हेलोआर्किया

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colspan=2 style="text-align: center; background-color: rgb(195,245,250)" | हेलोआर्किया
File:Halobacteria.jpg
Halobacterium sp. strain NRC-1, each cell about 5 µm in length.
colspan=2 style="min-width:15em; text-align: center; background-color: rgb(195,245,250)" | Scientific classification
Domain:
Archaea
Kingdom:
Euryarchaeota
Phylum:
Euryarchaeota
Class:
Halobacteria

Grant et al. 2002
colspan=2 style="text-align: center; background-color: rgb(195,245,250)" | Order
colspan=2 style="text-align: center; background-color: rgb(195,245,250)" | Synonyms
  • Halomebacteria Cavalier-Smith 2002
  • Haloarchaea DasSarma and DasSarma 2008

हेलोआर्किया (हेलोफिलिक आर्किया, हेलोफिलिक आर्कबैक्टीरिया, हेलोबैक्टीरिया)[1] यूरियारियोपोटा का एक वर्ग (जीव विज्ञान) हैं,[2] पानी में पाए जाने वाले संतृप्त और असंतृप्त यौगिक या लगभग नमक से संतृप्त। हेलोजीवाणु को अब बैक्टीरिया के बजाय आर्किया के रूप में पहचाना जाता है और यह सबसे बड़े समूहों में से एक है। डोमेन (जीव विज्ञान) आर्किया के अस्तित्व का एहसास होने से पहले जीवों के इस समूह को 'हेलोबैक्टीरिया' नाम दिया गया था, और वर्गीकरण नियमों के अनुसार वैध होने पर, इसे अद्यतन किया जाना चाहिए। [3] हेलोफिलिक आर्किया को प्रायः हेलोफिलिक बैक्टीरिया से अलग करने के लिए हेलोआर्किया कहा जाता है।

ये सूक्ष्मजीव हेलोफाइल जीवों में से हैं, जिन्हें बढ़ने के लिए उच्च नमक सांद्रता की आवश्यकता होती है, अधिकांश प्रजातियों को विकास और अस्तित्व के लिए 2.0M NaCl से अधिक की आवश्यकता होती है।[4] वे आर्किया की एक अलग विकासवादी शाखा हैं जो ईथर से जुड़े लिपिड के कब्जे और उनके सेल की दीवारों में म्यूरिन की अनुपस्थिति से प्रतिष्ठित हैं।

हेलोआर्किया सेलुलर श्वसन/ एरोबिक श्वसन या अवायवीय रूप से विकसित हो सकता है। हैलोआर्किया की जैविक झिल्लियों के हिस्से बैंगनी रंग के होते हैं,[5] और हेलोआर्किया के बड़े फूल लाल रंग के दिखाई देते हैं, पिगमेंट बैक्टीरियो रोडोप्सीन से, रेटिना पिगमेंट रोडोप्सिन से संबंधित है, जिसका उपयोग यह क्लोरोफिल-आधारित प्रकाश संश्लेषण से असंबंधित प्रक्रिया द्वारा प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने के लिए करता है।

हेलोआर्किया में फॉस्फोरस को घुलनशील बनाने की क्षमता होती है। फॉस्फोरस-घुलनशील हेलोफिलिक आर्किया अति लवणीय मिट्टी में उगने वाली वनस्पति के लिए पी (फॉस्फोरस) पोषण में अच्छी भूमिका निभा सकता है। हेलोआर्किया का अनुप्रयोग अत्यधिक लवणीय क्षेत्रों में उगने वाली फसलों के लिए इनोक्युलेंट के रूप में भी हो सकता है।[6]

वर्गीकरण

आर्किया के अत्यंत हेलोफिलिक, एरोबिक सदस्यों को हेलोबैक्टीरियासी परिवार के भीतर वर्गीकृत किया गया है, हेलोबैक्टीरिया को कक्षा III में क्रमबद्ध किया गया है। फ़ाइलम यूरीआर्कियोटा का हेलोबैक्टीरिया (प्रोकैरियोट्स के सिस्टमैटिक्स पर अंतर्राष्ट्रीय समिति, हेलोबैक्टीरियासी के वर्गीकरण पर उपसमिति)। मई 2016 तक, हेलोबैक्टीरियासी परिवार में 50 जेनेरा में 213 प्रजातियां सम्मिलित हैं।

