Anabaena circinalis
एनाबेना सर्किनालिस ग्राम-नेगेटिव, प्रकाश संश्लेषक साइनोबैक्टीरिया की एक प्रजाति है जो दुनिया भर में ताजे पानी के वातावरण में आम है। ए. सर्किनालिस में अधिकांश वैज्ञानिक रुचि कई संभावित हानिकारक साइनोटॉक्सिन के उत्पादन के कारण है, जो उत्तेजक से लेकर घातक तक है। विकास के लिए अनुकूल परिस्थितियों में, ए. सर्किनालिस बड़े शैवाल जैसे फूल बनाता है, जो संभावित रूप से किसी क्षेत्र की वनस्पतियों और जीवों को नुकसान पहुंचाता है। आकृति विज्ञान एनाबेना सर्किनालिस एक फिलामेंटस आकृति विज्ञान प्रदर्शित करता है, प्रत्येक फिलामेंट कार्य-विशिष्ट कोशिकाओं की एक स्ट्रिंग है। कोशिका विभेदन की उपस्थिति एक महान विकासवादी छलांग थी जो साइनोबैक्टीरिया को पृथ्वी पर पहले बहुकोशिकीय जीवों में से एक के रूप में चिह्नित करती है। ए. सर्किनालिस फिलामेंट पर, सबसे अधिक संरचनाएँ वनस्पति कोशिकाएँ हैं, जो पर्यावरणीय कार्बन, पानी और सूर्य के प्रकाश से उच्च-ऊर्जा शर्करा के प्रकाश संश्लेषण के लिए जिम्मेदार हैं। प्रकाश संश्लेषण से ऊर्जा का उपयोग, आंशिक रूप से, नाइट्रोजनयुक्त यौगिकों से सेलुलर पदार्थों के जैव संश्लेषण के लिए किया जाता है। उस अवधि के दौरान जब संयुक्त नाइट्रोजन (जैसे. अमोनिया या नाइट्रेट) उपलब्ध नहीं है, ए. सर्किनालिस विषमकोशिकाओं का निर्माण करता है, बड़ी, गोल, नाइट्रोजन-फिक्सिंग कोशिकाएं हर दस से बीस कोशिकाओं या फिलामेंट पर पाई जाती हैं। हेटेरोसिस्ट पर्यावरणीय नाइट्रोजन (एन2) को अमोनिया या नाइट्रेट जैसे यौगिकों में परिवर्तित करने का कार्य करते हैं। नाइट्रोजनेज, एक ऑक्सीजन-संवेदनशील एंजाइम, इस रूपांतरण के लिए आवश्यक है। नाइट्रोजेनेस के उचित कार्य के लिए, विषमकोशिका का अंतःकोशिकीय वातावरण अवायवीय होना चाहिए, एक कार्य जो विषमकोशिका दीवार की ऑक्सीजन-पारगम्य संरचना द्वारा प्राप्त किया जाता है। हालांकि एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से काम करते हुए, वनस्पति कोशिकाएं और विषमकोशिकाएं दोनों जीव के अस्तित्व के लिए आवश्यक हैं; वनस्पति कोशिकाएं जीव को ऊर्जा से भरपूर शर्करा प्रदान करती हैं, जबकि विषमकोशिकाएं अमीनो एसिड उत्पादन और सेलुलर जैव संश्लेषण के लिए नाइट्रोजन को ठीक करती हैं। तंतुओं के साथ गैस रिक्तिकाएं भी पाई जाती हैं, विशेष डिब्बे जो ऊपर की ओर या नीचे की ओर गति प्रदान करने के लिए हवा के साथ फुलाते या विक्षेपित होते हैं। यह अनुकूलन ए. सर्किनालिस को एक अनुकूल गहराई पर रखता है, जो उपलब्ध सूर्य के प्रकाश, पानी के तापमान या ओ2 सांद्रता द्वारा निर्धारित होता है। इष्टतम पर्यावरणीय स्थितियों के साथ, एनाबेना सर्किनालिस अनियंत्रित रूप से बढ़ता है, जिससे बड़े फूल बनते हैं जो पानी की सतह (अंजीर) पर हरे रंग की मैल के रूप में दिखाई देते हैं। 