Bacterial stress response
பாக்டீரியா அழுத்த பதில் பாக்டீரியாக்கள் அவற்றின் உடனடி சூழலில் பாதகமான மற்றும் ஏற்ற இறக்கமான நிலைமைகளைத் தக்கவைக்க உதவுகிறது. பல்வேறு பாக்டீரியா வழிமுறைகள் வெவ்வேறு சுற்றுச்சூழல் மாற்றங்களை அங்கீகரித்து பொருத்தமான பதிலை ஏற்றுகின்றன. ஒரு பாக்டீரியா செல் பல்வேறு வகையான அழுத்தங்களுக்கு ஒரே நேரத்தில் வினைபுரியும் மற்றும் பல்வேறு அழுத்த மறுமொழி அமைப்புகள் உலகளாவிய ஒழுங்குமுறை நெட்வொர்க்குகளின் சிக்கலான மூலம் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்கின்றன. பாக்டீரியாக்கள் பல்வேறு சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளின் கீழ் உயிர்வாழ முடியும், மேலும் இந்த பாதகமான மற்றும் மாறிவரும் நிலைமைகளை சமாளிக்க, பாக்டீரியாக்கள் மாற்றங்களை உணர்ந்து, மரபணு வெளிப்பாடு மற்றும் புரத செயல்பாட்டில் பொருத்தமான பதில்களை ஏற்ற வேண்டும். பாக்டீரியாவில் உள்ள மன அழுத்த பதில் வெளிப்புற தூண்டுதலை எதிர்க்கும் கூறுகளின் சிக்கலான வலையமைப்பை உள்ளடக்கியது. பாக்டீரியாக்கள் பல்வேறு வகையான அழுத்தங்களுக்கு ஒரே நேரத்தில் வினைபுரியும் மற்றும் பல்வேறு அழுத்த மறுமொழி அமைப்புகள் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்கின்றன (குறுக்கு பேச்சு). உலகளாவிய ஒழுங்குமுறை அமைப்புகளின் சிக்கலான நெட்வொர்க் ஒருங்கிணைந்த மற்றும் பயனுள்ள பதிலுக்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த ஒழுங்குமுறை அமைப்புகள் பல்வேறு நிபந்தனைகளின் கீழ் செல்லுலார் சமநிலையின் ஸ்திரத்தன்மையை பராமரிக்கும் அதிக விளைவுகளின் வெளிப்பாட்டை நிர்வகிக்கின்றன. இந்த அமைப்புகளில் சேப்பரோன்கள் போன்ற உடனடி பதில்களும், புரத உற்பத்தி, தாமதம் மற்றும் பிறவற்றைக் கட்டுப்படுத்த டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் ஒழுங்குமுறை போன்ற மெதுவான பதில்களும் அடங்கும். நோய்க்கிருமி உயிரினங்களின் வீரியத்தில் மன அழுத்த மறுமொழி அமைப்புகள் முக்கிய பங்கு வகிக்க முடியும். மறைந்த நிலைக்குள் நுழைவது போன்ற அவர்களின் மன அழுத்த மறுமொழி அமைப்புகள், புரவலன் அல்லது பிற சுற்றுப்புறங்களுக்குள் உள்ள மன அழுத்த நிலைமைகளைத் தக்கவைக்க அனுமதிக்கும். வெப்பநிலை, pH, ஊட்டச்சத்துக்கள், உப்புகள் மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம் ஆகியவற்றில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு பதிலளிக்கும் ஒழுங்குமுறை அமைப்புகள் உள்ளன. பதிலளிப்பு நிலை என்பது சூழலில் ஏற்படும் மாற்றத்தின் அளவை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மன அழுத்த நிலைமைகளின் கீழ் மாற்றங்கள் நிகழும்போது பதில் மிக அதிகமாக இருக்கும், இந்த விஷயத்தில் கட்டுப்பாட்டு நெட்வொர்க்குகள் மன