বেগুনি ব্যাকটেরিয়া কি? এই অণুজীবগুলি বিভিন্ন ক্যারোটিনয়েড সহ ব্যাকটিরিওক্লোরোফিল a বা b দিয়ে রঙ্গকযুক্ত যা তাদের বেগুনি, লাল, বাদামী এবং কমলা রঙের রঙ দেয়। এটি একটি মোটামুটি বৈচিত্র্যময় গ্রুপ. তাদের দুটি গ্রুপে বিভক্ত করা যেতে পারে: বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া এবং সাধারণ বেগুনি ব্যাকটেরিয়া (রোডোসপিরিলাসি)। 2018 Frontiers in Energy Research পেপার এগুলিকে জৈব সম্পদ হিসাবে ব্যবহার করার প্রস্তাব করেছে৷
জীববিদ্যা
বেগুনি ব্যাকটেরিয়া বেশিরভাগই ফটোঅটোট্রফিক, তবে কেমোঅটোট্রফিক এবং ফটোহেটেরোট্রপিক প্রজাতিও পরিচিত। তারা বায়বীয় শ্বসন এবং গাঁজন করতে সক্ষম মিক্সোট্রফ হতে পারে।
বেগুনি ব্যাকটেরিয়ার সালোকসংশ্লেষণ কোষের ঝিল্লির প্রতিক্রিয়া কেন্দ্রে ঘটে যেখানে সালোকসংশ্লেষী রঙ্গক (অর্থাৎ ব্যাকটিরিওক্লোরোফিল, ক্যারোটিনয়েড) এবং রঙ্গক-বাইন্ডিং প্রোটিনগুলি নির্দিষ্ট ভেসিকেল, টিউবুলস বা একক-জোড়া বা স্তূপ গঠনের জন্য ইনভাজিনেশনে প্রবর্তিত হয়। শীট একে বলা হয় ইন্ট্রাসাইটোপ্লাজমিক মেমব্রেন (ICM), যার একটি বর্ধিত হয়আলো শোষণকে সর্বোচ্চ করতে পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল।
পদার্থবিদ্যা এবং রসায়ন
বেগুনি ব্যাকটেরিয়া রেডক্স প্রতিক্রিয়াগুলির একটি সিরিজের কারণে চক্রীয় ইলেকট্রন স্থানান্তর ব্যবহার করে। প্রতিক্রিয়া কেন্দ্র (RC) এর আশেপাশের হালকা ফসল সংগ্রহের কমপ্লেক্সগুলি RC-তে অবস্থিত P870 বা P960 ক্লোরোফিল রঙ্গকগুলিকে ক্যাপচার করে অনুরণিত শক্তির আকারে ফোটন সংগ্রহ করে। উত্তেজিত ইলেক্ট্রনগুলি P870 থেকে কুইনোনস QA এবং QB তে চক্রাকারে, তারপর সাইটোক্রোম bc1, সাইটোক্রোম c2 এবং P870-এ ফিরে যায়। কমে যাওয়া কুইনোন QB দুটি সাইটোপ্লাজমিক প্রোটনকে আকর্ষণ করে এবং QH2 হয়ে যায়, অবশেষে জারিত হয় এবং সাইটোক্রোম bc1 কমপ্লেক্স দ্বারা পেরিপ্লাজমে পাম্প করার জন্য প্রোটনগুলিকে ছেড়ে দেয়। সাইটোপ্লাজম এবং পেরিপ্লাজমের মধ্যে চার্জ ভাগাভাগি একটি প্রোটন চালিকা শক্তি তৈরি করে যা ATP সিন্থেস দ্বারা ATP শক্তি উৎপন্ন করতে ব্যবহৃত হয়।
বেগুনি ব্যাকটেরিয়াও অ্যানাবোলিজমের জন্য ব্যবহৃত NADH বা NADPH তৈরি করতে বাহ্যিক দাতাদের কাছ থেকে সরাসরি সাইটোক্রোম bc1 এ ইলেকট্রন স্থানান্তর করে। এগুলি একক স্ফটিক কারণ তারা অক্সিজেন উত্পাদন করতে ইলেকট্রন দাতা হিসাবে জল ব্যবহার করে না। বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া (PSB) নামে এক ধরনের বেগুনি ব্যাকটেরিয়া ইলেকট্রন দাতা হিসেবে সালফাইড বা সালফার ব্যবহার করে। আরেকটি প্রকার, বেগুনি নন-সালফার ব্যাকটেরিয়া, সাধারণত হাইড্রোজেনকে ইলেক্ট্রন দাতা হিসেবে ব্যবহার করে, তবে PSB-এর তুলনায় কম ঘনত্বে সালফাইড বা জৈব যৌগও ব্যবহার করতে পারে।
বেগুনি ব্যাকটেরিয়াNAD(P)+ কে স্বতঃস্ফূর্তভাবে NAD(P)H-এ কমানোর জন্য পর্যাপ্ত বাহ্যিক ইলেকট্রন বাহক নেই, তাই তাদের অবশ্যই NAD(P)+ কমাতে তাদের হ্রাসকৃত কুইনোন ব্যবহার করতে হবে। এই প্রক্রিয়াটি প্রোটনের চালিকা শক্তি দ্বারা চালিত হয় এবং একে ইলেকট্রনের বিপরীত প্রবাহ বলা হয়।
অক্সিজেনের পরিবর্তে সালফার