2)। कठोर परिस्थितियों में, ए. सर्किनालिस बीजाणु जैसी कोशिकाओं का निर्माण करता है जिन्हें अकिनेटस कहा जाता है। अकिनेट कम तापमान, सूखापन और अंधेरे के लिए प्रतिरोधी हैं। अक्सर, अकिनेटस तलछट में तब तक हाइबरनेट हो जाते हैं जब तक कि पर्यावरणीय परिस्थितियाँ अंकुरण और पुनः विकास की अनुमति नहीं देती हैं। एनाबेना सर्किनालिस के उत्तरी अमेरिकी और यूरोपीय उपभेद एनाटॉक्सिन-ए का उत्पादन करते हैं, जो पहचाने गए पहले साइनोबैक्टीरियल न्यूरोटॉक्सिन में से एक है। 1950 के दशक के अंत में, दूषित पेयजल के कारण कई मवेशियों की मौत के बाद शोध शुरू हुआ। अंतर्ग्रहण से लेकर मृत्यु तक के अपेक्षाकृत कम समय के कारण, विष को अशुभ रूप से बहुत तेज मृत्यु कारक (वी. एफ. डी. एफ.) बनाया गया था। एनाटॉक्सिन-ए एक पोस्टसिनेप्टिक निकोटिनिक एगोनिस्ट के रूप में कार्य करता है, जो न्यूरोमस्कुलर जंक्शनों पर एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर्स से जुड़ता है। हालांकि, एसिटाइलकोलाइन के विपरीत, एनाटॉक्सिन-ए कोलीनस्टेरेस द्वारा अपघटित नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप मांसपेशियों में लगातार संकुचन होता है। यह व्यवधान समन्वय हानि, पक्षाघात, मांसपेशियों में ऐंठन, सांस की तकलीफ और संभवतः मृत्यु के रूप में प्रस्तुत करता है। जैविक विषाक्तता के अलावा, एनाबेना सर्किनालिस खिलने से वाणिज्यिक मछली पकड़ने के क्षेत्रों, जल-उपचार सुविधाओं और मनोरंजक जलमार्गों को बाधित करने की क्षमता है। इसमें विषाक्तता की निगरानी की उच्च लागत को जोड़ें, और यह स्पष्ट है कि एनाबेना सर्किनालिस का हानिकारक आर्थिक प्रभाव भी हो सकता है। ऑस्ट्रेलिया के कुछ ताजे पानी के वातावरण में, ए. सर्किनालिस को लकवाग्रस्त शेलफिश टॉक्सिन (पी. एस. टी.) का उत्पादन करने के लिए जाना जाता है, एक न्यूरोटॉक्सिन जो कुछ समुद्री डिनोफ्लाजेलेट में भी पाया जाता है। गंभीर पी. एस. टी. नशा के परिणामस्वरूप एक संभावित घातक बीमारी हो सकती है जिसे लकवाग्रस्त शेलफिश विषाक्तता (पी. एस. पी.) के रूप में जाना जाता है। पी. एस. टी. ज़हरों के एक वर्ग में होते हैं जिन्हें सैक्सिटॉक्सिन के रूप में जाना जाता है, जो प्राकृतिक रूप से उत्पादित सबसे विषाक्त पदार्थों में से हैं। सैक्सिटॉक्सिन विषाक्तता सोडियम और पोटेशियम चैनलों के अवरोध के साथ शुरू होती है, जिससे जल्दी से तंत्रिका क्रिया क्षमता में कमी, शिथिल पक्षाघात, श्वसन गिरफ्तारी और अंततः मृत्यु हो जाती है। फाइलोजेनी भौगोलिक स्थिति के बावजूद, ए. सर्किनालिस मोनोफाइलेटिक हैं, जो लगभग 1 से 2 अरब साल पहले एक साइनोबैक्टीरियल पूर्वज से विकसित हुए हैं। चूंकि पी. एस. टी.