ग्लाइडिंग गतिशीलता

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ग्लाइडिंग गतिशीलता सूक्ष्मजीवों द्वारा उपयोग किया जाने वाला एक प्रकार का स्थानान्तरण है जो फ़्लैगेला, पिली और फ़िम्ब्रिए जैसी प्रणोदक संरचनाओं से स्वतंत्र है।[1] इस प्रकार ग्लाइडिंग सूक्ष्मजीवों को कम जलीय फिल्मों की सतह के साथ यात्रा करने की अनुमति देती है। इस गतिशीलता के तंत्र केवल आंशिक रूप से ज्ञात हैं।

ट्विचिंग गतिशीलता भी सूक्ष्मजीवों को सतह के साथ यात्रा करने की अनुमति देती है, किन्तु इस प्रकार का गति झटकेदार होता है और इसके परिवहन के साधन के रूप में पिलस टाइप IV पिली का उपयोग करता है। इस प्रकार बैक्टीरियल ग्लाइडिंग प्रकार की ग्लाइडिंग गतिशीलता है जो प्रणोदन के लिए पिली का भी उपयोग कर सकती है।

जीवों के बीच सरकने की गति भिन्न -भिन्न होती है, और दिशा का उत्क्रमण किसी प्रकार की आंतरिक घड़ी द्वारा नियंत्रित होता प्रतीत होता है।[2] इस प्रकार उदाहरण के लिए एपिकॉम्प्लेक्सन्स 1-10 µm/s के बीच तेज़ गति से यात्रा करने में सक्षम हैं। इसके विपरीत मायक्सोकोकस ज़ैंथस बैक्टीरिया 0.08 µm/s की दर से सरकते हैं।[3][4]

बैक्टीरिया में ग्लाइडिंग गतिशीलता के प्रकार:

a) टाइप IV संबंध, b) विशिष्ट गतिशीलता झिल्ली प्रोटीन, c) पॉलीसेकेराइड जेट
देखें नीचे विवरण

कोशिका-आक्रमण और ग्लाइडिंग गतिशीलता में जाल (थ्रोम्बोस्पोन्डिन-संबंधित अनाम प्रोटीन), सतह प्रोटीन है, जो सामान्य आणविक आधार के रूप में होता है जो कि आक्रामक एपिकोमप्लेक्सन परजीवी के संक्रमण और गति दोनों के लिए आवश्यक है।[5] इस प्रकार माइक्रोनेमस एपिकॉम्प्लेक्सन्स की शीर्ष सतह पर स्रावी अंग हैं जिनका उपयोग ग्लाइडिंग गतिशीलता के लिए किया जाता है।

ऊपर दिए गए आरेख में, दाएं:

a)  टाइप IV पिली
  एक कोशिका अपनी पिली को किसी सतह या वस्तु से उसी दिशा में जोड़ती है जिस दिशा में वह यात्रा कर रही है। इसके पश्चात् पिली में प्रोटीन टूट जाता है, जिससे पिली सिकुड़ जाती है और कोशिका उस सतह या वस्तु के करीब आ जाती है, जिससे वह जुड़ी हुई थी।[6]
b)  विशिष्ट गतिशीलता झिल्ली प्रोटीन
  ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन होस्ट सतह से जुड़े होते हैं। यह आसंजन कॉम्प्लेक्स या तब निश्चित प्रकार की सतह के लिए विशिष्ट हो सकता है जैसे कि निश्चित कोशिका प्रकार या किसी ठोस सतह के लिए सामान्य। इस प्रकार आंतरिक झिल्ली से जुड़े मोटर प्रोटीन, नेट मूवमेंट बनाने वाले ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन के संबंध में आंतरिक कोशिका संरचनाओं की गति को बल देते हैं।[7] यह प्रोटॉन प्रेरक बल द्वारा संचालित होता है।[8] इसमें सम्मिलित प्रोटीन विभिन्न प्रजातियों में भिन्न-भिन्न होते हैं। इस तंत्र का उपयोग करने वाले जीवाणु का उदाहरण फ्लेवोबैक्टीरियम होगा। इस तंत्र का अभी भी अध्ययन किया जा रहा है और इसे अच्छी तरह से समझा नहीं गया है।[9]
c)  पॉलीसेकेराइड जेट
  कोशिका अपने पीछे पॉलीसेकेराइड पदार्थ का 'जेट' छोड़ती है जो उसे आगे की ओर प्रेरित करती है। यह पॉलीसेकेराइड पदार्थ पीछे रह जाता है।[10]

