগুলি মেসোফিলের মতো বৃদ্ধি পায়। তাদের সর্বোত্তম বৃদ্ধির তাপমাত্রায় দ্রুততম বৃদ্ধি পাওয়া যায় যা 106 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত হতে পারে। তাদের অঙ্গসংস্থানের প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি হলঃ কোষ প্রাচীরঃ আর্কিয়ার বাইরের অংশ, এটি কোষের চারপাশে সাজানো থাকে এবং কোষের বিষয়বস্তু রক্ষা করে। এতে পেপটিডোগ্লাইকান থাকে না, যা তাদের প্রাকৃতিকভাবে lysozyme.The-এর বিরুদ্ধে প্রতিরোধী করে তোলে, সবচেয়ে সাধারণ প্রাচীর হল একটি প্যারাক্রিস্টালাইন পৃষ্ঠ স্তর যা প্রোটিন বা ষড়ভুজ সমমিতির গ্লাইকোপ্রোটিন দ্বারা গঠিত হয়। একটি ব্যতিক্রমী বিশেষত্ব বংশের হাত থেকে আসে যার একটি প্রাচীর নেই, একটি ঘাটতি যা একটি কোষের ঝিল্লির বিকাশ দ্বারা পূরণ হয় যার অনন্য রাসায়নিক কাঠামোঃ এতে মোট লিপিডের খুব উচ্চ অনুপাতে একটি লিপিড টেট্রেথার এবং গ্লুকোজ থাকে। উপরন্তু, এটি গ্লাইকোপ্রোটিনগুলির সাথে থাকে যা লিপিডগুলির সাথে একত্রে থার্মোপ্লাজমা এস. পি. পি-এর ঝিল্লিকে অ্যাসিডিক এবং থার্মোফিলিক অবস্থার বিরুদ্ধে স্থিতিশীলতা দেয় যেখানে এটি বাস করে। সাইটোপ্লাজমিক ঝিল্লিঃ এটি তাপমাত্রার প্রধান অভিযোজন। এই ঝিল্লি ইউক্যারিওট থেকে জানা ঝিল্লি থেকে মৌলিকভাবে আলাদা। আর্কিয়াব্যাকটেরিয়ার ঝিল্লি একটি টেট্রাইথার ইউনিটের উপর নির্মিত হয়, এইভাবে গ্লিসারল অণু এবং হাইড্রোফোবিক পার্শ্ব শৃঙ্খলের মধ্যে ইথার বন্ধন স্থাপন করে যা ফ্যাটি অ্যাসিড নিয়ে গঠিত হয় না। এই পার্শ্ব শৃঙ্খলগুলি মূলত পুনরাবৃত্ত আইসোপ্রিন একক দ্বারা গঠিত। ঝিল্লির নির্দিষ্ট কিছু বিন্দুতে, সমযোজী বন্ধন দ্বারা সংযুক্ত পার্শ্ব শৃঙ্খলা এবং একটি মনোলেয়ার এই বিন্দুগুলিতে পাওয়া যায়। সুতরাং, ইউক্যারিওটিক জীব এবং ব্যাকটেরিয়ায় উপস্থিত অ্যাসিডিক দ্বিস্তরীয় স্তরগুলির তুলনায় ঝিল্লি অনেক বেশি স্থিতিশীল এবং তাপমাত্রা পরিবর্তনের বিরুদ্ধে প্রতিরোধী। প্রোটিনঃ এগুলি উচ্চ তাপমাত্রায় বিকৃত হয় তাই এগুলিকেও মানিয়ে নিতে হয়। এটি অর্জনের জন্য, তারা প্রোটিন এবং প্রোটিন কমপ্লেক্স ব্যবহার করে যা হিট শক প্রোটিন নামেও পরিচিত। তাদের কাজ হল সংশ্লেষণের সময় প্রোটিনকে বেঁধে রাখা বা গ্রাস করা, এটি সঠিক হওয়ার জন্য অনুকূল পরিবেশ তৈরি করা, এটি তার তৃতীয় গঠনে পৌঁছাতে সহায়তা করে। উপরন্তু, তারা তাদের কর্মস্থলে সংবাদ পরিবহনে সহযোগিতা করতে পারে। ডি. এন. এঃ বিভিন্ন প্রক্রিয়া দ্বারা উচ্চতর তাপমাত্রার সাথেও খাপ খাইয়ে নেবে। প্রথমটি হল চক্রাকার পটাসিয়াম 2,3-ডাইফসফোগ্লিসারেট, যা বংশের মাত্র কয়েকটি প্রজাতিতে বিচ্ছিন্ন করা হয়েছে। মিথানোপাইরাস এই তাপমাত্রায় ডি. এন. এ-র ক্ষতি প্রতিরোধ করে বলে চিহ্নিত করা হয়। টোপোআইসোমরেজ হল একটি উৎসেচক যা সমস্ত হাইপারথার্মোফাইলে