-उत्पादक ए. सर्किनालिस रूपात्मक रूप से गैर-पी. एस. टी. उपभेदों के समान है, इसलिए इन आबादी को आगे उपविभाजित करने के प्रयास किए जा रहे हैं। ऐतिहासिक रूप से, पी. सी. आर. प्राइमर को 16एस आर. आर. एन. ए. को अलग करने और विश्लेषण करने के लिए नियोजित किया गया है, जो साइनोबैक्टीरियल राइबोसोमल सबयूनिट का एक अत्यधिक संरक्षित क्षेत्र है। हालांकि, आर. पी. ओ. सी. 1 जीन में आधार भिन्नताओं पर ध्यान केंद्रित करने वाले नए परीक्षण जीनस और प्रजाति दोनों स्तरों पर अधिक सटीक साबित हुए हैं। यह सटीकता ए. सर्किनालिस प्रजातियों के बीच पी. एस. टी. की उपस्थिति या अनुपस्थिति का तेजी से सटीक निर्धारण प्रदान करती है। एनाबेना सर्किनालिस (और इसी तरह की प्रजातियों) द्वारा उत्पादित विषाक्त पदार्थ कई अलग-अलग अनुरूपों में होते हैं, जिनमें से प्रत्येक विषाक्तता में भिन्न होते हैं। जैव परिवर्तन प्रयोगों ने अत्यधिक विषाक्त पी. एस. टी. के कम विषाक्त रूपों में रासायनिक रूपांतरण में विश्वास दिखाया है। यह प्रक्रिया खतरनाक खिलने वाले फूलों को अपूरणीय क्षति पहुँचाने से पहले उन्हें विषमुक्त करने का एक तरीका प्रदान कर सकती है। इसके अतिरिक्त, पी. एस. टी. के कुछ रूपों ने विभिन्न पुरानी चिकित्सा स्थितियों के लिए लंबे समय तक चलने वाले एनेस्थेटिक्स के रूप में वादा दिखाया है। संयुक्त राज्य अमेरिका की सेना ने 1950 के दशक से सैक्सिटॉक्सिन पर शोध किया है, जिसमें विष एजेंट टीजेड का नामकरण किया गया है। 1960 में, रूसी हवाई क्षेत्र पर अब-कुख्यात 'यू-2 घटना' का संचालन करते समय, सी. आई. ए. पायलट फ्रांसिस गैरी पॉवर्स के पास एक सैक्सिटॉक्सिन "आत्मघाती गोली" होने की अफवाह थी, जिसे बाद में उन्हें पकड़ने पर उपयोग नहीं करने के लिए उनकी आलोचना की गई थी। सैन्य शोधकर्ताओं ने तब से सैक्सिटॉक्सिन के एयरोसोल फैलाव को सरीन तंत्रिका गैस और रिसिन दोनों की तुलना में बहुत अधिक विषाक्तता पाया है, जिससे युद्ध के मैदान में सैक्सिटॉक्सिन का उपयोग करने की संभावना है। हालांकि, 1993 के रासायनिक हथियार सम्मेलन (सी. डब्ल्यू. सी.) ने सैक्सिटॉक्सिन को अनुसूची 1 पदार्थ के रूप में वर्गीकृत किया, जिसका अर्थ हैः सैक्सिटॉक्सिन में जैविक हथियार के रूप में या किसी अन्य हथियार के अग्रदूत के रूप में उपयोग किए जाने की क्षमता है। हथियारों के निर्माण के अलावा सैक्सिटॉक्सिन का कोई व्यावहारिक उपयोग नहीं है। सी. डब्ल्यू. सी. के अनुसार, सैक्सिटॉक्सिन सहित सभी रासायनिक हथियारों के भंडार को वर्ष 2010 तक नष्ट कर दिया जाना था। संदर्भ नोस्टोकेसी