அழுத்த மறுமொழி அமைப்புகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த அமைப்புகள் புரோக்கரியோட்டுகளுக்குள் மிகவும் ஒத்தவை மற்றும் சில அமைப்புகள், குறிப்பாக வெப்ப அதிர்ச்சி பதில், யூகாரியோட்டுகள் மற்றும் ஆர்க்கியாவில் பாதுகாக்கப்படுகின்றன. அமைப்புகள் மிகவும் ஒத்திருந்தாலும், அவை செயல்படுத்தப்படும் நிலைமைகள் உயிரினத்திற்கு உயிரினத்திற்கு பெரிதும் வேறுபடுகின்றன. சுற்றுச்சூழல் மாற்றத்திற்கான பதிலைச் செயல்படுத்தும் அமைப்புகள் பல கட்டுப்பாட்டு கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்த கட்டுப்பாட்டு கூறுகள் ஒரு மரபணுவிற்கு குறிப்பிட்டதாக இருக்கலாம் அல்லது அவை ஒரு பெரிய மரபணுக்களின் குழுவைக் கட்டுப்படுத்தலாம். கட்டுப்பாட்டு கூறுகள் ஒரு பெரிய குழு மரபணுக்களைக் கட்டுப்படுத்தும்போது அது ரெகுலேகான் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு ஒழுங்குமுறை என்பது ஒரே கட்டுப்பாட்டு முறையால் கட்டுப்படுத்தப்படும் மரபணுக்களின் குழுவாகும். ஒரு தூண்டுதல் என்பது ஒரே நிலைக்கு பதில்களை வெளிப்படுத்தும் அனைத்து மரபணுக்களும் ஆகும். கட்டுப்பாட்டு கூறுகள் பட்டினி, ஸ்போரோலேஷன் மற்றும் பிற பல்வேறு சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளின் போது மரபணுக்களின் வெளிப்பாட்டை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன. மன அழுத்தங்களின் வகைகள் பாக்டீரியாவில் மன அழுத்த பதிலைத் தூண்டக்கூடிய ஒரு மன அழுத்தம் உயிர்வாழ்வதற்கான சிறந்த நிலைமைகளுக்கு வெளியே எந்த நிலையிலும் இருக்கலாம். உயிரணுக்களுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும் அழுத்தங்கள் தான் வலுவான பதில்களை சட்டவிரோதமாக்கும். அத்தகைய அழுத்தங்களில் ஒன்று எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் மற்றும் எதிர்வினை குளோரின் இன இரசாயனங்கள் கிருமிநாசினிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த பிரிவில் சோடியம் ஹைபோகுளோரைட் (NaOCl) அல்லது வீட்டு ப்ளீச் அடங்கும். இந்த இரசாயனங்கள் பாக்டீரியா சவ்வு, புரதங்களின் சிதைவு மற்றும் அமினோ அமிலங்கள், நியூக்ளிக் அமிலங்கள் மற்றும் கொழுப்புகள் போன்ற உயிரணு மூலக்கூறுகளுடன் குறுக்கீடு போன்ற பல்வேறு அமைப்புகளுக்கு விரிவான செல்லுலார் சேதத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. செல்லுலார் சுவாசத்திற்கு சாதகமான எலக்ட்ரான் ஏற்பி இல்லாதது மற்றொரு வகை அழுத்தமாக இருக்கலாம். மிகவும் சாதகமான ஆற்றல் உற்பத்தியில் இருந்து நைட்ரேட் போன்ற குறைந்த சாதகமான உற்பத்திக்கு மாறுவது, செல் உருவவியல் மற்றும் செல்லுலார் சவ்வின் கலவையை மாற்றுவதற்கான ஒரு ஆய்வில் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஆக்ஸிஜனேற்றிகள், ஊட்டச்சத்து