गति के प्रकार

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Microbial and microbot movement
Flagellum from a gram-negative bacterium (unlabelled).png
Microswimmers
Taxa
Taxis
Kinesis
Microbots and particles
Biohybrids
Collective motion
Molecular motors
Biological motors
Synthetic motors
Related

बैक्टीरियल ग्लाइडिंग गतिशीलता की प्रक्रिया है जिससे जीवाणु अपनी शक्ति के अनुसार आगे बढ़ सकता है। सामान्यतः, यह प्रक्रिया तब होती है जब जीवाणु अपनी लंबी धुरी की सामान्य दिशा में सतह के साथ चलता है।[11] इस प्रकार जीवाणु के प्रकार के आधार पर भिन्न-भिन्न तंत्रों के माध्यम से ग्लाइडिंग हो सकती है। इस प्रकार के गति को जातीवृति के आधार पर विविध जीवाणुओं जैसे साइनोबैक्टीरीया, मायक्सोबैक्टीरिया, साइटोफेगा, फ्लेवोबैक्टीरिया और माइकोप्लाज़्मा में देखा गया है[12]

बैक्टीरिया भिन्न-भिन्न जलवायु, जल की मात्रा, अन्य जीवों की उपस्थिति और सतहों या मीडिया की कठोरता के जवाब में आगे बढ़ते हैं। विभिन्न प्रकार के फ़ाइला में ग्लाइडिंग देखी गई है, और चूंकि तंत्र बैक्टीरिया के मध्य भिन्न हो सकते हैं, वर्तमान में यह समझा जाता है कि यह दृढ़ता और कम पानी जैसी सामान्य विशेषताओं वाले वातावरण में होता है, जो जीवाणु को अभी भी गतिशीलता बनाए रखने में सक्षम बनाता है। इस प्रकार इसके परिवेश में कम पानी की मात्रा वाले ऐसे वातावरण में बायोफिल्म, मिट्टी या मिट्टी के टुकड़े, और माइक्रोबियल मैट सम्मिलित हैं।[11]

उद्देश्य

गतिशीलता के एक रूप के रूप में ग्लाइडिंग, बैक्टीरिया, रोगजनन और बढ़े हुए सामाजिक व्यवहारों के मध्य बातचीत की अनुमति देता है। यह बायोफिल्म निर्माण, जीवाणु विषाणु और रसायनग्राही में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।[13]

झुंड की गतिशीलता

झुंड की गतिशीलता नरम अर्ध-ठोस और ठोस सतहों पर होती है (जिसमें सामान्यतः जिसका संवेदन के माध्यम से समन्वित फैशन में बैक्टीरिया की जनसंख्या का आंदोलन सम्मिलित होता है, उन्हें प्रेरित करने के लिए फ्लैगेल्ला का उपयोग किया जाता है), या ठोस सतहों पर हिलती हुई गतिशीलता[12] (जिसमें बैक्टीरिया को आगे खींचने के लिए पाइलस टाइप IV पिली का विस्तार और पीछे हटना सम्मिलित है)।[14]

प्रस्तावित तंत्र

प्रजातियों के बीच सरकने का तंत्र भिन्न हो सकता है। ऐसे तंत्रों के उदाहरणों में सम्मिलित हैं:

  • बैक्टीरिया की आंतरिक झिल्ली के अंदर पाया जाने वाला मोटर प्रोटीन यांत्रिक बल को कोशिका की सतह पर स्थानांतरित करने के लिए प्रोटॉन-संचालन चैनल का उपयोग करता है।[1] साइटोस्केलेटल माइक्रोफिलामेंट्स की गति यांत्रिक बल का कारण बनती है जो कोशिका को आगे बढ़ने के लिए सब्सट्रेट पर आसंजन परिसरों तक जाती है।[15] इस प्रकार मोटर और विनियामक प्रोटीन जो इंट्रासेल्युलर गति को कर्षण बल जैसे यांत्रिक बलों में परिवर्तित करते हैं, बैक्टीरिया में इंट्रासेल्युलर मोटर्स के संरक्षित वर्ग के रूप में खोजे गए हैं जिन्हें कोशिका गतिशीलता उत्पन्न करने के लिए अनुकूलित किया गया है।[15]
  • ए-गतिशीलता (साहसिक गतिशीलता)[11][13][16] प्रस्तावित प्रकार की ग्लाइडिंग गतिशीलता के रूप में, सब्सट्रेट के लिए तय किए गए क्षणिक आसंजन परिसरों को सम्मिलित करते हुए जीव आगे बढ़ता है।[13] इस प्रकार उदाहरण के लिए, माइक्सोकोकस ज़ैंथस में,[11][12][13][17] सामाजिक जीवाणु।
  • कोशिका शरीर के दोनों सिरों पर नोजल से बहुशर्करा स्लाइम का इजेक्शन या स्राव।[18]
  • जीवाणु के कोशिका शरीर पर स्थित सक्रिय नैनो-मशीनरी या बड़ी मैक्रोमोलेक्युलर असेंबली।[15]
  • कोशिका निकाय के साथ वितरित सतह चिपकने वाले "फोकल आसंजन कॉम्प्लेक्स" और "ट्रेडमिलिंग"।[13][2]
  • फ्लेवोबैक्टीरियम जॉन्सोनिया की ग्लाइडिंग गतिशीलता एम. ज़ैंथस के समान सतही रूप से पेचदार ट्रैक का उपयोग करती है, किन्तु भिन्न तंत्र के माध्यम से। यहां चिपकने वाला SprB कोशिका की सतह (ध्रुव से ध्रुव तक घूमता हुआ) के साथ आगे बढ़ता है, इस प्रकार जीवाणु को एम. ज़ैंथस की तुलना में 25 गुना तेजी से खींचता है।[19] फ्लेवोबैक्टीरियम जॉनसन स्क्रू जैसी तंत्र के माध्यम से चलते हैं और प्रोटॉन प्रेरक बल द्वारा संचालित होते हैं।[20]