পাওয়া যায়। এটি ইতিবাচক ঘূর্ণন প্রবর্তনের জন্য দায়ী যেখানে এটি উচ্চ তাপমাত্রার বিরুদ্ধে বৃহত্তর স্থিতিশীলতা প্রদান করে। Sac7d এই প্রোটিনটি বংশে পাওয়া গেছে এবং ডি. এন. এ-র গলিত তাপমাত্রায় 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত বৃদ্ধি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছে। এবং অবশেষে হিস্টোনগুলি যার সাথে এই প্রোটিনগুলি যুক্ত এবং এর সুপারকয়েলিংয়ে সহযোগিতা করে। মেটাবলিজম হাইপারথার্মোফাইলের বিপাক প্রক্রিয়ায় প্রচুর বৈচিত্র্য রয়েছে যার মধ্যে রয়েছে কেমোলিথোআটোট্রফস এবং কেমোরগানোহেটেরোট্রফস, যদিও ফটোট্রফিক হাইপারথার্মোফাইলগুলি জানা যায় না। সুগার ক্যাটাবলিজমের মধ্যে রয়েছে এন্টনার-ডাউডোরফ পথের অ-ফসফরিলেটেড সংস্করণ, এমবডেন-মেয়ারহফ পথের কিছু পরিবর্তিত সংস্করণ, ক্যানোনিকাল এমবডেন-মেয়ারহফ পথ শুধুমাত্র হাইপারথার্মোফিলিক ব্যাকটেরিয়ায় উপস্থিত থাকে তবে আর্কিয়ায় নয়। চিনির ক্যাটাবলিজম সম্পর্কে বেশিরভাগ তথ্য পাইরোকোকাস ফ্যুরিওসাসের পর্যবেক্ষণ থেকে এসেছে। এটি শ্বেতসার, ম্যাল্টোজ এবং সেলোবায়োজের মতো বিভিন্ন শর্করার উপর বৃদ্ধি পায়, যা কোষে একবার গ্লুকোজে রূপান্তরিত হয়, তবে তারা কার্বন এবং শক্তির উৎস হিসাবে অন্যান্য জৈব স্তরও ব্যবহার করতে পারে। কিছু প্রমাণ দেখায় যে গ্লুকোজ একটি পরিবর্তিত এম্বডেন-মেয়ারহফ পথ দ্বারা ক্যাটাবলিস করা হয়, যা ইউক্যারিওটস এবং ব্যাকটেরিয়া উভয় ক্ষেত্রে উপস্থিত সুপরিচিত গ্লাইকোলাইসিসের ক্যানোনিকাল সংস্করণ। কিছু পার্থক্য আবিষ্কৃত হয়েছে যা এই পথের প্রাথমিক বিক্রিয়ার চিনি কাইনেজ সম্পর্কিতঃ প্রচলিত গ্লুকোকিনেজ এবং ফসফোফ্রুক্টোকিনেজের পরিবর্তে, দুটি নতুন চিনি কাইনেজ আবিষ্কৃত হয়েছে। এই উৎসেচকগুলি হল এডিপি-নির্ভর গ্লুকোকিনেজ (এডিপি-জিকে) এবং এডিপি-নির্ভর ফসফোফ্রুক্টোকিনেজ (এডিপি-পিএফকে), তারা একই প্রতিক্রিয়াগুলিকে অনুঘটক করে কিন্তু এ. টি. পি-র পরিবর্তে ফসফরিল দাতা হিসাবে এডিপি ব্যবহার করে, যা এএমপি উৎপাদন করে। অভিযোজন একটি নিয়ম হিসাবে, হাইপারথার্মোফাইলগুলি 50 ডিগ্রি সেলসিয়াস বা তার নিচে প্রসারিত হয় না, কিছু 80 বা 90 ডিগ্রির নিচেও হয় না। যদিও তারা পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় বৃদ্ধি করতে অক্ষম, তারা বহু বছর ধরে সেখানে বেঁচে থাকতে সক্ষম। তাদের সাধারণ বৃদ্ধির প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে, হাইপারথার্মোফাইলগুলি যে কোনও গরম জলযুক্ত স্থানে, এমনকি মঙ্গল এবং ইউরোপার মতো অন্যান্য গ্রহ এবং চাঁদেও বৃদ্ধি পেতে পারে। থার্মোফাইল-হাইপারথার্মোফাইলগুলি তাদের কোষগুলিকে তাপের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার জন্য বিভিন্ন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, বিশেষত