இழப்பு, ஹைப்போ/ஹைப்பர்-ஓஸ்மோலாரிட்டி, தீவிர pH, தீவிர வெப்பநிலை மற்றும் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு பொருட்கள் ஆகியவை பிற வகையான அழுத்தங்களில் அடங்கும். இந்த அழுத்தங்களின் பட்டியல் விரிவானதல்ல, ஏனெனில் வரையறையின்படி அழுத்தங்கள் ஒரு செல்லுக்கு சாதகமாக இல்லாத எதையும் மற்றும் எல்லாவற்றையும் கொண்டிருக்கலாம். பதில்களின் வகைகள் பாக்டீரியா உயிரணுக்களுக்கு சேதம் விளைவிக்கும் சூழ்நிலைகளுக்கு எதிராக நடைமுறைக்கு வரும் ஒரு ஆரம்ப மன அழுத்த மறுமொழி அமைப்புகள் சேப்பரோன்கள் ஆகும். சேப்பரோன்கள் புரதங்கள் ஆகும், அவை மற்ற புரதங்களை அவற்றுடன் பிணைப்பதன் மூலம் அவற்றின் சரியான இணக்கங்களில் வைத்திருக்க பொறுப்பாகும். பாதுகாப்பின் முதல் வரிசையாக சேப்பரோன்கள் இல்லாமல், பிற மன அழுத்த மறுமொழி அமைப்புகள் புரதங்கள் சரியான நேரத்தில் சிதைவதைத் தடுக்க விரைவாக செயல்பட முடியாது. ஒரு புரதம் டினேச்சர் செய்யும் போது, அது தன்னைப் பற்றிய இடைநிலை இணக்கங்களை உருவாக்கும், மேலும் இந்த இடைநிலைகள்தான் சேப்பரோன் புரதங்களை செயல்படுத்துகின்றன. மற்றொரு முக்கிய மன அழுத்த மறுமொழி அமைப்பு டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் ரெகுலேஷன் ஆகும். பல டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் ஒழுங்குமுறை அமைப்புகள் நன்கு வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன, மற்றவை குறைவாக புரிந்து கொள்ளப்படுகின்றன, ஆனால் அவை வெவ்வேறு பாதைகள் மற்றும் தூண்டுதல்களால் செயல்படுத்தப்படலாம், மேலும் இது பெரும்பாலான தூண்டுதல்களுக்கு பொதுவான பதிலாகும். ஆர்என்ஏவில் எந்தப் பிரிவுகள் படியெடுக்கப்படுகின்றன என்பதைக் கட்டுப்படுத்த டிஎன்ஏவின் ஊக்குவிப்பு பகுதிகளுடன் புரதங்கள் பிணைக்கப்படுவது இதில் அடங்கும். வெவ்வேறு ஆர்என்ஏ டிரான்ஸ்கிரிப்ட்களின் செறிவு பின்னர் தூண்டுதலின் விளைவுகளைத் தணிக்கும் புரதங்களை உற்பத்தி செய்யும் புரதங்களின் உற்பத்திக்கு சாதகமாக மாற்றப்படுகிறது. இருப்பினும், இந்த அமைப்பு உயிரணுவின் மொழிபெயர்ப்பு திறனால் மட்டுப்படுத்தப்படலாம். எம்ஆர்என்ஏவை புரதமாக மாற்றுவதற்கான ரைபோசோமல் வேகம் விரைவாக இருந்தால் மட்டுமே டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் மாற்றங்கள் பயனுள்ளதாக இருக்கும். இது அழுத்தங்களுக்கு விரைவாக எதிர்வினையாற்றும் பாக்டீரியாவின் திறனில் ஒரு தடையாக இருக்கலாம், மேலும் ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தம் போன்ற சில அழுத்தங்கள் ரைபோசோம்களின் செயல்பாட்டைத் தடுக்கலாம். சாதகமற்ற, ஆனால் உயிருக்கு ஆபத்தான நிலைமைகளின் கீழ் ஏற்படக்கூடிய ஒரு மன அழுத்த பதில், ஒரு பயோஃபில்மின் உருவாக்கம் ஆகும். இந்த