Thermococcus
درجہ بندی میں، تھرموکوکس تھرموکوکیسی خاندان میں تھرموفیلک آرکیا کی ایک جینس ہے۔ جینس تھرموکوکس کے اراکین عام طور پر بے قاعدہ شکل کے کوکوڈ پرجاتیوں کے ہوتے ہیں، جن کا قطر 0.6 سے 2.2 مائیکرو میٹر تک ہوتا ہے۔ تھرموکوکس کی کچھ انواع غیر متحرک ہیں، اور کچھ انواع میں حرکت پذیری ہوتی ہے، جس میں فلاجیلا کو ان کی نقل و حرکت کا بنیادی طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ فلیجیلا عام طور پر حیاتیات کے ایک مخصوص قطب پر موجود ہوتے ہیں۔ یہ حرکت مخصوص جاندار کے لحاظ سے کمرے میں یا زیادہ درجہ حرارت پر دیکھی گئی ہے۔ کچھ انواع میں، یہ مائکروجنزم جمع ہو سکتے ہیں اور سفید سرمئی تختیاں بنا سکتے ہیں۔ تھرموکوکس کے تحت انواع عام طور پر 60 اور 105 ڈگری سیلسیس کے درمیان درجہ حرارت پر پروان چڑھتی ہیں، یا تو سیاہ تمباکو نوشی کرنے والوں (ہائیڈروتھرمل وینٹ)، یا میٹھے پانی کے چشموں کی موجودگی میں۔ اس نسل کی انواع سختی سے اینیروبس ہیں، اور تھرموفیلک ہیں، جو مختلف گہرائیوں میں پائے جاتے ہیں، جیسے کہ سمندر کی سطح سے 2500 میٹر نیچے ہائیڈرو تھرمل وینٹ میں، بلکہ جیوتھرمل اسپرنگس میں پانی کی سطح سے سینٹی میٹر نیچے بھی۔ یہ جاندار 5.6-7.9 کی پی ایچ سطح پر پروان چڑھتے ہیں۔ اس نسل کے ارکان دنیا کے بہت سے ہائیڈرو تھرمل وینٹ سسٹمز میں پائے گئے ہیں، بشمول جاپان کے سمندروں سے لے کر کیلیفورنیا کے ساحلوں تک۔ سوڈیم کلورائد نمک عام طور پر ان مقامات پر 1%-3% ارتکاز پر موجود ہوتا ہے، لیکن یہ ان حیاتیات کے لیے مطلوبہ سبسٹریٹ نہیں ہے، جیسا کہ ایک تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ تھرموکوکس کے اراکین نیوزی لینڈ میں تازہ گرم پانی کے نظام میں رہتے ہیں، لیکن انہیں نشوونما کے لیے لیتھیم آئنوں کی کم ارتکاز کی ضرورت ہوتی ہے۔ تھرموکوکس کے اراکین کو ہیٹروٹروفک، کیموٹروفک کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، اور یہ آرگینوٹروفک سلفانوجینز ہیں جو عنصر سلفر اور کاربن کے ذرائع بشمول امینو ایسڈ، کاربوہائیڈریٹ، اور نامیاتی ایسڈ جیسے پائروویٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ فائیلوجینی میٹابولزم میٹابولک طور پر، تھرموکوکس ایس پی پی۔ انہوں نے یوکیریوٹس اور پروکیریوٹس سے گلائکولیسس کی ایک مختلف شکل تیار کی ہے۔ ان حیاتیات کے لیے میٹابولک راستے کی ایک مثال پیپٹائڈز کا میٹابولزم ہے، جو تین مراحل میں ہوتا ہے: پہلے، پیپٹائڈز کا امینو ایسڈ میں ہائیڈرولیسس پیپٹائڈس کے ذریعے اتپریرک ہوتا ہے، پھر امینو ایسڈ کو کیٹو ایسڈ میں تبدیل کرنا امینو ٹرانسفرس کے ذریعے اتپریرک ہوتا ہے، اور آخر میں CO2 آکسیڈیٹیو ڈیکاربسیلیشن یا کیٹو ایسڈ سے چار مختلف انزائموں کے ذریعے خارج ہوتا ہے، جو کوینزیم A مشتقات تیار کرتا ہے جو دیگر اہم میٹابولک راستوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ تھرموکوکس پرجاتیوں میں انزائم روبیسو (ربولوز-1,5-بسفاسفیٹ کاربوکسیلیز/آکسیجنیز) بھی ہوتا ہے، جو تھرموکوکس کوڈاکارینسیس میں نیوکلک ایسڈ کے میٹابولزم میں شامل انزائموں سے بنایا جاتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ یہ میٹابولک نظام واقعی ان ہائپر تھرموفیلک مائکروجنزموں کے لیے کتنے مربوط ہیں۔ کچھ غذائی اجزاء تھرموکوکس سیل کی نشوونما کو محدود کر رہے ہیں۔ تھرموکوکل پرجاتیوں میں خلیوں کی نشوونما کو سب سے زیادہ متاثر کرنے والے غذائی اجزاء کاربن اور نائٹروجن کے ذرائع ہیں۔ چونکہ تھرموکوکل انواع میٹابولک طور پر تمام ضروری امینو ایسڈ پیدا نہیں کرتی ہیں، اس لیے کچھ کو اس ماحول کے ذریعے فراہم کرنا پڑتا ہے جس میں یہ جاندار پھلتے پھولتے ہیں۔ ان میں سے کچھ ضروری امینو ایسڈ لیوسین، آئسولیسین، اور ویلائن (برانچڈ چین امینو ایسڈ) ہیں۔ جب تھرموکوکس پرجاتیوں کو ان امینو ایسڈ کے ساتھ ضمیمہ کیا جاتا ہے، تو وہ ان کو میٹابولائز کر سکتے ہیں اور ایسیٹیل-سی او اے یا سوکینیل-سی او اے تیار کر سکتے ہیں، جو سیلولر نمو اور سانس لینے کے لیے ضروری دیگر میٹابولک راستوں میں استعمال ہونے والے اہم پیش رو ہیں۔ تھرموکوکس اونیورینس میں پیورین نیوکلیوٹائڈ بائیوسنتھیس کے لیے جین کی کمی ہوتی ہے اور اس طرح وہ پیورین کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ماحولیاتی ذرائع پر انحصار کرتا ہے۔ آج کی ٹیکنالوجی کے ساتھ، تھرموکوکس کے اراکین کو لیبارٹریوں میں بڑھانا نسبتا آسان ہے، اور اس وجہ سے انہیں ایکسٹریموفائلز کے جسمانی اور سالماتی راستوں کا مطالعہ کرنے کے لیے نمونہ جاندار سمجھا جاتا ہے۔ تھرموکوکس کوڈاکارینسیس ایک ماڈل تھرموکوکس پرجاتیوں کی ایک مثال ہے، ایک مائکروجنزم جس میں اس کے پورے جینوم کی جانچ پڑتال اور نقل کی گئی ہے۔ ماحولیات تھرموکوکل انواع 60 اور 80 ڈگری سیلسیس کے درمیان بڑھ سکتی ہیں، جس سے انہیں نئے ہائیڈرو تھرمل ماحول کو آباد کرنے والے پہلے جاندار ہونے کا ایک بڑا ماحولیاتی فائدہ ملتا ہے۔ کچھ تھرموکوکل انواع میٹابولزم اور تنفس کی مصنوعات کے طور پر CO2، H2، اور H2S پیدا کرتی ہیں۔ ان مالیکیولز کی ریلیزز کو پھر دیگر آٹوٹروفک پرجاتیوں کے ذریعہ استعمال کیا جاتا ہے، جس سے ہائیڈروتھرمل مائکروبیل کمیونٹیز کے تنوع میں مدد ملتی ہے۔ اس قسم کی مسلسل افزودگی ثقافت گہرے سمندر کے ہائیڈرو تھرمل وینٹ کی ماحولیات میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ تھرموکوکی میٹابولائٹ تبادلے کے ذریعے دوسرے حیاتیات کے ساتھ تعامل کرتا ہے، جو آٹوٹروفس کی نشوونما میں معاون ہے۔ تھرموکوکس پرجاتیوں جو متعدد ہائیڈروجنز (بشمول CO-منحصر ہائیڈروجنز) کے استعمال سے H2 کو جاری کرتی ہیں، کو پانی-گیس شفٹ رد عمل کے لیے ممکنہ بائیو کیٹالسٹ سمجھا جاتا ہے۔ ٹرانسپورٹیشن میکانزم تھرموکوکس پرجاتیوں قدرتی طور پر ڈی این اے لینے اور ڈونر ڈی این اے کو ہومولوگس ریکومبینیشن کے ذریعے اپنے جینوم میں شامل کرنے کے قابل ہیں۔ یہ انواع جھلی کے پھپھوندی (ایم وی ایس) پیدا کر سکتی ہیں، جو سب سے بیرونی سیلولر جھلیوں سے ابھر کر بنتی ہیں، جو ڈی این اے کو خود یا آس پاس کی انواع میں منتقل کرنے کے لیے پڑوسی آرکیا پرجاتیوں سے پلازمیڈز کو پکڑ اور حاصل کر سکتی ہیں۔ یہ ایم وی خلیوں سے کلسٹرز میں خارج ہوتے ہیں، نینوسفیرز یا نینو ٹیوبز بناتے ہیں، اندرونی جھلیوں کو مسلسل رکھتے ہیں۔ ڈی این اے کی منتقلی اور ڈونر ڈی این اے کو وصول کنندہ کے جینوم میں ہومولوگس ریکومبینیشن کے ذریعے ضم کرنے کی اہلیت آرکیا میں عام ہے اور وصول کنندہ کے خلیوں میں ڈی این اے کے نقصان کی مرمت کے لیے موافقت معلوم ہوتی ہے (آرکیا سب سیکشن "جین ٹرانسفر اینڈ جینیٹک ایکسچینج" دیکھیں)۔ تھرموکوکس پرجاتیوں سے متعدد ایم وی پیدا ہوتے ہیں، جو کچھ پرجاتیوں میں ڈی این اے، میٹابولائٹس، اور یہاں تک کہ زہریلے مادوں کو منتقل کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، یہ ایم وی ان میکرو مالیکیولز کو محفوظ ماحول میں منتقل کرکے اپنے مواد کو تھرموڈیگریڈیشن سے بچاتے ہیں۔ ایم وی وائرل ذرات کو پکڑ کر انفیکشن کو بھی روکتے ہیں۔ میکرو مالیکیولز کی نقل و حمل کے ساتھ ساتھ، تھرموکوکس کی انواع ایک دوسرے سے بات چیت کرنے کے لیے ایم وی کا استعمال کرتی ہیں۔ مزید برآں، یہ ایم وی ایک مخصوص نوع (تھرموکوکس کولیسینس) کے ذریعہ اس بات کی نشاندہی کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں کہ کب جمع ہونا چاہیے، لہذا یہ عام طور پر ایک خلیے والے مائرو آرگنزم ایک بڑے پیمانے پر ایک خلیے میں ضم ہو سکتے ہیں۔ یہ اطلاع دی گئی ہے کہ تھرموکوکس کوڈاکارینسیس میں وائرس جیسے چار مربوط جین عناصر ہوتے ہیں جن میں سبٹیلسین جیسے سیرین پروٹیز پریکسرز ہوتے ہیں۔ آج تک، تھرموکوکس ایس پی پی، پی اے وی ای 1 اور ٹی پی وی 1 سے صرف دو وائرس الگ کیے گئے ہیں۔ یہ وائرس اپنے میزبانوں میں کیریئر حالت میں موجود ہوتے ہیں۔ ٹی کوڈاکارینسیس میں ڈی این اے کی نقل اور لمبائی کے عمل کا بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے۔ ڈی این اے مالیکیول ایک سرکلر ڈھانچہ ہے جس کی لمبائی تقریبا 20 لاکھ بیس جوڑوں پر مشتمل ہوتی ہے، اور اس میں 2,000 سے زیادہ ترتیبات ہوتے ہیں جو پروٹین کے لیے کوڈ ہوتے ہیں۔ مستقبل کی ٹیکنالوجی تھرموکوکس کا ایک انزائم، ٹی پی اے-ایس ڈی این اے پولیمریز، ٹاک پولیمریز کے مقابلے طویل اور تیز رفتار پولیمریز چین ری ایکشن (پی سی آر) میں زیادہ موثر پایا گیا ہے۔ ٹی کے-ایس پی، ٹی کوڈاکارینسیس کا ایک اور انزائم، غیر معمولی پریئن پروٹین (پی آر پی ایس سی) کو خراب کر سکتا ہے ؛ پریئن غلط فولڈ شدہ پروٹین ہیں جو تمام حیاتیات میں مہلک بیماریوں کا سبب بن سکتے ہیں۔ ٹی کے-ایس پی وسیع سبسٹریٹ کی خاصیت کو ظاہر کرتا ہے، اور لیب کی ترتیب میں تیزی سے انحطاط پذیر پرائنز کو ظاہر کرتا ہے۔ اس انزائم کو فولڈ کرنے کے لیے کیلشیم یا کسی دوسرے سبسٹریٹ کی ضرورت نہیں ہے، اس لیے اب تک کے مطالعات میں اس کی بڑی صلاحیت دکھائی جا رہی ہے۔ ٹی اونورینس کے فاسفوسرین فاسفیٹیس (پی ایس پی) انزائم پر اضافی مطالعات کو مربوط کیا گیا ہے، جس نے پی ایس پی سرگرمی کے ضابطے میں ایک لازمی جزو فراہم کیا۔ یہ معلومات منشیات کی کمپنیوں کے لیے مفید ہے، کیونکہ غیر معمولی پی ایس پی سرگرمی اعصابی نظام کی سیرین کی سطح میں بڑی کمی کا باعث بنتی ہے، جس سے اعصابی بیماریاں اور پیچیدگیاں پیدا ہوتی ہیں۔ تھرموکوکس ایس پی پی۔ بائیولیچنگ میں اپنی مخصوص صلاحیتوں کی وجہ سے سونے کی کان کنی کی کارکردگی کو 95 فیصد تک بڑھا سکتے ہیں۔ مزید پڑھیں بیرونی روابط بیک ڈائیو میں تھرموکوکس-بیکٹیریل ڈائیورسٹی میٹا ڈیٹا بیس آرکیا جنرا