Competence factor
एक कोशिका की बाहरी डीएनए, या योग्यता को सफलतापूर्वक शामिल करने की क्षमता, क्षमता कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है। इन कारकों में कुछ कोशिका सतह प्रोटीन और प्रतिलेखन कारक होते हैं जो डी. एन. ए. के ग्रहण को प्रेरित करते हैं। प्राकृतिक क्षमता एक कोशिका की झिल्ली के माध्यम से बाह्य कोशिकीय डी. एन. ए. से जुड़ने और परिवहन करने और परिवर्तन नामक प्रक्रिया के माध्यम से अपने स्वयं के डी. एन. ए. में विदेशी जीनों को फिर से संयोजित करने की क्षमता है। क्षैतिज जीन स्थानांतरण इसका एक परिणाम है, जहां बैक्टीरिया जीन को किसी दिए गए वातावरण में समान पीढ़ी की प्रजातियों के बीच स्थानांतरित किया जा सकता है, और क्षमता हस्तांतरण में भाग लेने के लिए एक कोशिका की क्षमता है। यदि प्रतिकूल वातावरण में रहने वाली आबादी में एक कोशिका में एक उत्परिवर्तन होता है जिसके परिणामस्वरूप बेहतर उत्तरजीविता होती है, तो उस जीन को अन्य सक्षम कोशिकाओं में पारित किया जा सकता है ताकि समान लाभ बढ़ाया जा सके। प्लाजमिड, आमतौर पर आनुवंशिक हेरफेर में उपयोग किया जाता है, क्षैतिज जीन हस्तांतरण के माध्यम से भी साझा किया जा सकता है, जो विशेष रूप से एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी प्लाजमिड के आदान-प्रदान के संबंध में आधुनिक चिकित्सा में प्रासंगिक है। एक कोशिका की क्षमता को उसके आनुवंशिकी द्वारा निर्धारित किया जा सकता है, जो प्राकृतिक क्षमता का मामला है, या कृत्रिम क्षमता प्राप्त करने के लिए इसमें हेरफेर किया जा सकता है। दो प्रकार के क्षमता-प्रेरक फेरोमोन हैं, ये हैं कॉमेक्स और सी. एस. एफ.। कॉमएक्स एक दस एमिनो एसिड ऑलिगोपेप्टाइड है; इसके लिए दो सह-घटकों, कॉमपी, एक हिस्टिडाइन किनेज और कोएमए, एक साइटोप्लाज्मिक प्रतिक्रिया नियामक की आवश्यकता होती है। कॉमएक्स आंतरिक झिल्ली के बाहर कॉमपी से जुड़ता है; कॉमपी ऑटोफॉस्फोराइलेट्स और फॉस्फोरिक समूह को कोएमए में स्थानांतरित कर दिया जाता है। यह क्षमता मार्ग में जीन के प्रतिलेखन को सक्रिय करता है। सी. एस. एफ. एक पाँच एमिनो एसिड ओलिगोपेप्टाइड है और जी. एस. पी. मार्ग के माध्यम से निर्यात किया जाता है। सी. एस. एफ. ओलिगोपेप्टाइड पारगम्य के माध्यम से कोशिका में प्रवेश करता है और कम सांद्रता (1-5 एन. एम.) पर क्षमता मार्ग को उत्तेजित करता है; उच्च सांद्रता (> 20 एन. एम.) पर क्षमता बाधित होती है और स्पोरूलेशन को उत्तेजित किया जाता है। क्षमता के प्रकार प्राकृतिक प्रकृति में पाए जाने वाले अधिकांश बैक्टीरिया को प्राकृतिक रूप से सक्षम कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि वे