பதிலில், பாக்டீரியா செல்கள் ஒரு மேற்பரப்பில் ஒட்டிக்கொள்ளும் திறனை மேம்படுத்துவதன் மூலம் பாக்டீரியா காலனிக்கு ஆதரவை வழங்கக்கூடிய ஒரு படலத்தை உருவாக்க செல்லுலார் பாலிமெரிக் பொருட்களை சுரக்க முடியும். மற்றொரு பொதுவான மன அழுத்த பதில் தாமதம் ஆகும். ஒரு மறைந்த நிலையில், ஒரு செல் அதன் வளர்சிதை மாற்றத்தை மெதுவாக்கி கிட்டத்தட்ட செயலற்றதாகிவிடும். இது பாக்டீரியா எதிர்ப்பு முகவர்கள், பட்டினி, ஹைபோக்ஸியா மற்றும் அமிலத்தன்மை போன்ற அழுத்தங்களால் உயிரணுவை மிகவும் குறைவாக பாதிக்கிறது. சில பாக்டீரியாக்கள் ஒரு மறைந்த நிலையில் நுழைய முடியும் மற்றும் ஒரு செயலில் நிலைக்கு திரும்புவதற்கு முன்பு பல ஆண்டுகள் வரை அங்கேயே இருக்க முடியும். செல்லுலார் சவ்வின் திரவத்தை குறைக்க ஒரு செல் நிறைவுறா கொழுப்பு அமிலங்களின் உற்பத்தியிலிருந்து நிறைவுற்ற கொழுப்பு அமிலங்களுக்கு மாறலாம். ஸ்ட்ரெசர் ஒரு மூலக்கூறாக இருந்தால், அது செல்லுக்குள் செல்வதை மிகவும் கடினமாக்கும். ஒட்டுமொத்த செல்லுலார் உருவவியல் ஒரு அழுத்தத்திற்கு பதிலளிக்கும் வகையில் மாற்றப்படலாம். பாக்டீரியாவில் மற்ற சில முக்கியமான அழுத்த மறுமொழி அமைப்புகள் பின்வருமாறுஃ வெப்ப அதிர்ச்சி மறுமொழி, சிக்மா காரணி சிக்மாவால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது 32 உறை அழுத்த மறுமொழி, முக்கியமாக சிக்மா காரணி சிக்மா ஈ மற்றும் சிபிஎக்ஸ் இரு-கூறு அமைப்பு குளிர் அதிர்ச்சி மறுமொழியால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இது ஆர்என்ஏ சேப்பரோன்கள் மற்றும் ரைபோசோமல் காரணிகளின் வெளிப்பாட்டை நிர்வகிக்கிறது (பி) பிபிஜிபி-சார்ந்த கடுமையான பதில், இது செல்லுலார் புரத தொகுப்பு திறனைக் குறைக்கிறது மற்றும் ஊட்டச்சத்து குறைப்பு வெப்ப அதிர்ச்சி பதில் மீது மேலும் உலகளாவிய பதில்களைக் கட்டுப்படுத்துகிறது பாக்டீரியாவில் வெப்ப-அதிர்ச்சி பதில் அதிக வெப்பநிலை நிலைகளில் செல்லுலார் செயல்முறைகளுக்கு எந்த சேதத்தையும் நிறுத்த உதவுகிறது. அதிக வெப்பநிலைக்கு பதிலளிக்கும் விதமாக, சேப்பரோன்கள் மற்றும் புரோட்டியேஸ்கள் உள்ளிட்ட வெப்ப-அதிர்ச்சி புரதங்கள் பாக்டீரியாவிற்குள் உள்ள புரதங்களின் சிதைவிலிருந்து பாதுகாக்க விரைவாக தூண்டப்படுகின்றன. இந்த சேப்பரோன்கள் உயரும் வெப்பநிலையிலிருந்து பாதுகாக்க உயிரணுக்களுக்குள் புரதங்களை மடிப்பதற்கு உதவுகின்றன. பெரும்பாலான பாக்டீரியா விகாரங்களில், சிக்மா காரணி-32 (32) வெப்ப-அதிர்ச்சி பதிலை ஒழுங்குபடுத்துவதற்கு பொறுப்பாகும். சிக்மா காரணி-32 ஆர். பி. ஓ. எச் மரபணுவால் குறியிடப்பட்டு வெப்ப-அதிர்ச்சி மரபணுக்களின் மேல்நோக்கி அமர்ந்திருக்கிறது. உறை அழுத்த பதில் இரண்டு-கூறு சமிக்ஞை கடத்தல் (2சிஎஸ்டி) அமைப்பு பாக்டீரியா உயிரணுவை