गुप्ता एट अल।[7][8] हेलोबैक्टीरिया के वर्ग को तीन क्रमों में विभाजित करता है।

फाइलोजेनी

वर्तमान में स्वीकृत वर्गीकरण नामकरण में स्थायी (एलपीएसएन) के साथ प्रोकैरियोटिक नामों की सूची पर आधारित है।[9] और जैव प्रौद्योगिकी सूचना के लिए राष्ट्रीय केंद्र (एनसीबीआई)।[10]

16एस आरआरएनए-आधारित एलटीपी_01_2022 53 मार्कर प्रोटीन आधारित जीटीडीबी 07-आरएस207[11][12][13]
 
 

Halobacteriaceae 2 *

 
 
 
 

Halobacteriaceae 3 *

 
 

Haloarculaceae

 
 
 
 

Halobacteriaceae *

 
 
 
 
 

"Haladaptaceae" *

 
 
 

Halostella {QS-9-68-17} *

 
 
 

Halalkalicoccus {"Halalkalicoccaceae"} *

 
 

Halococcus {Halococcaceae}

 
 
 
 
 
 

Halobacteriaceae 4 *

 
 
 
 

Natronoarchaeum {"Natronoarchaeaceae"} *

 
 

Salinarchaeum {"Salinarchaeaceae"}

 
 
 

Natrialbaceae

 
 
 
 
 
 

Salinirubrum *

 
 

Haloferacaceae (incl. Halorubraceae)

 
 
 
 
 
 
 
 

Halalkalicoccus {"Halalkalicoccaceae"} *

 
 
 
 
 

"Haladaptaceae" *

 
 

Halobacteriaceae *

 
 
 
 
 

Salinarchaeum {"Salinarchaeaceae"}

 
 
 

Halostella {QS-9-68-17} *

 
 

Natronoarchaeum {"Natronoarchaeaceae"} *

 
 
 
 

Natrialbaceae

 
 
 
 
 
 

Halococcus {Halococcaceae}

 
 

Haloarculaceae

 
 
 

Haloferacaceae (incl. Halorubraceae)

 
 
 
 

नोट: * पैराफाईलेटिक हेलोबैक्टीरियासी

आणविक हस्ताक्षर

हेलोआर्किया वर्ग के सदस्यों से जीनोम अनुक्रमों के विस्तृत फाइलोजेनेटिक और तुलनात्मक विश्लेषण ने इस वर्ग को तीन क्रमों में विभाजित किया है, हेलोबैक्टीरियल, हेलोफेरालेस और नैट्रियलबेल्स, जिन्हें संरक्षित हस्ताक्षर इंडेल्स के रूप में जाने जाने वाले आणविक हस्ताक्षरों के माध्यम से एक दूसरे के साथ-साथ अन्य सभी आर्किया/बैक्टीरिया से विश्वसनीय रूप से अलग किया जा सकता है।[7]इन अध्ययनों ने 68 संरक्षित सिग्नेचर प्रोटीन (सीएसपी) की भी पहचान की है, जिनके होमोलॉग केवल इन तीन आदेशों के सदस्यों में पाए जाते हैं और 13 संरक्षित हस्ताक्षर इंडल्स (सीएसआई) विभिन्न प्रोटीनों में पाए जाते हैं जो विशिष्ट रूप से हेलोआर्किया वर्ग के सदस्यों में उपस्थित हैं।[7]ये सीएसआई निम्नलिखित प्रोटीन में उपस्थित हैं: डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ iv, न्यूक्लियोटाइड शुगर डिहाइड्रोजनेज, राइबोसोमल प्रोटीन एल 10ई, आरईसीजे- जैसे एक्सोन्यूक्लिज़, राइबोसोमल प्रोटीन एस15, एडेनिलोसुसिनेट सिंथेज़, फॉस्फोपाइरुवेट हाइड्राटेस, आरएनए-जुड़े प्रोटीन, थ्रेओनीन सिंथेज़, एस्पार्टेट ट्रांसएमिनेस, प्रीकोरिन-8X मिथाइलमुटेज़ | प्रीकोरिन-8X मिथाइलम्यूटेज, प्रोटोपॉर्फिरिन IX मैग्नीशियम चेलेटेज़ और जेरानिलगेरेनिलग्लिसरील फॉस्फेट सिंथेज़-जैसे प्रोटीन।[7]