आनुवंशिक रूप से विदेशी डीएनए को ग्रहण करने में सक्षम होने के लिए पूर्वनिर्धारित हैं। एक प्रयोगशाला सेटिंग में, कोशिकाओं को अक्सर एक सूक्ष्मजीव के प्राकृतिक वातावरण की स्थितियों को फिर से बनाने के प्रयास में कृत्रिम या प्रेरित क्षमता की स्थिति में मजबूर किया जाता है। बैक्टीरिया पर बलपूर्वक क्षमता दो तरीकों से की जा सकती है-एक विधि एक प्रक्रिया है जिसे कीमो-क्षमता कहा जाता है। प्रयोगशाला में, कोशिकाओं को बर्फ-ठंडे कैल्शियम क्लोराइड समाधान के साथ तैयार किया जाता है और रासायनिक रूप से सक्षम हो जाते हैं। जब इन कोशिकाओं को गर्मी से झटका लगता है (उदाहरण के लिए, 42 डिग्री सेल्सियस पर 30 सेकंड), तो वे एकल या दोहरे फंसे हुए डीएनए दोनों को लेने में सक्षम होते हैं और या तो इसे अपने जीनोम में शामिल कर सकते हैं, या डीएनए कोशिका के भीतर एक प्लास्मिड के रूप में मौजूद हो सकता है। जीवाणु क्षमता को प्रेरित करने की दूसरी विधि विद्युत-क्षमता नामक एक प्रक्रिया है, और यह कम आयनिक शक्ति बफर के साथ कोशिकाओं को तैयार करके किया जाता है। फिर इन कोशिकाओं को अधिक पारगम्य बनाने के लिए एक विद्युत शॉक के साथ इलाज किया जाता है, और यह उन्हें एकल या दोहरे फंसे हुए डीएनए को लेने और इसे अपने जीनोम में शामिल करने या कोशिका के भीतर एक प्लास्मिड के रूप में डीएनए मौजूद होने की अनुमति देता है। क्षमता निर्धारित करने वाले कारक स्ट्रेप्टोकोकस निमोनिया प्रेरक पेप्टाइड क्षमता-उत्तेजक पेप्टाइड (सी. एस. पी.) के माध्यम से अपनी क्षमता प्राप्त करते हैं। नासोफैरेन्क्स में एक निवासी के रूप में, एस. निमोनिया की एंटीबायोटिक-प्रतिरोधी प्लास्मिड लेने की क्षमता खतरनाक संक्रमण का कारण बन सकती है। एस. निमोनिया छोटे घुलनशील अणुओं को उत्सर्जित करता है जिन्हें ऑटोइंड्यूसर कहा जाता है जिसमें अन्य कोशिकाओं में आनुवंशिक क्षमता व्यक्त करने की क्षमता होती है। ऑटोइंड्यूसर का उपयोग एक प्रकार के कोरम संवेदन के रूप में किया जाता है, जो आसपास के क्षेत्र में कोशिकाओं की आबादी को "महसूस" करेगा। कैम्पिलोबैक्टर जेजुनी तब तक सक्षम नहीं है जब तक कि कोशिका द्वारा बाह्य आनुवंशिक सामग्री को कैम्पिलोबैक्टर जेजुनी डीएनए होने की पुष्टि नहीं की जाती है। इसी तरह की परिस्थितियाँ बैसिलस सबटिलिस के लिए भी होती हैं, और फिर भी क्षमता केवल कुछ मीडिया में ही विकसित होती है। पाश्चरेलेसी और निसेरियेसी प्रजातियाँ निकट रिश्तेदारों से जीन का चयन करती हैं। विनियमन एस. आर. एफ. ए. ऑपरॉन विनियमन सभी कोशिकीय घटक जो बाह्य कोशिकीय कारकों को महसूस करने में शामिल होते हैं, एस. आर. एफ. ए. ऑपरॉन को प्रभावित करते हैं। एस. आर. एफ. ए. की