पेनिसिलियम

पेनिसिलियम एस्कोमाइकोटा कवक का एक जीनस है जो कई प्रजातियों के माइकोबायोम का हिस्सा है और प्राकृतिक वातावरण में, भोजन को खराब करने में, और भोजन और दवा उत्पादन में प्रमुख महत्व रखता है।

जीनस के कुछ सदस्य पेनिसिलिन का उत्पादन करते हैं, एक अणु जिसका उपयोग एंटीबायोटिक के रूप में किया जाता है, जो कुछ प्रकार के जीवाणुओं को मारता है या उनके विकास को रोकता है। अन्य प्रजातियों का उपयोग पनीर बनाने में किया जाता है। डिक्शनरी ऑफ द कुकुरमुत्ता (10वां संस्करण, 2008) के अनुसार, व्यापक जीनस में 300 से अधिक प्रजातियां शामिल हैं।

वर्गीकरण
जीनस का वर्णन पहली बार वैज्ञानिक साहित्य में जोहान हेनरिक फ्रेडरिक लिंक ने अपने 1809 के काम ऑब्ज़र्वेशनेस इन ऑर्डिनेस नेचुरल्स प्लांटारम में किया था; उन्होंने लिखा, पेनिसिलियम थैलस में घास के गुच्छे होते हैं, जो सिरे पर ब्रश की हुई सरल या सीधी उपजाऊ शाखाओं से युक्त होते हैं, जहाँ ब्रश करने का अर्थ है बारीक बालों के गुच्छे होना। लिंक में तीन प्रजातियाँ शामिल हैं- पेनिसिलियम कैंडिडम|पी। सफेद, पेनिसिलियम एक्सपैंसम|पी. एक्सपैंसम, और पेनिसिलियम ग्लौकम|पी. ग्लॉकम - जिनमें से सभी ने ब्रश जैसी कोनिडियोफोर (अलैंगिक बीजाणु-उत्पादक संरचना) का निर्माण किया। सामान्य सेब सड़न कवक पी. एक्सपैंसम को बाद में प्रजाति के रूप में चुना गया।

अपने 1979 के प्रबंध  में, जॉन आई. पिट ने पेनिसिलियम को कोनिडियोफोर आकृति विज्ञान (जीव विज्ञान) और शाखा पैटर्न के आधार पर चार उपजातियों में विभाजित किया: एस्परगिलोइड्स, बिवर्टिसिलियम, फुर्कैटम और पेनिसिलियम। सबजेनस बिवर्टिसिलियम में शामिल प्रजातियों को बाद में टालरोमाइसेस में मिला दिया गया।

प्रजाति
चयनित प्रजातियों में शामिल हैं;
 * पेनिसिलियम एल्बोकोरेमियम
 * पेनिसिलियम नारंगी-ग्रे, एक अनाज संदूषक
 * पेनिसिलियम बिलिया, जो एक कृषि इनोकुलेंट है
 * पेनिसिलियम कैमेम्बर्टी, जिसका उपयोग कैमेम्बर्ट ([[पनीर)]], ब्री पनीर और कम्बोज़ोला चीज़ के उत्पादन में किया जाता है
 * एक सफ़ेद ब्रश, जिसका उपयोग ब्री और कैमेम्बर्ट बनाने में किया जाता है। इसे पेनिसिलियम कैमेम्बर्टी के पर्यायवाची शब्द में बदल दिया गया है
 * पेनिसिलियम क्राइसोजेनम (पहले एक चिन्हित पेंसिल  के नाम से जाना जाता था), जो एंटीबायोटिक पेनिसिलिन का उत्पादन करता है
 * पेनिसिलियम क्लैविफोर्मे
 * एक सामान्य पेंसिल
 * क्रस्टी ब्रश
 * उँगलियों वाली पेंसिल, एक साइट्रस रोगज़नक़
 * पेनिसिलियम इचिनुलटम माइकोफेनोलिक एसिड का उत्पादन करता है
 * एक विस्तारित ब्रश, सेब और अन्य फलों का एक रोगज़नक़, पैटुलिन पैदा करता है
 * पेनिसिलियम चिकना
 * पेनिसिलियम इम्रानियानम
 * इटालियन पेंसिल, एक साइट्रस रोगज़नक़
 * पेनिसिलियम लैकुसारमिनेई
 * पुर्तगाली ब्रश, समुद्री आवास से पृथक
 * पेनिसिलियम पुरपुरोजेनम
 * रोक्फोर्ट ब्रश, जिसका उपयोग रोक्फोर्ट पनीर, डेनिश ब्लू चीज़, इंग्लिश ब्लू स्टिल्टन पनीर, गोर्गोन्ज़ोला चीज़ और कैम्बोज़ोला बनाने में किया जाता है।
 * पेनिसिलियम स्टोलोनिफ़ेरम
 * पेनिसिलियम उलैएन्से, एशिया में एक साइट्रस रोगज़नक़
 * पेनिसिलियम वेरुकोसम, एक अनाज संदूषक जो ऑक्रैटॉक्सिन ए का उत्पादन करता है
 * पेनिसिलियम विरिडिकटम