जीवित वातावरण

File:San Francisco Bay Salt Ponds.jpg
कैलिफोर्निया के फ्रेमोंट के पास, सैन फ्रांसिस्को खाड़ी के किनारे पर गुलाबी रंग के हेलोआर्किया के साथ नमक के तालाब

हेलोआर्चिया को बढ़ने के लिए पानी में 2 मोल/लीटर (या लगभग 10%, समुद्र की लवणता का तीन गुना जो लगभग ग्राम/लीटर नमक - 3.5%) से अधिक नमक सांद्रता की आवश्यकता होती है, और इष्टतम वृद्धि प्रायः बहुत अधिक सांद्रता पर होती है, प्रायः 20–30% (3.4 - 5.2 मोल/लीटर सोडियम क्लोराइड)। [14] हालांकि, हेलोआर्चिया संतृप्ति (लगभग 37% लवण) तक बढ़ सकता है।[15] इष्टतम वृद्धि तब भी होती है जब पीएच तटस्थ या बुनियादी होता है और तापमान 45 डिग्री सेल्सियस पर होता है। हालांकि कुछ हैलोआर्किया तब भी बढ़ सकते हैं जब तापमान 50 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो। [14]

हेलोआर्चिया मुख्य रूप से अति लवणीय झीलों और सौर लवणों में पाए जाते हैं। पानी में उनके उच्च घनत्व से अक्सर पानी का गुलाबी या लाल रंग हो जाता है (कैरोटीनॉयड पिगमेंट के उच्च स्तर वाली कोशिकाएं, संभवतः यूवी सुरक्षा के लिए)।[16] लाल रंजित एटीपी में वृद्धि के कारण ऑक्सीजन का स्तर कम होने पर रंजकता बढ़ जाएगी। [14]उनमें से कुछ भूमिगत सेंधा नमक जमा में रहते हैं, जिनमें मध्य-अंत इओसीन (38-41 मिलियन वर्ष पूर्व) से एक भी सम्मिलित है।[17] कुछ तो 250 मिलियन वर्ष से भी अधिक पुराने भी बताए गए हैं।[18] हेलोआर्चिया का उपयोग लवणता में उच्च पानी के उपचार के लिए भी किया जाता है। यह उच्च पोषक स्तर और उपस्थित भारी धातुओं का सामना करने की इसकी क्षमता के कारण है। [14]

पर्यावरण के लिए अनुकूलन

हेलोआर्किया 0.75 के करीब aw पर बढ़ सकता है, फिर भी 0.90 से कम जल गतिविधि (aw) अधिकांश रोगाणुओं के लिए निरोधात्मक है। [19] विलेय की संख्या रोगाणुओं पर आसमाटिक तनाव का कारण बनती है, जो बड़े पैमाने पर असंतुलन होने पर सेल लसीका, प्रोटीन का खुलासा और एंजाइमों को निष्क्रिय कर सकती है।[20] हेलोआर्किया अपने अंतःकोशिकीय स्थान में पोटेशियम क्लोराइड (केसीएल) जैसे संगत विलेय को बनाए रखते हुए इसका मुकाबला करते हैं ताकि उन्हें आसमाटिक दबाव को संतुलित करने की अनुमति मिल सके।[21] इन लवणों को बनाए रखने को "साल्ट-इन" विधि के रूप में संदर्भित किया जाता है, जहाँ कोशिका पोटेशियम की उच्च आंतरिक सांद्रता जमा करती है।[22] ऊंचा पोटेशियम के स्तर के कारण, हेलोआर्किया में विशेष प्रोटीन होते हैं जिनमें उच्च पोटेशियम सांद्रता को सहन करने के लिए अत्यधिक नकारात्मक सतह चार्ज होता है। [23]

