Bacterial stress response
بیکٹیریل تناؤ کا ردعمل بیکٹیریا کو اپنے آس پاس کے منفی اور اتار چڑھاؤ والے حالات سے بچنے کے قابل بناتا ہے۔ مختلف بیکٹیریل میکانزم مختلف ماحولیاتی تبدیلیوں کو پہچانتے ہیں اور مناسب ردعمل ظاہر کرتے ہیں۔ بیکٹیریل خلیہ مختلف قسم کے تناؤ پر بیک وقت رد عمل ظاہر کر سکتا ہے اور مختلف تناؤ کے ردعمل کے نظام عالمی ریگولیٹری نیٹ ورکس کے ایک کمپلیکس کے ذریعے ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ بیکٹیریا متنوع ماحولیاتی حالات میں زندہ رہ سکتے ہیں اور ان منفی اور بدلتے ہوئے حالات پر قابو پانے کے لیے بیکٹیریا کو تبدیلیوں کا احساس کرنا چاہیے اور جین کے اظہار اور پروٹین کی سرگرمی میں مناسب ردعمل ظاہر کرنا چاہیے۔ بیکٹیریا میں تناؤ کے ردعمل میں عناصر کا ایک پیچیدہ نیٹ ورک شامل ہوتا ہے جو بیرونی محرک کا مقابلہ کرتا ہے۔ بیکٹیریا مختلف قسم کے تناؤ پر بیک وقت رد عمل ظاہر کر سکتے ہیں اور مختلف تناؤ کے ردعمل کے نظام ایک دوسرے کے ساتھ تعامل (کراس ٹاک) کرتے ہیں۔ عالمی ریگولیٹری نظاموں کا ایک پیچیدہ نیٹ ورک مربوط اور موثر ردعمل کی طرف لے جاتا ہے۔ یہ ریگولیٹری نظام مزید اثرات کے اظہار کو کنٹرول کرتے ہیں جو مختلف حالات میں سیلولر توازن کے استحکام کو برقرار رکھتے ہیں۔ ان نظاموں میں فوری ردعمل جیسے چیپرونز کے ساتھ ساتھ پروٹین کی پیداوار، تاخیر اور دیگر کو کنٹرول کرنے کے لیے ٹرانسکرپشنل ریگولیشن جیسے سست ردعمل شامل ہو سکتے ہیں۔ تناؤ کے ردعمل کے نظام پیتھوجینک حیاتیات کی شدت میں اہم کردار ادا کر سکتے ہیں۔ ان کے تناؤ کے ردعمل کے نظام، جیسے کہ پوشیدہ حالت میں داخل ہونا، انہیں میزبان یا دوسرے ماحول کے اندر تناؤ کے حالات سے بچنے کی اجازت دے سکتا ہے۔ ایسے ریگولیٹری نظام موجود ہیں جو درجہ حرارت، پی ایچ، غذائی اجزاء، نمکیات اور آکسیکرن میں ہونے والی تبدیلیوں کا جواب دیتے ہیں۔ ردعمل کی سطح ماحول میں ہونے والی تبدیلی کی مقدار پر مبنی ہوتی ہے۔ جب تناؤ کے حالات میں تبدیلیاں آتی ہیں تو ردعمل سب سے زیادہ ہوتا ہے، اس صورت میں کنٹرول نیٹ ورک کو تناؤ رسپانس سسٹم کہا جاتا ہے۔ یہ نظام پروکیریوٹس کے اندر بہت ملتے جلتے ہیں اور کچھ نظام، خاص طور پر ہیٹ شاک رسپانس، یوکیریوٹس اور آرکیا میں محفوظ ہیں۔ اگرچہ نظام انتہائی ملتے جلتے ہیں، لیکن جن حالات کے تحت وہ متحرک ہوتے ہیں وہ ہر جاندار سے بہت مختلف ہوتے ہیں۔ وہ نظام جو ماحولیاتی تبدیلی کے ردعمل کو متحرک کرتے ہیں ان میں بہت سے کنٹرول عناصر ہوتے ہیں۔ یہ کنٹرول عناصر ایک جین کے لیے مخصوص ہو سکتے ہیں یا وہ جینوں کے ایک بڑے گروپ کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔ جب کنٹرول عناصر جینوں کے ایک بڑے گروپ کو کنٹرول کرتے ہیں تو اسے ریگولن کہا جاتا ہے۔ ریگولن جینوں کا ایک گروپ ہے جو سب ایک ہی کنٹرول پیٹرن کے ذریعے ریگولیٹ ہوتے ہیں۔ محرک وہ تمام جین ہوتے ہیں جو ایک ہی حالت میں ردعمل کا اظہار کرتے ہیں۔ کنٹرول عناصر مختلف ماحولیاتی حالات کے دوران جین کے اظہار کو بھی منظم کرتے ہیں جن میں فاقہ کشی، اسپرولیشن اور دیگر شامل ہیں۔ تناؤ کی اقسام ایک تناؤ والا جو بیکٹیریا میں تناؤ کے ردعمل کو جنم دے سکتا ہے، بقا کے لیے مثالی حالات سے باہر کوئی بھی حالت ہو سکتی ہے۔ خلیات کو نقصان پہنچانے والے تناؤ والے وہ ہوتے ہیں جو سب سے مضبوط ردعمل کو غیر قانونی بناتے ہیں۔ اس طرح کا ایک تناؤ رد عمل والے آکسیجن پرجاتیوں اور رد عمل والے کلورین پرجاتیوں کے کیمیکلز کی نمائش ہے جو جراثیم کش کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ اس زمرے میں شامل سوڈیم ہائپوکلورائٹ (این اے او سی ایل)، یا گھریلو بلیچ ہے۔ یہ کیمیکل مختلف نظاموں کو وسیع پیمانے پر سیلولر نقصان پہنچاتے ہیں جیسے بیکٹیریل جھلی، پروٹین کی انحطاط، اور بائیو مالیکیولز جیسے امینو ایسڈ، نیوکلک ایسڈ، اور لپڈ کے ساتھ مداخلت۔ تناؤ کی ایک اور قسم سیلولر تنفس کے لیے سازگار الیکٹران قبول کنندہ کی عدم موجودگی ہو سکتی ہے۔ زیادہ سازگار توانائی کی پیداوار سے کم سازگار کی طرف تبدیلی، جیسے نائٹریٹ، سیلولر جھلی کی ساخت اور ساخت کو تبدیل کرنے کے لیے ایک مطالعہ میں دکھایا گیا ہے۔ تناؤ کی دیگر اقسام میں آکسیڈینٹس، غذائیت سے محرومی، ہائپو/ہائپر اوسمولاریٹی، انتہائی پی ایچ، انتہائی درجہ حرارت، اور اینٹی مائکروبیل مادہ شامل ہیں۔ تناؤ پیدا کرنے والوں کی یہ فہرست جامع نہیں ہے، کیونکہ تعریف کے مطابق تناؤ پیدا کرنے والے کچھ بھی اور ہر وہ چیز ہو سکتی ہے جو کسی خلیے کے لیے سازگار نہ ہو۔ ردعمل کی اقسام ایک ابتدائی تناؤ کے ردعمل کا نظام جو ممکنہ طور پر بیکٹیریل سیل کو نقصان پہنچانے والے حالات کے خلاف نافذ ہوگا، چیپرونز ہے۔ چیپرونز وہ پروٹین ہوتے ہیں جو دوسرے پروٹین کو ان کے ساتھ باندھ کر ان کی مناسب تشکیل میں رکھنے کے لیے ذمہ دار ہوتے ہیں۔ دفاع کی پہلی لائن کے طور پر چیپرونز کے بغیر، دیگر تناؤ کے ردعمل کے نظام پروٹین کو وقت پر انحطاط سے روکنے کے لیے اتنی تیزی سے رد عمل ظاہر نہیں کر پائیں گے۔ جب کہ ایک پروٹین بے ساختہ ہوتا ہے، یہ خود کی درمیانی تشکیلات پیدا کرے گا، اور یہ انٹرمیڈیٹس ہی ہیں جو چیپرون پروٹین کو متحرک کرتے ہیں۔ تناؤ کے ردعمل کا ایک اور بڑا نظام ٹرانسکرپشنل ریگولیشن ہے۔ بہت سے ٹرانسکرپشنل ریگولیشن سسٹم اچھی طرح سے بیان کیے گئے ہیں، جبکہ دیگر کو کم سمجھا جاتا ہے، لیکن انہیں مختلف راستوں اور محرکات کے ذریعے چالو کیا جا سکتا ہے، اور یہ زیادہ تر محرکات کا عمومی ردعمل ہے۔ اس میں جو چیز شامل ہے وہ ڈی این اے کے پروموٹر علاقوں سے منسلک پروٹین ہے تاکہ یہ منظم کیا جا سکے کہ کون سے حصے آر این اے میں نقل کیے گئے ہیں۔ اس کے بعد مختلف آر این اے نقل کے ارتکاز کو ان کی پیداوار کے حق میں تبدیل کیا جاتا ہے جو پروٹین تیار کریں گے جو محرک کے اثرات کو کم کریں گے۔ تاہم، یہ نظام خلیے کی ترجمہ کی صلاحیت سے محدود ہو سکتا ہے۔ نقل کی تبدیلیاں صرف اس صورت میں مؤثر ہو سکتی ہیں جب ایم آر این اے کو پروٹین میں ترجمہ کرنے کے لیے رائبوسومل رفتار کافی تیز ہو۔ یہ بیکٹیریا کی صلاحیت میں رکاوٹ بن سکتا ہے کہ وہ کافی تیزی سے تناؤ کا جواب دے، اور کچھ تناؤ، جیسے آکسیڈیٹیو تناؤ، رائبوسومز کے کام کو روک سکتے ہیں۔ ایک تناؤ کا ردعمل جو ایسے حالات میں ہو سکتا ہے جو غیر فائدہ مند ہیں، لیکن غیر مہلک بھی ہیں، بائیو فلم کی تخلیق ہے۔ اس ردعمل میں، بیکٹیریل خلیات ایک ایسی فلم بنانے کے لیے ایکسٹرا سیلولر پولیمرک مادہ کا اخراج کر سکتے ہیں جو بیکٹیریل کالونی کو مدد فراہم کر سکتی ہے، جیسے کہ کسی سطح پر چپکنے کی صلاحیت کو بہتر بنا کر۔ تناؤ کا ایک اور عام ردعمل تاخیر ہے۔ پوشیدہ حالتوں میں، ایک خلیہ اپنے میٹابولزم کو سست کر دے گا اور عملی طور پر غیر فعال ہو جائے گا۔ یہ خلیات کو اینٹی بیکٹیریل ایجنٹس، فاقہ کشی، ہائپوکسیا، اور تیزابیت جیسے تناؤ سے بہت کم متاثر کرتا ہے۔ کچھ بیکٹیریا ایک پوشیدہ حالت میں داخل ہونے کے قابل ہوتے ہیں اور فعال حالت میں واپس آنے سے پہلے سالوں تک وہیں رہتے ہیں۔ سیلولر جھلی کی سیالیت کو کم کرنے کے لیے سیل غیر سیر شدہ فیٹی ایسڈ کی پیداوار سے سیر شدہ فیٹی ایسڈ میں بھی منتقل ہو سکتا ہے۔ اگر تناؤ ایک مالیکیول ہے، تو اس سے اس کے لیے خلیے میں داخل ہونا مزید مشکل ہو جائے گا۔ تناؤ کے جواب میں مجموعی طور پر سیلولر مورفولوجی کو بھی تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ بیکٹیریا میں کچھ دیگر اہم تناؤ کے ردعمل کے نظام یہ ہیں: ہیٹ شاک رسپانس، سگما فیکٹر سگما 32 لفافے کے تناؤ کے ردعمل کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، جو بنیادی طور پر سگما فیکٹر سگما ای اور سی پی ایکس دو اجزاء کے نظام کولڈ شاک رسپانس کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، جو آر این اے چیپرونز اور رائبوسومل عوامل (پی) پی پی جی پی پی پر منحصر سخت ردعمل کے اظہار کو کنٹرول کرتا ہے، جو سیلولر پروٹین کی ترکیب کی صلاحیت کو کم کرتا ہے اور غذائیت کی کمی پر مزید عالمی ردعمل کو کنٹرول کرتا ہے۔ ہیٹ شاک رسپانس بیکٹیریا میں ہیٹ شاک رسپانس اعلی درجہ حرارت کے حالات میں سیلولر عمل کو ہونے والے کسی بھی نقصان کو روکنے میں مدد کرتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت کے جواب میں، گرمی کے جھٹکے والے پروٹین، بشمول چیپرونز اور پروٹیسیس بیکٹیریا کے اندر پروٹین کی انحطاط سے بچانے کے لیے تیزی سے متحرک ہوتے ہیں۔ یہ چیپرون بڑھتے ہوئے درجہ حرارت سے بچانے کے لیے خلیے کے اندر پروٹین کے فولڈنگ کو آسان بنانے میں مدد کرتے ہیں۔ زیادہ تر بیکٹیریل تناؤ میں، سگما فیکٹر-32 (32) گرمی کے جھٹکے کے ردعمل کو منظم کرنے کے لیے ذمہ دار ہے۔ سگما فیکٹر-32 کو آر پی او ایچ جین کے ذریعے انکوڈ کیا جاتا ہے اور یہ ہیٹ شاک جین کے اوپر کی طرف بیٹھتا ہے۔ لفافہ تناؤ کا ردعمل دو اجزاء والا سگنل ٹرانسڈکشن (2 سی ایس ٹی) نظام بیکٹیریل سیل کو نظام کے اندر تناؤ کا احساس کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ایک ہسٹائڈائن کینیز جو خلیے کی اندرونی جھلی میں پایا جا سکتا ہے تناؤ کا پتہ لگاتا ہے۔ ہسٹائڈائن کینیز آٹوفاسفوریلیشن کی وجہ سے تناؤ کا پتہ لگاتا ہے جو ابتدائی طور پر پتہ لگانے پر ہوتا ہے۔ ایک بار جب تناؤ کا پتہ چل جاتا ہے، تو نظام سائٹوپلاسمک رسپانس ریگولیٹر کی طرف چلا جاتا ہے۔ یہ سیل کے فاسفیٹ گروپ میں ہونے کی وجہ سے ہے، لیکن یہ نیا رسپانس ریگولیٹر ٹرانسکرپشن فیکٹر کی طرح کام کرنا شروع کر دے گا۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ یہ جینوں کو دیکھتے وقت جو ظاہر ہوتا ہے اسے تبدیل کرنا شروع کر دے گا۔ یہ خاص طور پر سچ ہے جب سی پی ایکس پروٹین کو دیکھا جائے جو پروٹین کو غلط طریقے سے جوڑنے یا بالکل نہ کرنے سے روکنے میں مدد کرتا ہے۔ سی پی ایکس پروٹین اس بات کو یقینی بنانے میں بھی مدد کرتے ہیں کہ دوسرے سیلولر عمل کو دیکھتے وقت کوئی اور نقصان نہیں ہوگا۔ کولڈ شاک رسپانس جب بیکٹیریا بہت کم اور سرد درجہ حرارت والے علاقے میں ہوتے ہیں، تو ان کا پانچ گھنٹے طویل مرحلہ ہوگا جس کی وجہ سے وہ بالکل نہیں بڑھیں گے۔ جس طرح سے بیکٹیریا موافقت کرنے کی کوشش کرتا ہے وہ چائلڈ شاک پروٹین بنا کر ہے جو نقل کے عوامل ہوں گے جنہیں پانچ گھنٹے کے مرحلے کے دوران ریگولیٹ کیا جائے گا۔ ایک بار جب یہ پانچ گھنٹے کی مدت ختم ہو جائے گی تو بیکٹیریا دوبارہ بڑھنے لگیں گے، لیکن یہ بہت سست رفتار سے ہوگا۔ یہ پروٹین بیکٹیریا کو بڑھتے رہنے اور کم درجہ حرارت پر زندہ رہنے میں مدد کریں گے۔ سی ایس پی اے نامی ایک پروٹین اصل میں ای کولی میں پایا گیا تھا اور یہ دریافت ہونے والے پہلے کولڈ شاک پروٹین میں سے ایک کے طور پر جانا جاتا ہے اور اسے سنگل اسٹرینڈڈ آر این اے کے طور پر جانا جاتا ہے۔ یہ نقل اور ترجمہ کے عمل میں مدد کرتا ہے، کروموسوم کا ارتکاز بھی ہو سکتا ہے جو اس کے ساتھ ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ خلیات قبل از وقت مائٹوسس کے انٹرفیس مرحلے پر جائیں گے۔ نیوکلیوئڈ کی ایک تنظیم بھی ہوگی جس میں خلیے میں انٹرا سیلولر اور ایکسٹرا سیلولر عوامل ہوتے ہیں۔ اور آخر میں، جب بیکٹیریا کی بقا کی بات آتی ہے تو اس میں اضافہ ہوتا ہے جو خلیے کو زندہ رہنے کے لیے درکار خوراک اور غذائی اجزاء حاصل کرنے میں مدد کرتا ہے۔ یہ بھی دیکھیں بیکٹیریا ہیٹ شاک رسپانس کولڈ شاک رسپانس حوالہ جات بیکٹیریاولوجی