यह भी देखें

  • बाह्य बहुलक पदार्थ
  • माइक्रोनेम
  • श्लेष्मा

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Nan, Beiyan (February 2017). "Bacterial gliding motility: Rolling out a consensus model". Current Biology. 27 (4): R154–R156. doi:10.1016/j.cub.2016.12.035. PMID 28222296.
  2. ↑ 2.0 2.1 Nan, Beiyan; McBride, Mark J.; Chen, Jing; Zusman, David R.; Oster, George (February 2014). "बैक्टीरिया जो पेचदार पटरियों के साथ ग्लाइड करते हैं". Current Biology. 24 (4): 169–174. doi:10.1016/j.cub.2013.12.034. PMC 3964879. PMID 24556443.
  3. ↑ Sibley, L. David; Håkansson, Sebastian; Carruthers, Vern B. (1998-01-01). "Gliding motility: An efficient mechanism for cell penetration". Current Biology. 8 (1): R12–R14. doi:10.1016/S0960-9822(98)70008-9. PMID 9427622.
  4. ↑ Sibley, L.D.I. (October 2010). "एपिकोमप्लेक्सन परजीवी कोशिकाओं के अंदर और बाहर कैसे चलते हैं". Current Opinion in Biotechnology. 21 (5): 592–8. doi:10.1016/j.copbio.2010.05.009. PMC 2947570. PMID 20580218.
  5. ↑ Sultan, Ali A.; Thathy, Vandana; Frevert, Ute; Robson, Kathryn J.H.; Crisanti, Andrea; Nussenzweig, Victor; Nussenzweig, Ruth S.; Ménard, Robert (1997). "प्लैसमोडियम स्पोरोज़ोइट्स की ग्लाइडिंग गतिशीलता और संक्रामकता के लिए टीआरएपी आवश्यक है". Cell. 90 (3): 511–522. doi:10.1016/s0092-8674(00)80511-5. PMID 9267031.
  6. ↑ Strom, M.S.; Lory, S. (1993-10-01). "Structure-function and Biogenesis of the Type IV Pili". Annual Review of Microbiology. 47 (1): 565–596. doi:10.1146/annurev.mi.47.100193.003025. ISSN 0066-4227. PMID 7903032.
  7. ↑ McBride, Mark J. (2001-10-01). "Bacterial gliding motility: Multiple mechanisms for cell movement over surfaces". Annual Review of Microbiology. 55 (1): 49–75. doi:10.1146/annurev.micro.55.1.49. ISSN 0066-4227. PMID 11544349.
  8. ↑ Dzink-Fox, J.L.; Leadbetter, E.R.; Godchaux, W. (December 1997). "Acetate acts as a protonophore and differentially affects bead movement and cell migration of the gliding bacterium Cytophaga johnsonae (Flavobacterium johnsoniae)". Microbiology. 143 (12): 3693–3701. doi:10.1099/00221287-143-12-3693. ISSN 1350-0872. PMID 9421895.
  9. ↑ Braun, Timothy F.; Khubbar, Manjeet K.; Saffarini, Daad A.; McBride, Mark J. (September 2005). "Flavobacterium johnsoniae Gliding Motility Genes Identified by mariner Mutagenesis". Journal of Bacteriology. 187 (20): 6943–6952. doi:10.1128/JB.187.20.6943-6952.2005. ISSN 0021-9193. PMC 1251627. PMID 16199564.
  10. ↑ Hoiczyk, E.; Baumeister, W. (1998-10-22). "The junctional pore complex, a prokaryotic secretion organelle, is the molecular motor underlying gliding motility in cyanobacteria". Current Biology. 8 (21): 1161–1168. doi:10.1016/s0960-9822(07)00487-3. ISSN 0960-9822. PMID 9799733.
  11. ↑ 11.0 11.1 11.2 11.3 Spormann, Alfred M. (September 1999). "Gliding motility in bacteria: Insights from studies of Myxococcus xanthus". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 63 (3): 621–641. doi:10.1128/mmbr.63.3.621-641.1999. ISSN 1092-2172. PMC 103748. PMID 10477310.
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 McBride, M. (2001). "Bacterial gliding motility: Multiple mechanisms for cell movement over surfaces". Annual Review of Microbiology. 55: 49–75. doi:10.1146/annurev.micro.55.1.49. PMID 11544349.
  13. ↑ 13.0 13.1 13.2 13.3 13.4 Mignot, T.; Shaevitz, J.; Hartzell, P.; Zusman, D. (2007). "सबूत है कि फोकल आसंजन शक्ति बैक्टीरियल ग्लाइडिंग गतिशीलता को जटिल करता है". Science. 315 (5813): 853–856. Bibcode:2007Sci...315..853M. doi:10.1126/science.1137223. PMC 4095873. PMID 17289998.
  14. ↑ Nan, Beiyan; Zusman, David R. (July 2016). "उपन्यास तंत्र शक्ति जीवाणु ग्लाइडिंग गतिशीलता". Molecular Microbiology. 101 (2): 186–193. doi:10.1111/mmi.13389. ISSN 1365-2958. PMC 5008027. PMID 27028358.
  15. ↑ 15.0 15.1 15.2 Sun, Mingzhai; Wartel, Morgane; Cascales, Eric; Shaevitz, Joshua W.; Mignot, Tâm (2011-05-03). "मोटर चालित इंट्रासेल्युलर ट्रांसपोर्ट बैक्टीरियल ग्लाइडिंग गतिशीलता को शक्ति देता है". Proceedings of the National Academy of Sciences (in English). 108 (18): 7559–7564. doi:10.1073/pnas.1101101108. ISSN 0027-8424. PMC 3088616. PMID 21482768.
  16. ↑ Sliusarenko, O.; Zusman, D.R.; Oster, G. (17 August 2007). "'माइक्सोकोकस ज़ैंथस' में ए-गतिशीलता को शक्ति देने वाली मोटरें सेल बॉडी के साथ वितरित की जाती हैं". Journal of Bacteriology. 189 (21): 7920–7921. doi:10.1128/JB.00923-07. PMC 2168729. PMID 17704221.
  17. ↑ Luciano, Jennifer; Agrebi, Rym; Le Gall, Anne Valérie; Wartel, Morgane; Fiegna, Francesca; Ducret, Adrien; Brochier-Armanet, Céline; Mignot, Tâm (2011-09-08). "बैक्टीरिया में एक नई गतिशीलता मशीनरी का उद्भव और मॉड्यूलर विकास". PLOS Genetics. 7 (9): e1002268. doi:10.1371/journal.pgen.1002268. ISSN 1553-7404. PMC 3169522. PMID 21931562.
  18. ↑ Merali, Zeeya (3 April 2006). "बैक्टीरिया चारों ओर जाने के लिए स्लाइम जेट्स का उपयोग करते हैं". New Scientist. Retrieved 17 January 2010.
  19. ↑ Nan, Beiyan (2015). "बैक्टीरिया जो पेचदार पटरियों के साथ ग्लाइड करते हैं". Curr Biol. 24 (4): R169–173. doi:10.1016/j.cub.2013.12.034. PMC 3964879. PMID 24556443.
  20. ↑ Shrivastava, Abhishek (2016). "सरकने वाले जीवाणु की पेंच-जैसी गति कोशिका-सतह पर चिपकने वाले सर्पिल गति द्वारा संचालित होती है". Biophys. J. 111 (5): 1008–1013. Bibcode:2016BpJ...111.1008S. doi:10.1016/j.bpj.2016.07.043. PMC 5018149. PMID 27602728.
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