কোষ প্রাচীর, প্লাজমা ঝিল্লি এবং এর জৈব অণু (ডিএনএ, প্রোটিন ইত্যাদি): তাদের দীর্ঘ-শৃঙ্খলের প্লাজমা ঝিল্লিতে উপস্থিতি এবং ব্যাকটেরিয়ায় স্যাচুরেটেড ফ্যাটি অ্যাসিড এবং আর্কিয়ায় "ইথার" বন্ড (ডাইথার বা টেট্রেথার)। কিছু আর্কিয়ায় ঝিল্লিটির একটি একস্তর কাঠামো রয়েছে যা তার তাপ প্রতিরোধকে আরও বাড়িয়ে তোলে। গ্রোইএস এবং গ্রোইএল চ্যাপেরোনগুলির অতিরিক্ত অভিব্যক্তি যা কোষীয় চাপের পরিস্থিতিতে প্রোটিনের সঠিক ভাঁজ করতে সহায়তা করে যেমন তাপমাত্রা যেখানে তারা বৃদ্ধি পায়। পটাসিয়াম ডাইফসফোগ্লিসারেটের মতো যৌগগুলির সংগ্রহ যা ডি. এন. এ-তে রাসায়নিক ক্ষতি (ডিপুরিনেশন বা ডিপিরিমিডিনেশন) প্রতিরোধ করে। শুক্রাণুর উৎপাদন যা ডিএনএ, আরএনএ এবং রাইবোজোমকে স্থিতিশীল করে। একটি ডি. এন. এ বিপরীত ডি. এন. এ জাইরেজের উপস্থিতি যা ইতিবাচক সুপারকয়েলিং তৈরি করে এবং তাপের বিরুদ্ধে ডি. এন. এ-কে স্থিতিশীল করে। α-হেলিক্স অঞ্চলে উচ্চ উপাদানযুক্ত প্রোটিনের উপস্থিতি, তাপ প্রতিরোধী। ডিএনএ মেরামত হাইপারথার্মোফিলিক আর্কিয়ার ডিএনএ ক্ষতির সাথে মোকাবিলা করার জন্য বিশেষ কৌশল রয়েছে বলে মনে হয় যা এই জীবগুলিকে অন্যান্য জীব থেকে আলাদা করে। এই কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে হোমোলোগাস রিকম্বিনেশনে (একটি ডিএনএ মেরামত প্রক্রিয়া) নিযুক্ত মূল প্রোটিনের একটি অপরিহার্য প্রয়োজনীয়তা, নিউক্লিওটাইড ছেদন মেরামতের ডিএনএ মেরামত প্রক্রিয়ার আপাত অভাব এবং মিউটস/মিউটএল হোমোলোগের (ডিএনএ মিসম্যাচ মেরামত প্রোটিন) অভাব। নির্দিষ্ট হাইপারথার্মোফাইল আর্কিয়া স্ট্রেইন 121, প্রশান্ত মহাসাগরে 121 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বসবাসকারী একটি আর্কিয়ন। পাইরোলোবাস ফুমারি, আটলান্টিক হাইড্রোথার্মাল ভেন্টে 113 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বসবাসকারী একটি আর্কিয়ন। পাইরোকোকাস ফ্যুরিওসাস, একটি আর্কিয়ন যা 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বৃদ্ধি পায়, ইতালিতে একটি আগ্নেয়গিরির ভেন্টের কাছে প্রথম আবিষ্কৃত হয়। আর্কিয়োগ্লোবাস ফুলগিডাস মিথেনোকোকাস জান্নাসচিই এরোপিরাম পারনিক্স সালফোলোবাস মিথেনোপিরাস ক্যান্ডলেরি স্ট্রেন 116, একটি সেন্ট্রাল ইন্ডিয়ান রিজ-এ 80-122 ডিগ্রি সেলসিয়াসের একটি আর্কিয়ন। গ্রাম-নেগেটিভ ব্যাকটেরিয়া অ্যাকুইফেক্স এইওলিকাস জিওথার্মোব্যাকটেরিয়াম ফেরিরেডুসেন্স, যা ইয়েলোস্টোন জাতীয় উদ্যানের অবসিডিয়ান পুলে 65-100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বৃদ্ধি পায়। থার্মোটোগা, বিশেষ করে থার্মোটোগা মারিটিমা আরও দেখুন মেসোফাইল সাইক্রোফাইল থার্মোফাইল হাইপারথার্মোফিলিক আর্কিয়ার অনন্য বৈশিষ্ট্য আরও পড়ুন কতটা গরম খুব গরম? টি-লিমিট এক্সপিডিশন থার্মোফাইল গিজার