Thermococcus
વર્ગીકરણમાં, થર્મોકોકસ એ થર્મોકોકેસી કુટુંબમાં થર્મોફિલિક આર્કિયાની એક જાતિ છે. થર્મોકોકસ જાતિના સભ્યો સામાન્ય રીતે અનિયમિત આકારની કોક્કોઇડ પ્રજાતિઓ છે, જે કદમાં 0.6 થી 2.0 માઇક્રોન વ્યાસની હોય છે. થર્મોકોકસની કેટલીક પ્રજાતિઓ સ્થિર હોય છે, અને કેટલીક પ્રજાતિઓ ગતિશીલતા ધરાવે છે, જેમાં ફ્લેગેલાનો ઉપયોગ તેમની હિલચાલની મુખ્ય રીત તરીકે થાય છે. આ ફ્લેજેલા સામાન્ય રીતે જીવતંત્રના ચોક્કસ ધ્રુવ પર અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ હિલચાલ ચોક્કસ જીવતંત્રના આધારે ઓરડામાં અથવા ઊંચા તાપમાને જોવા મળી છે. કેટલીક પ્રજાતિઓમાં, આ સુક્ષ્મસજીવો એકત્રિત થઈ શકે છે અને સફેદ-ગ્રે તકતીઓ બનાવી શકે છે. થર્મોકોકસ હેઠળની પ્રજાતિઓ સામાન્ય રીતે 60 અને 105 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વચ્ચેના તાપમાને ખીલે છે, ક્યાં તો કાળા ધૂમ્રપાન કરનારાઓ (હાઇડ્રોથર્મલ છીદ્રો) અથવા તાજા પાણીના ઝરણાઓની હાજરીમાં. આ પ્રજાતિની પ્રજાતિઓ સખત રીતે એનારોબ્સ છે, અને થર્મોફિલિક છે, જે વિવિધ ઊંડાણોમાં જોવા મળે છે, જેમ કે સમુદ્રની સપાટીથી 2500 મીટર નીચે હાઇડ્રોથર્મલ વેન્ટ્સમાં, પણ ભૂઉષ્મીય ઝરણાઓમાં પાણીની સપાટીથી સેન્ટીમીટર નીચે પણ જોવા મળે છે. આ સજીવો 5.6-7.9 ના pH સ્તરે ખીલે છે. આ જાતિના સભ્યો જાપાનના સમુદ્રથી લઈને કેલિફોર્નિયાના દરિયાકિનારા સુધીના વિશ્વના ઘણા હાઇડ્રોથર્મલ વેન્ટ સિસ્ટમ્સમાં જોવા મળે છે. સોડિયમ ક્લોરાઇડનું મીઠું સામાન્ય રીતે આ સ્થળોએ 1%-3% સાંદ્રતામાં હાજર હોય છે, પરંતુ આ સજીવો માટે તે જરૂરી સબસ્ટ્રેટ નથી, કારણ કે એક અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે થર્મોકોકસના સભ્યો ન્યુઝીલેન્ડમાં તાજા ગરમ પાણીની પ્રણાલીમાં રહે છે, પરંતુ તેમને વૃદ્ધિ માટે લિથિયમ આયનોની ઓછી સાંદ્રતાની જરૂર પડે છે. થર્મોકોકસના સભ્યોને હેટરોટ્રોફિક, કેમોટ્રોફિક તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે, અને તે ઓર્ગેનોટ્રોફિક સલ્ફેનોજેન્સ છે; જેમાં એમિનો એસિડ, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અને પાયરુવેટ જેવા કાર્બનિક એસિડ સહિત મૂળભૂત સલ્ફર અને કાર્બન સ્રોતોનો ઉપયોગ થાય છે. ફિલોજેની મેટાબોલિઝમ મેટાબોલિકલી, થર્મોકોકસ એસપીપી. તેમણે યુકેરીયોટ્સ અને પ્રોકેરીયોટ્સથી ગ્લાયકોલિસિસનું એક અલગ સ્વરૂપ વિકસાવ્યું છે. આ સજીવો માટે ચયાપચય માર્ગનું એક ઉદાહરણ પેપ્ટાઇડ્સનું ચયાપચય છે, જે ત્રણ તબક્કામાં થાય છેઃ પ્રથમ, પેપ્ટાઇડ્સનું એમિનો