व्युत्पत्ति
जीनस नाम लैटिन मूल पेनिसिलम से लिया गया है, जिसका अर्थ है चित्रकार का ब्रश, और कोनिडिया की श्रृंखलाओं को संदर्भित करता है जो झाड़ू जैसा दिखता है।

विशेषताएँ
थैलस (mycelium) बहुकेंद्रीय, आमतौर पर रंगहीन हाइपहे के अत्यधिक शाखित नेटवर्क से बना होता है, जिसमें कोशिकाओं का प्रत्येक जोड़ा एक पट  द्वारा अलग होता है। प्रत्येक शाखा के अंत में कोनिडियोफोर्स होते हैं जिनके साथ हरी गोलाकार संकुचित इकाइयाँ होती हैं जिन्हें कोनिडिया कहा जाता है। ये प्रोपेग्यूल्स प्रजनन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; कोनिडिया इन कवकों की मुख्य फैलाव रणनीति है। यौन प्रजनन में एस्कोस्पोर्स का उत्पादन शामिल होता है, जो नाभिक के बंटवारे के साथ एक आर्केगोनियम और एक एथेरिडियम के संलयन से शुरू होता है। अनियमित रूप से वितरित एस्कस में प्रत्येक में आठ एककोशिकीय एस्कॉस्पोर होते हैं।

पारिस्थितिकी
पेनिसिलियम की प्रजातियाँ सर्वव्यापी मिट्टी के कवक हैं जो ठंडी और मध्यम जलवायु को पसंद करते हैं, आमतौर पर जहाँ भी कार्बनिक पदार्थ उपलब्ध होते हैं वहाँ मौजूद होते हैं। पेनिसिलियम और एस्परजिलस की मृतोपजीवी  प्रजातियां यूरोटियल्स के सबसे प्रसिद्ध प्रतिनिधियों में से हैं और मुख्य रूप से कार्बनिक बायोडिग्रेडेबल पदार्थों पर रहती हैं। आम तौर पर अमेरिका में मोल्ड (कवक) के रूप में जाना जाता है, वे भोजन खराब होने के मुख्य कारणों में से हैं, विशेष रूप से  उपजाति  पेनिसिलियम की प्रजातियां। कई प्रजातियाँ अत्यधिक विषैले मायकोटॉक्सिन का उत्पादन करती हैं। इन पेनिसिलियम प्रजातियों की बीजों और अन्य संग्रहित खाद्य पदार्थों पर उगने की क्षमता कम आर्द्रता में पनपने और बीज पर्याप्त रूप से नम होने पर हवाई फैलाव द्वारा तेजी से उपनिवेश बनाने की उनकी प्रवृत्ति पर निर्भर करती है। कुछ प्रजातियों का रंग नीला होता है, जो आमतौर पर पुरानी ब्रेड पर उगते हैं और इसे नीली रोयेंदार बनावट देते हैं।

कुछ पेनिसिलियम प्रजातियाँ पौधों के फलों और बल्बों को प्रभावित करती हैं, जिनमें पेनिसिलियम एक्सपैंसम|पी भी शामिल है। एक्सपैंसम, सेब और नाशपाती; पेनिसिलियम डिजिटेटम|पी. डिजिटेटम, खट्टे फल; और पेनिसिलियम एली|पी. लहसुन कुछ प्रजातियाँ जानवरों के लिए रोगजनक मानी जाती हैं; पेनिसिलियम कोरिलोफिलम|पी. कोरीलोफिलस, पेनिसिलियम फेलुटानम|पी. फेलुटेनम, पेनिसिलियम इम्प्लिकेटम|पी. इम्प्लिकेटम, पेनिसिलियम जैन्थिनेलम|पी. जैन्थिनेलम, पेनिसिलियम विरिडिकेटम|पी. विरिडिकेटम, और पेनिसिलियम वैक्समैनी|पी. वैक्समैनी मच्छरों के संभावित रोगजनक हैं।