अभिव्यक्ति केवल अपस्ट्रीम जीन के लिए डी. एन. ए. के प्रतिलेखन की आवश्यकता को दरकिनार कर देगी। इसका मतलब है कि प्रतिलेखन डी. एन. ए. की दिशा के लिए अनन्य नहीं है जो यह सामान्य रूप से अनुसरण करता है, जिससे बाहरी डी. एन. ए. को जीनोम में प्रतिलेखित किया जा सकता है। एस. आर. एफ. ए. को एक ओपन रीडिंग फ्रेम, कॉम. एस. के साथ जोड़ा गया है। जब इस रीडिंग फ्रेम को व्यक्त किया जाता है, तो यह प्रतिलेखन कारक कॉमके को सक्रिय कर देगा। कॉमके के सक्रिय होने के बाद, प्राकृतिक क्षमता के लिए सभी आवश्यक घटकों को कूटबद्ध करने वाले जीनों का प्रतिलेखन शुरू हो जाएगा। एस. आर. एफ. ए. और सी. ओ. एम. एस. दोनों की अभिव्यक्ति योग्यता विनियमन के एक अलग चरण का प्रतिनिधित्व करती है। एस. आर. एफ. ए. के बिना, कॉम. एस. को व्यक्त नहीं किया जा सकता है। कॉमएस की अभिव्यक्ति के बिना, बाह्य डीएनए को स्वीकार करने और एकीकृत करने के लिए आवश्यक सेलुलर घटकों का प्रतिलेखन और बाद में अनुवाद नहीं किया जा सकता है। एस. निमोनिया में सीओएम-ब्लॉकर्स की क्षमता को सीओएम-ब्लॉकर्स के तंत्र के माध्यम से अवरुद्ध किया जा सकता है जो प्रोटॉन प्रेरक बल को बाधित करता है, जो एटीपी उत्पादन के लिए आवश्यक है। सी. ओ. एम.-अवरोधक ऐसे यौगिक हैं जो ल्यूसिफ़ेरेज़ की गतिविधि को रोकते हैं, और पी. आर. ओ. जी. और टी. सी. एल.-सी. ओ. एम.-अवरोधकों के दो उदाहरण-आंतरिक पी. एच. को कम करते हैं और इस प्रकार अंतःकोशिकीय पोटेशियम के स्तर को कम करते हैं। पी. आई. एम. आंतरिक पी. एच. को नहीं बदलता है, लेकिन के + के ग्रहण को प्रभावित करता है। डी. एन. ए. के लाभ, जिसमें डीऑक्सिन्यूक्लियोटाइड होते हैं, पोषण का एक सुविधाजनक स्रोत हो सकते हैं, और यदि कोशिका के अपने जीनोम में शामिल नहीं किया जाता है, तो कोशिका प्रतिकृति के लिए आवश्यक सामग्री प्रदान कर सकते हैं। अधिकांश डी. एन. ए. जिसे एक कोशिका ग्रहण करती है, वास्तव में जीनोम में शामिल नहीं किया जाता है, बल्कि टूट जाता है और पुनर्निर्मित किया जाता है। सक्षम कोशिकाएँ जो पर्यावरणीय डी. एन. ए. को अधिक आसानी से अवशोषित करती हैं, इससे बहुत लाभ उठा सकती हैं। यदि सफलतापूर्वक परिवर्तित किया जाता है, तो बैक्टीरिया शामिल डीएनए से विकासवादी लाभ प्राप्त कर सकते हैं, क्योंकि उत्परिवर्तन और बेहतर उत्तरजीविता का कारण बनने वाले जीन को इस तरह से साझा किया जा सकता है। सक्षम कोशिकाओं द्वारा डी. एन. ए. का अवशोषण भी पुनर्संयोजन के लिए एक टेम्पलेट बनाकर डी. एन. ए. की मरम्मत में योगदान कर सकता है, जिसे विशेष रूप से सल्फोलोबस एस. पी. पी. में देखा गया है। संदर्भ जीवाणु आनुवंशिकी विकासवादी जीव विज्ञान शब्दावली