हेलोआर्किया ने कैटोबोलिक प्रक्रियाओं में कार्बन और ऊर्जा स्रोत के रूप में ग्लिसरॉल का उपयोग करने के लिए अनुकूलित किया है, जो अक्सर दुनालिएल्ला  प्रजातियों के कारण उच्च नमक वातावरण में उपस्थित होता है जो बड़ी मात्रा में ग्लिसरॉल का उत्पादन करते हैं।[22]





फोटोट्रॉफी

बैक्टीरियोरोडोप्सिन का उपयोग प्रकाश को अवशोषित करने के लिए किया जाता है, जो सेलुलर झिल्ली में प्रोटॉन (एच+) के परिवहन के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। इस प्रक्रिया से उत्पन्न सघनता प्रवणता का उपयोग एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है। कई हेलोआर्किया में संबंधित रंगद्रव्य भी होते हैं, जिसमें हेलोरोडोप्सिन भी सम्मिलित है, जो फोटॉनों के जवाब में कोशिका में क्लोराइड आयनों को पंप करता है, एक वोल्टेज ढाल बनाता है और प्रकाश से ऊर्जा के उत्पादन में सहायता करता है। प्रक्रिया इलेक्ट्रॉन परिवहन से जुड़े प्रकाश संश्लेषण के अन्य रूपों से संबंधित नहीं है, हालांकि, और हेलोआर्किया कार्बन डाईऑक्साइड से कार्बन निर्धारण में असमर्थ हैं।[24] बैंगनी पृथ्वी परिकल्पना के रूप में रेटिनल प्रोटीन के प्रारंभिक विकास को प्रस्तावित किया गया है।[5]

सेलुलर आकार

हेलोआर्चिया को अक्सर बहुरूपता (सूक्ष्म जीव विज्ञान) माना जाता है, या एक ही प्रजाति के भीतर भी कई आकार लेने में सक्षम होता है। यह सूक्ष्म साधनों द्वारा पहचान को कठिन बना देता है, और इसके बजाय पहचान के लिए जीन अनुक्रमण तकनीकों का उपयोग करना अब अधिक सामान्य है।

अधिक असामान्य रूप से आकार वाले हेलोआर्किया में से एक हलोक्वाड्रटम है। इसे 2004 में बहुत कम पोषण समाधान का उपयोग करके उच्च नमक एकाग्रता, आकार में चौकोर और बेहद पतले (डाक टिकट की तरह) के साथ विकास की अनुमति देने के लिए वर्गीकृत किया गया था। यह आकार संभवतः केवल पानी की उच्च परासरणीयता द्वारा अनुमत है, सेल आकार की अनुमति देना जो अन्य परिस्थितियों में असंभव नहीं तो मुश्किल होगा।

एक्सोफिल्स के रूप में

हेलोआर्चिया को एक प्रकार के जीवन के रूप में प्रस्तावित किया गया है जो मंगल (ग्रह) पर जीवन हो सकता है; चूंकि मंगल ग्रह के वातावरण में पानी के त्रिगुण बिंदु के नीचे दबाव है, मीठे पानी की प्रजातियों का मंगल ग्रह की सतह पर कोई आवास नहीं होगा। पानी में उच्च नमक सांद्रता की उपस्थिति इसके हिमांक को कम करती है, सैद्धांतिक रूप से मंगल ग्रह पर खारे पानी में हेलोफिल्स की उपस्थितगी की अनुमति देती है।[25] हाल ही में, हेलोआर्किया को एक गुब्बारे के भीतर पृथ्वी के वायुमंडल में 36 किमी (लगभग 22 मील) ऊपर भेजा गया था। ऊपर भेजे गए दो प्रकार ठंड के तापमान और उच्च विकिरण स्तर से बचने में सक्षम थे। [26] यह केवल इस सिद्धांत को आगे बढ़ाता है कि मंगल ग्रह पर हेलोफिल उपस्थित हो सकते हैं।