அமைப்பிற்குள் மன அழுத்தத்தை உணர அனுமதிக்கிறது. உயிரணுவின் உள் சவ்வில் காணக்கூடிய ஹிஸ்டிடின் கைனேஸ் மன அழுத்தத்தைக் கண்டறிகிறது. ஹிஸ்டிடின் கைனேஸ் முதலில் கண்டறியப்பட்டவுடன் ஏற்படும் ஆட்டோபாஸ்போரிலேஷன் காரணமாக ஏற்படும் மன அழுத்தத்தைக் கண்டறிகிறது. அழுத்தம் கண்டறியப்பட்டவுடன், அமைப்பு ஒரு சைட்டோபிளாஸ்மிக் ரெஸ்பான்ஸ் ரெகுலேட்டருக்கு நகர்கிறது. செல் ஒரு பாஸ்பேட் குழுவில் இருப்பதால் இது ஏற்படுகிறது, ஆனால் இந்த புதிய ரெஸ்பான்ஸ் ரெகுலேட்டர் ஒரு டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் காரணி போல செயல்படத் தொடங்கும். இதன் பொருள் என்னவென்றால், மரபணுக்களைப் பார்க்கும்போது வெளிப்படுத்தப்படுவதை இது மாற்றத் தொடங்கும். சி. பி. எக்ஸ் புரதங்களைப் பார்க்கும்போது இது குறிப்பாக உண்மை, இது புரதம் தவறான வழியில் மடிவதைத் தடுக்க உதவுகிறது அல்லது இல்லை. மற்ற செல்லுலார் செயல்முறைகளைப் பார்க்கும்போது வேறு எந்த சேதமும் இருக்காது என்பதை உறுதிப்படுத்தவும் சிபிஎக்ஸ் புரதங்கள் உதவுகின்றன. குளிர் அதிர்ச்சி பதில் பாக்டீரியாக்கள் மிகக் குறைந்த மற்றும் குளிர்ந்த வெப்பநிலையில் இருக்கும்போது, அவை ஐந்து மணி நேர கால கட்டத்தைக் கொண்டிருக்கும், இதனால் அவை வளராது. பாக்டீரியா தழுவிக்கொள்ள முயற்சிக்கும் விதம் குழந்தை அதிர்ச்சி புரதங்களை உருவாக்குவதன் மூலம் ஆகும், அவை ஐந்து மணி நேர கட்டத்தில் கட்டுப்படுத்தப்படும் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் காரணிகளாக இருக்கும். இந்த ஐந்து மணி நேர காலம் முடிந்ததும், பாக்டீரியா மீண்டும் வளரத் தொடங்கும், ஆனால் அது மிகவும் மெதுவான விகிதத்தில் இருக்கும். இந்த புரதங்கள் பாக்டீரியாக்கள் தொடர்ந்து வளர்ந்து குறைந்த வெப்பநிலையில் உயிர்வாழ உதவும். சி. எஸ். பி. ஏ எனப்படும் ஒரு புரதம் முதலில் ஈ. கோலியில் காணப்பட்டது, மேலும் இது கண்டுபிடிக்கப்பட்ட முதல் குளிர் அதிர்ச்சி புரதங்களில் ஒன்றாகும், மேலும் இது ஒற்றை இழையுள்ள ஆர்என்ஏ என்று அறியப்படுகிறது. இது டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் மற்றும் மொழிபெயர்ப்பு செயல்முறைகளுக்கு உதவுகிறது, குரோமோசோமின் ஒடுக்கமும் ஏற்படலாம். இதன் பொருள் செல்கள் முன்கூட்டியே மைட்டோசிஸின் இடைப்பட்ட நிலைக்குச் செல்லும். நியூக்ளியோயிட்டின் ஒரு அமைப்பும் இருக்கும், இது செல்லில் உள்ள இன்ட்ராசெல்லுலர் மற்றும் எக்ஸ்ட்ராஸெல்லுலர் காரணிகள் ஆகும். கடைசியாக, பாக்டீரியாவின் உயிர்வாழ்வைப் பொறுத்தவரை ஒரு மேம்பாடு உள்ளது, இது உயிரணு உயிர்வாழத் தேவையான உணவு மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்களைப் பெற உதவுகிறது பாக்டீரியா ஹீட் ஷாக் ரெஸ்பான்ஸ் கோல்ட் ஷாக் ரெஸ்பான்ஸ் ரெஃபரன்ஸ் பாக்டீரியாலஜி