বেগুনি নন-সালফার ব্যাকটেরিয়া হল প্রথম ব্যাকটেরিয়া যাকে উপজাত হিসেবে অক্সিজেন ছাড়াই সালোকসংশ্লেষণ করা যায়। পরিবর্তে, তাদের উপজাত হল সালফার। এটি প্রমাণিত হয়েছিল যখন অক্সিজেনের বিভিন্ন ঘনত্বে ব্যাকটেরিয়ার প্রতিক্রিয়া প্রথম প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। ব্যাকটেরিয়া অক্সিজেনের সামান্যতম চিহ্ন থেকে দ্রুত সরে যেতে দেখা গেছে। তারপরে তারা একটি পরীক্ষা করেছিল যেখানে তারা ব্যাকটেরিয়া একটি থালা ব্যবহার করেছিল, এবং আলো এটির একটি অংশে ফোকাস করেছিল এবং অন্যটি অন্ধকারে রেখেছিল। কারণ ব্যাকটেরিয়া আলো ছাড়া বাঁচতে পারে না, তারা আলোর বৃত্তে চলে যায়। যদি তাদের জীবনের উপজাত অক্সিজেন হয়, তবে অক্সিজেনের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে ব্যক্তির মধ্যে দূরত্ব আরও বড় হবে। কিন্তু ফোকাসড আলোতে বেগুনি এবং সবুজ ব্যাকটেরিয়ার আচরণের কারণে, এটি সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিল যে ব্যাকটেরিয়াল সালোকসংশ্লেষণের উপজাত অক্সিজেন হতে পারে না।
গবেষকরা পরামর্শ দিয়েছেন যে কিছু বেগুনি ব্যাকটেরিয়া আজ মাইটোকন্ড্রিয়া, উদ্ভিদ ও প্রাণী কোষের সিম্বিওটিক ব্যাকটেরিয়া যা অর্গানেল হিসাবে কাজ করে তার সাথে যুক্ত। তাদের প্রোটিন গঠনের তুলনা দেখায় যে এই গঠনগুলির একটি সাধারণ পূর্বপুরুষ রয়েছে। বেগুনি সবুজ ব্যাকটেরিয়া এবং হেলিওব্যাকটেরিয়া একই ধরনের গঠন আছে।
সালফার ব্যাকটেরিয়া (সালফার ব্যাকটেরিয়া)
বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া (PSB) সালোকসংশ্লেষণে সক্ষম প্রোটিওব্যাকটেরিয়া গোষ্ঠীর অংশ, সম্মিলিতভাবে বেগুনি ব্যাকটেরিয়া হিসাবে উল্লেখ করা হয়। এগুলি অ্যানেরোবিক বা মাইক্রোঅ্যারোফিলিক এবং প্রায়শই স্তরীভূত জলজ পরিবেশে পাওয়া যায়, যার মধ্যে রয়েছে উষ্ণ প্রস্রবণ, স্থবির পুল এবং উচ্চ জলের অঞ্চলে মাইক্রোবায়াল একত্রীকরণ। গাছপালা, শেত্তলাগুলি এবং সায়ানোব্যাকটেরিয়া থেকে ভিন্ন, বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া একটি হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে জল ব্যবহার করে না এবং তাই অক্সিজেন উত্পাদন করে না। পরিবর্তে, তারা সালফাইড বা থায়োসালফেট আকারে সালফার ব্যবহার করতে পারে (এবং কিছু প্রজাতি H2, Fe2+ বা NO2-ও ব্যবহার করতে পারে) তাদের সালোকসংশ্লেষণের পথে একটি ইলেক্ট্রন দাতা হিসাবে। সালফার মৌলিক সালফার দানা তৈরি করতে অক্সিডাইজ করা হয়। এটি, ঘুরে, সালফিউরিক অ্যাসিড গঠনের জন্য অক্সিডাইজ করা যেতে পারে৷
শ্রেণীবিভাগ
বেগুনি ব্যাকটেরিয়া দুটি পরিবারে বিভক্ত: Chromatiaceae এবং Ectothiorhodospiraceae, যা যথাক্রমে অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক সালফার দানা তৈরি করে এবং তাদের অভ্যন্তরীণ ঝিল্লির গঠনে পার্থক্য দেখায়। এগুলি ক্রোমাটিয়েলসের অংশ গঠন করে, যা গামা বিভাগের প্রোটিওব্যাক্টেরিয়ার অন্তর্ভুক্ত। হ্যালোথিওব্যাসিলাস জিনাসটিও ক্রোমাটিয়ালস এর নিজস্ব পরিবারে অন্তর্ভুক্ত, তবে এটি সালোকসংশ্লেষী নয়।
আবাসস্থল
বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া সাধারণত হ্রদ এবং অন্যান্য জলজ আবাসস্থলের আলোকিত অ্যানোক্সিক অঞ্চলে পাওয়া যায় যেখানে হাইড্রোজেন সালফাইড জমা হয়,এবং "সালফার স্প্রিংস"-এ যেখানে ভূ-রাসায়নিকভাবে বা জৈবিকভাবে উত্পাদিত হাইড্রোজেন সালফাইড বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়াকে প্রস্ফুটিত করতে পারে। সালোকসংশ্লেষণের জন্য অ্যানোক্সিক অবস্থার প্রয়োজন হয়; এই ব্যাকটেরিয়া অক্সিজেনযুক্ত পরিবেশে উন্নতি করতে পারে না।
মেরোমিকটিক (স্থায়ীভাবে স্তরিত) হ্রদ বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া বিকাশের জন্য সবচেয়ে অনুকূল। তারা স্তরবিন্যাস করে কারণ তাদের নীচে ঘন (সাধারণত শারীরবৃত্তীয়) জল থাকে এবং পৃষ্ঠের কাছাকাছি কম ঘন (সাধারণত তাজা জল) থাকে। বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধিও হলমিটিক হ্রদের স্তর দ্বারা সমর্থিত। এগুলি তাপীয়ভাবে স্তরিত হয়: বসন্ত এবং গ্রীষ্মের সময়, পৃষ্ঠের জল উত্তপ্ত হয়, উপরের জলকে নীচের থেকে কম ঘন করে তোলে, যা বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়াগুলির বৃদ্ধির জন্য একটি মোটামুটি স্থিতিশীল স্তরবিন্যাস প্রদান করে। সালফেটকে সমর্থন করার জন্য পর্যাপ্ত সালফেট উপস্থিত থাকলে, পলির মধ্যে গঠিত সালফাইড ঊর্ধ্বমুখী অ্যানোক্সিক নীচের জলে ছড়িয়ে পড়ে যেখানে বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া ঘন কোষের ভর তৈরি করতে পারে৷
ক্লাস্টার
বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়াও পাওয়া যায় এবং মধ্যবর্তী মাইক্রোবিয়াল একত্রিতকরণের একটি বিশিষ্ট উপাদান। সিপউইসেট মাইক্রোবিয়াল রাগের মতো ক্লাস্টারগুলিতে জোয়ারের প্রবাহ এবং আগত তাজা জলের কারণে একটি গতিশীল পরিবেশ রয়েছে, যার ফলে মেরোমিটিক হ্রদের মতো একইভাবে স্তরিত পরিবেশ তৈরি হয়। বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া বৃদ্ধিতাদের উপরে অবস্থিত অণুজীবের মৃত্যু এবং পচনের কারণে সালফার সরবরাহ করা হয় বলে সক্রিয় হয়। স্তরবিন্যাস এবং সালফারের উৎস PSB-কে এই জোয়ার-ভাটার অববাহিকায় বাড়তে দেয় যেখানে একত্রীকরণ ঘটে। PSB বহিঃকোষীয় পলিমারিক পদার্থের ক্ষরণের মাধ্যমে মাইক্রোবিয়াল পললকে স্থিতিশীল করতে সাহায্য করতে পারে যা জলাশয়ে পলিকে আবদ্ধ করতে পারে।
বাস্তুবিদ্যা
বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া পরিবেশকে পরিবর্তন করতে তাদের বিপাক ব্যবহার করে পুষ্টির সাইকেল চালানোর মাধ্যমে পরিবেশকে প্রভাবিত করতে সক্ষম। তারা কার্বন ফিক্সেশনের মাধ্যমে কার্বন চক্রকে প্রভাবিত করে প্রাথমিক উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে। বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়াও তাদের আবাসস্থলে ফসফরাস উৎপাদনে অবদান রাখে। এই জীবের অত্যাবশ্যক ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে, ফসফরাস, যা হ্রদের অক্সিক স্তরে পুষ্টিকে সীমাবদ্ধ করে, পুনর্ব্যবহৃত করা হয় এবং হেটেরোট্রফিক ব্যাকটেরিয়াকে ব্যবহারের জন্য সরবরাহ করা হয়। এটি ইঙ্গিত দেয় যে যদিও বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়াগুলি তাদের বাসস্থানের অ্যানোক্সিক স্তরে পাওয়া যায়, তবে তারা পূর্বোক্ত অক্সাইড স্তরে অজৈব পুষ্টি সরবরাহ করে অনেক হেটেরোট্রফিক জীবের বৃদ্ধিকে উদ্দীপিত করতে সক্ষম হয়৷