पेनिसिलियम प्रजातियाँ घरों और सार्वजनिक भवनों जैसे इनडोर वातावरण की हवा और धूल में मौजूद होती हैं। कवक को आसानी से बाहर से ले जाया जा सकता है, और विकास के लिए पोषक तत्व प्राप्त करने के लिए भवन निर्माण सामग्री या संचित मिट्टी का उपयोग करके घर के अंदर विकसित किया जा सकता है। सापेक्ष आर्द्रता कम होने पर भी पेनिसिलियम की वृद्धि घर के अंदर हो सकती है, जब तक कि दी गई सतह पर पर्याप्त नमी उपलब्ध है। एक ब्रिटिश अध्ययन ने निर्धारित किया कि एस्परगिलस- और पेनिसिलियम-प्रकार के बीजाणु आवासीय संपत्तियों की इनडोर हवा में सबसे अधिक प्रचलित थे, और बाहरी स्तर से अधिक थे। यहां तक ​​कि टाइल#छत की टाइलें भी पेनिसिलियम के विकास का समर्थन कर सकती हैं - जैसा कि एक अध्ययन से पता चला है - यदि सापेक्ष आर्द्रता 85% है और टाइल्स की नमी सामग्री 2.2% से अधिक है।

कुछ पेनिसिलियम प्रजातियाँ मशीनरी और उन्हें चलाने और रखरखाव के लिए उपयोग की जाने वाली दहनशील सामग्री और स्नेहक को नुकसान पहुंचाती हैं। उदाहरण के लिए, पेनिसिलियम क्राइसोजेनम|पी. क्राइसोजेनम (पूर्व में पी. क्राइसोजेनम|पी. नोटेटम), पेनिसिलियम स्टेकी|पी. स्टेकी, पेनिसिलियम नोटेटम| पेनिसिलियम साइक्लोपियम|पी. साइक्लोपियम, और पेनिसिलियम नालगियोवेंसिस|पी. नालगियोवेंसिस ईंधन को प्रभावित करता है; पी. क्राइसोजेनम, पेनिसिलियम रूब्रम|पी. रूब्रम, और पेनिसिलियम वेरुकोसम|पी. वेरुकोसम तेल और स्नेहक को नुकसान पहुंचाता है; पेनिसिलियम रेगुलोसम|पी. रेगुलोसम ऑप्टिकल और सुरक्षात्मक ग्लास को नुकसान पहुंचाता है।

आर्थिक मूल्य
पेनिसिलियम जीनस की कई प्रजातियां पनीर और विभिन्न मांस उत्पादों के उत्पादन में केंद्रीय भूमिका निभाती हैं। विशिष्ट रूप से, फफूंदी लगा पनीर में पेनिसिलियम साँचे पाए जाते हैं। पेनिसिलियम कैमेम्बर्टी और पेनिसिलियम रोकफोरी कैमेम्बर्ट, ब्री, रोक्फोर्ट और कई अन्य चीज़ों के सांचे हैं। पेनिसिलियम नाल्गियोवेंस का उपयोग नरम साँचे में पके हुए चीज़ों में किया जाता है, जैसे कि नालज़ोवी (एलिसचाउ) पनीर, और सॉसेज और हैम के स्वाद को बेहतर बनाने के लिए, और अन्य साँचे और बैक्टीरिया द्वारा उपनिवेशण को रोकने के लिए।

खाद्य उद्योग में उनके महत्व के अलावा, पेनिसिलियम और एस्परगिलस की प्रजातियां कई जैव-तकनीकी रूप से उत्पादित एंजाइमों और अन्य मैक्रोमोलेक्यूल्स, जैसे ग्लूकोनिक एसिड, साइट्रिक एसिड और टारटरिक एसिड, साथ ही कई पेक्टिनेज, लाइपेज, के उत्पादन में काम करती हैं।  एमाइलेस , सेल्यूलेज़ और प्रोटीज़। कुछ पेनिसिलियम प्रजातियों ने विभिन्न प्रकार के पर्यावरणीय ज़ेनोबायोटिक को तोड़ने की क्षमता के कारण जैविक उपचार, विशेष रूप से mycoremediation में उपयोग की क्षमता दिखाई है।