એસિડમાં હાઇડ્રોલાઇસીસ પેપ્ટિડેઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે, પછી એમિનો એસિડનું કેટો એસિડમાં રૂપાંતર એમિનોટ્રાન્સફેરેઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે, અને અંતે CO2 ઓક્સિડેટીવ ડીકાર્બોક્સિલેશન અથવા કેટો એસિડમાંથી ચાર અલગ અલગ ઉત્સેચકો દ્વારા મુક્ત થાય છે, જે અન્ય મહત્વપૂર્ણ ચયાપચય માર્ગોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સહઉત્સેચક A વ્યુત્પન્ન ઉત્પન્ન કરે છે. થર્મોકોકસ પ્રજાતિઓમાં એન્ઝાઇમ રુબિસ્કો (રિબ્યુલોઝ-1,5-બિસ્ફોસ્ફેટ કાર્બોક્સિલેઝ/ઓક્સિજનેઝ) પણ હોય છે, જે થર્મોકોકસ કોડાકેરેન્સિસમાં ન્યુક્લિક એસિડના ચયાપચયમાં સામેલ ઉત્સેચકોમાંથી બનાવવામાં આવે છે, જે દર્શાવે છે કે આ ચયાપચય પ્રણાલીઓ ખરેખર આ હાયપરથર્મોફિલિક સુક્ષ્મસજીવો માટે કેટલી સંકલિત છે. કેટલાક પોષક તત્ત્વો થર્મોકોકસ કોષની વૃદ્ધિને મર્યાદિત કરે છે. થર્મોકોકલ પ્રજાતિઓમાં કોષના વિકાસને સૌથી વધુ અસર કરતા પોષક તત્ત્વો કાર્બન અને નાઇટ્રોજનના સ્રોતો છે. થર્મોકોકલ પ્રજાતિઓ ચયાપચયની રીતે તમામ જરૂરી એમિનો એસિડ ઉત્પન્ન કરતી નથી, તેથી કેટલાકને પર્યાવરણ દ્વારા પ્રદાન કરવું પડે છે જેમાં આ સજીવો ખીલે છે. આમાંના કેટલાક જરૂરી એમિનો એસિડ લ્યુસીન, આઇસોલ્યુસીન અને વેલિન (શાખા-સાંકળ એમિનો એસિડ) છે. જ્યારે થર્મોકોકસ પ્રજાતિઓને આ એમિનો એસિડ સાથે પૂરક બનાવવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ તેમને ચયાપચય કરી શકે છે અને એસિટિલ-કોએ અથવા સક્સિનિલ-કોએ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જે સેલ્યુલર વૃદ્ધિ અને શ્વસન માટે જરૂરી અન્ય ચયાપચય માર્ગોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મહત્વપૂર્ણ અગ્રદૂત છે. થર્મોકોકસ ઓન્યુરિનિયસમાં પ્યુરિન ન્યુક્લિયોટાઇડ બાયોસિન્થેસિસ માટે જનીનનો અભાવ છે અને આમ તેની પ્યુરિન જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે પર્યાવરણીય સ્રોતો પર આધાર રાખે છે. આજની ટેકનોલોજી સાથે, થર્મોકોકસના સભ્યોને પ્રયોગશાળાઓમાં વિકસાવવા પ્રમાણમાં સરળ છે, અને તેથી તેમને એક્સ્ટ્રેમોફાઇલ્સના શારીરિક અને પરમાણુ માર્ગોનો અભ્યાસ કરવા માટે આદર્શ સજીવો ગણવામાં આવે છે. થર્મોકોકસ કોડાકેરેન્સિસ એ થર્મોકોકસ પ્રજાતિના નમૂનાનું એક ઉદાહરણ છે, એક સુક્ષ્મસજીવો જેમાં તેના સમગ્ર જીનોમની તપાસ કરવામાં આવી છે અને તેની નકલ કરવામાં આવી છે. થર્મોકોકલ પ્રજાતિઓ 60 થી 80 ડિગ્રી સેલ્સિયસની વચ્ચે વૃદ્ધિ કરી શકે છે, જે તેમને નવા