चिकित्सा उपयोग

कैरोटीनॉयड का उत्पादन करने के लिए कुछ प्रकार के हेलोआर्किया पाए गए हैं, जिन्हें प्रायः रसायनों का उपयोग करके संश्लेषित किया जाता है। स्वाभाविक रूप से हेलोआर्किया के उत्पादन के साथ, अब चिकित्सा उपयोग के लिए कैरोटीनॉयड को संश्लेषित करने का एक प्राकृतिक तरीका है। [27] दवा कंपनियों द्वारा कैरोटीनॉयड की उच्च मांग को पूरा करने में मदद करने के लिए हेलोआर्किया को भी प्रस्तावित किया गया है, क्योंकि इसे प्रयोगशाला में आसानी से उगाया जा सकता है।[28] हेलोआर्चिया में जीनों को कैरोटीनॉयड के विभिन्न प्रकार के उत्पादन के लिए भी हेरफेर किया जा सकता है, जिससे दवा कंपनियों की जरूरतों को पूरा करने में मदद मिलती है।[27]

हेलोआर्चिया भी मानव आंत के भीतर उपस्थित है, जो ज्यादातर कोरिया में रहने वाले लोगों की आंत में प्रमुख है। हेलोआर्किया मेथनोजेन के बजाय कोरियाई लोगों की आंतों में उनके नमकीन आहार के कारण सबसे अधिक प्रचुर मात्रा में हैं। इससे यह भी पता चलता है कि मानव आंत में पुरातत्व क्षेत्र और जो खाया जाता है, उसके आधार पर काफी भिन्न हो सकता है।[29]

जलवायु परिवर्तन

हेलोआर्चिया प्रस्तावित किया गया है कि बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक बनाने के लिए कुछ प्रकार का उपयोग किया जा सकता है, जो प्लास्टिक प्रदूषण को कम करने में मदद कर सकता है। हेलोआर्चिया कुछ शर्तों के संपर्क में आने पर पॉलीहाइड्रॉक्सीअल्केनोएट्स (पीएचए), पॉलीहाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट (पीएचबी) और पॉलीहाइड्रॉक्सीवेलरेट (पीएचवी) का उत्पादन करने में सक्षम हैं। इन जैव प्लास्टिक के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए, कम लागत, तेजी से विकास, और उनके द्वारा पसंद किए जाने वाले नमकीन वातावरण के कारण क्षेत्र को जीवाणुरहित करने की आवश्यकता की कमी के कारण हैलोआर्किया का समर्थन किया जाता है। वे बायोप्लास्टिक्स के लिए एक स्वच्छ विकल्प भी हैं क्योंकि उन्हें लसीका के लिए रसायनों की आवश्यकता नहीं होती है और प्रक्रिया की उच्च पुनर्चक्रण क्षमता होती है। [30]

विनाइट्रीकरण विशेषताओं के लिए कुछ प्रकार के हेलोआर्चिया भी पाए गए हैं। यदि हेलोआर्किया पूरी तरह से विनाइट्रीकृत हैं, तो वे नाइट्रेट और नाइट्राट के इन क्षेत्रों को बफर करके नमक मार्श और अन्य नमकीन वातावरण की सहायता कर सकते हैं। यह पशु विविधता में मदद कर सकता है और इन जलमार्गों में प्रदूषण को कम कर सकता है। हालांकि, जब लैब में परीक्षण किया गया, तो हेलोआर्किया को आंशिक रूप से विनाइट्रीकृत पाया गया है। इसका मतलब यह है कि यदि नाइट्राइट और नाइट्रेट में उच्च क्षेत्रों का इलाज करने के लिए हैलोआर्किया का उपयोग किया जाता है, तो वे नाइट्रोजन दूषित करने में योगदान दे सकते हैं और जलवायु परिवर्तन को आगे बढ़ाते हुए ओजोन रिक्तीकरण में वृद्धि कर सकते हैं।[31] वायुमंडलीय नाइट्रोजन में नाइट्रोजन प्रदूषण को कम करने के लिए पाया जाने वाला एकमात्र प्रकार हैलोफेरेक्स हेलोफेरेक्स मेडिटरेनेई है। [32] इससे पता चलता है कि हेलोआर्चिया नाइट्रोजन प्रदूषण में योगदान दे सकता है और उच्च लवणता वाले क्षेत्रों में नाइट्रेट और नाइट्राइट को कम करने के लिए उपयुक्त समाधान नहीं है।

यह भी देखें

  • मंगल (ग्रह) पर जीवन
  • बैंगनी पृथ्वी परिकल्पना
  • आर्किया जेनेरा की सूची

संदर्भ

  1. ↑ Fendrihan S, Legat A, Pfaffenhuemer M, Gruber C, Weidler G, Gerbl F, Stan-Lotter H (August 2006). "अत्यधिक हेलोफिलिक आर्किया और दीर्घकालिक माइक्रोबियल उत्तरजीविता का मुद्दा". Re/Views in Environmental Science and Bio/Technology. 5 (2–3): 203–218. doi:10.1007/s11157-006-0007-y. PMC 3188376. PMID 21984879.
  2. ↑ See the NCBI webpage on Halobacteria. Data extracted from the "NCBI taxonomy resources". National Center for Biotechnology Information. Retrieved 2007-03-19.
  3. ↑ DasSarma P, DasSarma S (May 2008). "On the origin of prokaryotic "species": the taxonomy of halophilic Archaea". Saline Systems. 4 (1): 5. doi:10.1186/1746-1448-4-5. PMC 2397426. PMID 18485204.
  4. ↑ DasSarma S, DasSarma P (2017). "Halophiles". एल्स. John Wiley & Sons, Ltd. pp. 1–13. doi:10.1002/9780470015902.a0000394.pub4. ISBN 9780470015902.
  5. ↑ 5.0 5.1 DasSarma S, Schwieterman EW (2018). "पृथ्वी पर बैंगनी रेटिनल पिगमेंट का प्रारंभिक विकास और एक्सोप्लैनेट बायोसिग्नेचर के लिए निहितार्थ". International Journal of Astrobiology (in English). 20 (3): 241–250. arXiv:1810.05150. doi:10.1017/S1473550418000423. ISSN 1473-5504. S2CID 119341330.
  6. ↑ Yadav AN, Sharma D, Gulati S, Singh S, Dey R, Pal KK, et al. (July 2015). "फास्फोरस चक्र में निहित फास्फोरस घुलनशीलता विशेषता के साथ हेलोआर्किया संपन्न". Scientific Reports. 5: 12293. Bibcode:2015NatSR...512293Y. doi:10.1038/srep12293. PMC 4516986. PMID 26216440.
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 Gupta RS, Naushad S, Baker S (March 2015). "Phylogenomic analyses and molecular signatures for the class Halobacteria and its two major clades: a proposal for division of the class Halobacteria into an emended order Halobacteriales and two new orders, Haloferacales ord. nov. and Natrialbales ord. nov., containing the novel families Haloferacaceae fam. nov. and Natrialbaceae fam. nov". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 65 (Pt 3): 1050–1069. doi:10.1099/ijs.0.070136-0. PMID 25428416.
  8. ↑ Gupta RS, Naushad S, Fabros R, Adeolu M (April 2016). "A phylogenomic reappraisal of family-level divisions within the class Halobacteria: proposal to divide the order Halobacteriales into the families Halobacteriaceae, Haloarculaceae fam. nov., and Halococcaceae fam. nov., and the order Haloferacales into the families, Haloferacaceae and Halorubraceae fam nov". Antonie van Leeuwenhoek. 109 (4): 565–587. doi:10.1007/s10482-016-0660-2. PMID 26837779. S2CID 10437481.
  9. ↑ J.P. Euzéby. "मेथनोकुलियस". List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN). Retrieved 2021-11-17.