जीनस में विभिन्न प्रकार की प्रजातियां शामिल हैं जो प्रमुख एंटीबायोटिक दवाओं के स्रोत मोल्ड हैं। पेनिसिलिन, पेनिसिलियम क्राइसोजेनम|पी द्वारा निर्मित एक दवा है। क्राइसोजेनम (पूर्व में पी. नोटेटम), 1929 में अलेक्जेंडर फ्लेमिंग द्वारा गलती से खोजा गया था, और ग्राम पॉजिटिव  बैक्टीरिया के विकास को रोकता पाया गया (बीटा लाक्टाम्स देखें)। एक एंटीबायोटिक के रूप में इसकी क्षमता का एहसास 1930 के दशक के अंत में हुआ और हावर्ड फ्लोरे और अर्न्स्ट चेन ने यौगिक को शुद्ध और केंद्रित किया। द्वितीय विश्व युद्ध में संक्रमित घावों से मर रहे सैनिकों को बचाने में दवा की सफलता के परिणामस्वरूप फ्लेमिंग, फ्लोरे और चेन ने संयुक्त रूप से 1945 में चिकित्सा में नोबेल पुरस्कार जीता।

griseofulvin एक एंटिफंगल दवा और एक संभावित कीमोथेराप्यूटिक एजेंट है इसकी खोज पेनिसिलियम ग्रिसोफुलवम|पी में की गई थी। griseofulvum. अतिरिक्त प्रजातियां जो कृत्रिम परिवेशीय  में ट्यूमर कोशिकाओं के विकास को रोकने में सक्षम यौगिकों का उत्पादन करती हैं उनमें शामिल हैं: पेनिसिलियम पिनोफिलम|पी। पिनोफिलम, पेनिसिलियम कैनेसेंस|पी. पक्का हो जानेवाला और पेनिसिलियम ग्लैब्रम|पी. चिकना

प्रजनन
हालाँकि कई यूकेरियोट्स यौन प्रजनन करने में सक्षम हैं, लेकिन ऐसा माना जाता है कि 20% कवक प्रजातियाँ विशेष रूप से अलैंगिक प्रजनन के माध्यम से प्रजनन करती हैं। हालाँकि हाल के अध्ययनों से पता चला है कि कुछ कथित अलैंगिक प्रजातियों में भी लिंग  होता है। उदाहरण के लिए, हाल ही में ब्लू पनीर उत्पादन के लिए स्टार्टर के रूप में उपयोग किए जाने वाले कवक पेनिसिलियम रोक्फोर्टी के लिए यौन क्षमता दिखाई गई थी। यह खोज, आंशिक रूप से, कार्यात्मक संभोग प्रकार (एमएटी) जीन के साक्ष्य पर आधारित थी, जो फंगल यौन संगतता में शामिल हैं, और अर्धसूत्रीविभाजन में शामिल होने वाले अधिकांश महत्वपूर्ण जीनों के अनुक्रमित जीनोम में उपस्थिति पर आधारित थी। पेनिसिलियम क्राइसोजेनम एंटीबायोटिक पेनिसिलिन के मूल और वर्तमान औद्योगिक स्रोत के रूप में प्रमुख चिकित्सा और ऐतिहासिक महत्व का है। यौन प्रजनन को प्रेरित करने के ठोस प्रयासों के बावजूद इस प्रजाति को 100 से अधिक वर्षों तक अलैंगिक माना जाता था। हालाँकि, 2013 में, बोहम एट अल। आख़िरकार पी. क्राइसोजेनम में यौन प्रजनन का प्रदर्शन किया गया।

पेनिसिलियम प्रजाति के ये निष्कर्ष अन्य यूकेरियोट प्रजातियों के अध्ययन से एकत्रित साक्ष्य के अनुरूप हैं कि सभी यूकेरियोट्स के सामान्य पूर्वज में लिंग मौजूद था। इसके अलावा, इन हालिया परिणामों से पता चलता है कि बहुत कम आनुवंशिक परिवर्तनशीलता उत्पन्न होने पर भी सेक्स को बनाए रखा जा सकता है।

2013 से पहले, जब टेलोमोर्फ, एनामॉर्फ और होलोमोर्फ#एक कवक, एक नाम|एक कवक, एक नाम नामकरण परिवर्तन प्रभाव में आया, पेनिसिलियम का उपयोग कवक के एनामॉर्फ (क्लोनल रूपों) के लिए जीनस के रूप में किया गया था और टैलारोमाइसेस का उपयोग टेलोमॉर्फ के लिए किया गया था। (यौन रूप) कवक के। हालाँकि, 2013 के बाद, कवक को एक-दूसरे से उनकी आनुवंशिकता के आधार पर पुनर्वर्गीकृत किया गया था और अब जेनेरा पेनिसिलियम और टैलारोमाइसेस दोनों में कुछ प्रजातियां शामिल हैं जो केवल क्लोनल प्रजनन में सक्षम हैं और अन्य जो यौन रूप से प्रजनन कर सकती हैं।