જળઉષ્મીય વાતાવરણમાં વસવાટ કરનારા પ્રથમ સજીવો બનવા માટે એક મહાન પર્યાવરણીય લાભ આપે છે. કેટલીક થર્મોકોકલ પ્રજાતિઓ ચયાપચય અને શ્વસનના ઉત્પાદનો તરીકે CO2, H2 અને H2S ઉત્પન્ન કરે છે. આ અણુઓના પ્રકાશનનો ઉપયોગ પછી અન્ય ઓટોટ્રોફિક પ્રજાતિઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે હાઇડ્રોથર્મલ માઇક્રોબાયલ સમુદાયોની વિવિધતામાં મદદ કરે છે. આ પ્રકારની સતત સંવર્ધન સંસ્કૃતિ ઊંડા સમુદ્રમાં જળઉષ્મીય છિદ્રોના પર્યાવરણમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, જે સૂચવે છે કે થર્મોકોકી મેટાબોલાઇટ વિનિમય દ્વારા અન્ય સજીવો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જે ઓટોટ્રોફ્સના વિકાસને ટેકો આપે છે. થર્મોકોકસ પ્રજાતિઓ કે જે બહુવિધ હાઇડ્રોજેનેસિસ (CO-આધારિત હાઇડ્રોજેનેસિસ સહિત) ના ઉપયોગથી H2 મુક્ત કરે છે તેને જળ-વાયુ પરિવર્તન પ્રતિક્રિયાઓ માટે સંભવિત જૈવિક ઉત્પ્રેરક તરીકે ગણવામાં આવે છે. પરિવહન પદ્ધતિઓ થર્મોકોકસ પ્રજાતિઓ કુદરતી રીતે ડીએનએ લેવા અને હોમોલોગસ પુનઃસંયોજન દ્વારા તેમના જીનોમમાં દાતા ડીએનએનો સમાવેશ કરવામાં સક્ષમ છે. આ પ્રજાતિઓ પટલ ફોલ્લાઓ (એમ. વી.) ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જે સૌથી બાહ્ય સેલ્યુલર પટલમાંથી ઉભરતા દ્વારા રચાય છે, જે ડીએનએને પોતાને અથવા આસપાસના પ્રજાતિઓમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે પડોશી આર્કિયા પ્રજાતિઓમાંથી પ્લાઝમિડ મેળવી અને મેળવી શકે છે. આ એમ. વી. સમૂહમાં કોષોમાંથી સ્ત્રાવ થાય છે, નેનોસ્ફિયર અથવા નેનોટ્યુબ્સ બનાવે છે, જે આંતરિક પટલને સતત રાખે છે. ડીએનએ ટ્રાન્સફર માટેની ક્ષમતા અને હોમોલોગસ પુનઃસંયોજન દ્વારા પ્રાપ્તકર્તા જિનોમમાં દાતા ડીએનએનું એકીકરણ આર્કિયામાં સામાન્ય છે અને પ્રાપ્તકર્તા કોષોમાં ડીએનએ નુકસાનને સુધારવા માટે અનુકૂલન હોવાનું જણાય છે (જુઓ આર્કિયા પેટા વિભાગ "જીન ટ્રાન્સફર અને આનુવંશિક વિનિમય"). થર્મોકોકસ પ્રજાતિઓ સંખ્યાબંધ એમ. વી. નું ઉત્પાદન કરે છે, જે ડીએનએ, મેટાબોલાઇટ્સ અને કેટલીક પ્રજાતિઓમાં ઝેર પણ સ્થાનાંતરિત કરે છે; વધુમાં, આ એમ. વી. આ મેક્રોમોલેક્યુલ્સને સંરક્ષિત વાતાવરણમાં સ્થાનાંતરિત કરીને થર્મોડિગ્રેડેશન સામે તેમની સામગ્રીનું રક્ષણ કરે છે. એમ. વી. વાયરલ કણોને કબજે કરીને ચેપને પણ અટકાવે છે. મેક્રોમોલેક્યુલ્સના પરિવહનની સાથે, થર્મોકોકસ પ્રજાતિઓ એકબીજા સાથે વાતચીત કરવા માટે એમવીનો ઉપયોગ કરે છે. વધુમાં, આ એમ. વી. નો ઉપયોગ ચોક્કસ પ્રજાતિઓ (થર્મોકોકસ કોલેસેન્સ) દ્વારા એકત્રીકરણ ક્યારે થવું જોઈએ તે સૂચવવા માટે થાય છે, તેથી આ સામાન્ય રીતે એકકોશિક સૂક્ષ્મજીવો એક વિશાળ એક કોષમાં ભળી શકે છે. એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે થર્મોકોકસ કોડાકેરેન્સિસમાં ચાર વાયરસ જેવા સંકલિત જનીન ઘટકો છે જેમાં સબટિલિસિન જેવા સેરીન પ્રોટીઝ અગ્રદૂત હોય છે. આજની તારીખે, થર્મોકોકસ એસપીપી, પી. એ. વી. ઈ. 1 અને ટી. પી. વી. 1 માંથી માત્ર બે વાયરસ અલગ કરવામાં આવ્યા છે. આ વાયરસ તેમના યજમાનોમાં વાહક સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ટી. કોડાકારેન્સીસમાં ડીએનએ પ્રતિકૃતિ અને વિસ્તરણની પ્રક્રિયાનો વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. ડીએનએ પરમાણુ એક ગોળાકાર માળખું છે જેમાં લંબાઈમાં આશરે 20 લાખ આધાર જોડીઓ હોય છે, અને તેમાં 2,000 થી વધુ સિક્વન્સ હોય છે જે પ્રોટીન માટે કોડ કરે છે. ભવિષ્યની ટેકનોલોજી થર્મોકોકસમાંથી એક ઉત્સેચક, ટી. પી. એ.-એસ. ડી. એન. એ. પોલિમરેઝ, ટેક પોલિમરેઝ કરતાં લાંબી અને ઝડપી પોલિમરેઝ સાંકળ પ્રતિક્રિયા (પી. સી. આર.) માં વધુ કાર્યક્ષમ હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. ટી. કે.-એસ. પી., ટી. કોડાકેરેન્સિસનું અન્ય એન્ઝાઇમ, અસામાન્ય પ્રિયોન પ્રોટીન (પી. આર. પી. એસ. સી.) ને ઘટાડી શકે છે; પ્રિયોન એ ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા પ્રોટીન છે જે તમામ સજીવોમાં જીવલેણ રોગોનું કારણ બની શકે છે. ટી. કે.-એસ. પી. વ્યાપક સબસ્ટ્રેટ વિશિષ્ટતા દર્શાવે છે, અને પ્રયોગશાળાના સેટિંગમાં ઝડપથી અધોગતિ પામેલા પ્રિયોન દર્શાવે છે. આ એન્ઝાઇમને ફોલ્ડ કરવા માટે કેલ્શિયમ અથવા અન્ય કોઈ સબસ્ટ્રેટની જરૂર નથી, તેથી અત્યાર સુધીના અભ્યાસોમાં તે ખૂબ જ ક્ષમતા દર્શાવે છે. ટી. ઓનુરિનિયસના ફોસ્ફોસેરિન ફોસ્ફેટેઝ (પી. એસ. પી.) ઉત્સેચક પર વધારાના અભ્યાસોનું સંકલન કરવામાં આવ્યું છે, જે પી. એસ. પી. પ્રવૃત્તિના નિયમનમાં આવશ્યક ઘટક પ્રદાન કરે છે. આ માહિતી દવા કંપનીઓ માટે ઉપયોગી છે, કારણ કે અસામાન્ય પી. એસ. પી. પ્રવૃત્તિ ચેતાતંત્રના સેરીન સ્તરમાં મોટા ઘટાડા તરફ દોરી જાય છે, જેના કારણે ચેતાતંત્રના રોગો અને ગૂંચવણો થાય છે. થર્મોકોકસ એસપીપી. બાયોલીચિંગમાં તેમની ચોક્કસ ક્ષમતાઓને કારણે સોનાની ખાણકામની કાર્યક્ષમતામાં 95 ટકા સુધીનો વધારો કરી શકે છે. આ પણ જુઓ આર્કિયા જાતિના સંદર્ભોની યાદી વધુ વાંચન બાહ્ય કડીઓ બેક્ડાઇવ ખાતે થર્મોકોકસ-બેક્ટેરિયલ ડાયવર્સિટી મેટાડેટેબેઝ આર્કિયા જાતિ