Gram positive and Gram negative bacteria, chemoautotrophy and photoautotrophy
Gram positive and Gram negative bacteria, chemoautotrophy and photoautotrophy (ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया, कीमोऑटोट्रॉफी और फोटोऑटोट्रॉफी):-
Gram staining (ग्राम अभिरंजन):- It is a method used to differentiate bacterial species into two groups based on the composition of their cell walls. The chemicals used in the Gram staining process are:
(यह एक विधि है जो बैक्टीरिया प्रजातियों को उनके कोशिका भित्तियों की संरचना के आधार पर दो समूहों में विभाजित करने के लिए उपयोग की जाती है। ग्राम अभिरंजन की प्रक्रिया में उपयोग होने वाली रसायन हैं:)
i. Crystal Violet (क्रिस्टल वोयलेट):- This is the primary stain. It stains all bacterial cells a purple color.
(यह प्राथमिक अभिरंजक है। यह सभी बैक्टीरिया कोशिकाओं को बैंगनी रंग में रंगता है।)
ii. Iodine Solution (Gram's Iodine) [आयोडीन विलयन (ग्राम का आयोडीन)]:- This is a mordant that helps the crystal violet stain to form larger complexes with the bacterial cell walls.
(यह एक मोरडेंट है जो क्रिस्टल वायलेट अभिरंजक को बैक्टीरिया कोशिका भित्तियों के साथ बड़े यौगिक बनाने में मदद करता है।)
iii. Alcohol or Acetone (Decolorizer) (एल्कोहल या ऐसीटोन (रंगहीन करने वाला):- This chemical is used to wash away the crystal violet stain from Gram-negative cells, while Gram-positive cells retain the stain.
(यह रसायन ग्राम-नकारात्मक कोशिकाओं से क्रिस्टल वायलेट अभिरंजक को धोने के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि ग्राम-सकारात्मक कोशिकाएं अभिरंजक को बनाए रखती हैं।)
iv. Safranin (सेफ्रेनिन):- This is a counterstain used to color the Gram-negative bacteria pink or red after the decolorization step.
(यह एक काउंटरस्टेन है जिसका उपयोग ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया को रंगहीन करने के बाद गुलाबी या लाल रंग में रंगने के लिए किया जाता है।)
Steps (चरण):- The Gram stain process involves applying these chemicals in the following sequence:
(ग्राम अभिरंजन की प्रक्रिया में इन रसायनों को निम्नलिखित अनुक्रम में लागू किया जाता है:)
- Apply crystal violet.
(क्रिस्टल वायलेट लागू करें।)
- Add iodine solution.
(आयोडीन विलयन डालें।)
- Decolorize with alcohol or acetone.
(एल्कोहल या ऐसीटोन से रंगहीन करें।)
- Counterstain with safranin.
(सेफ्रेनिन से काउंटरस्टेन करें।)
Result (परिणाम):- Gram-positive bacteria will retain the purple color, while Gram-negative bacteria will take up the red/pink color after the counterstain.
(ग्राम-सकारात्मक बैक्टीरिया बैंगनी रंग बनाए रखेंगे, जबकि ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया काउंटरस्टेन के बाद लाल/गुलाबी रंग प्राप्त करेंगे।)
Gram-Positive Bacteria (ग्राम-पॉजिटिव बैक्टीरिया):-
Cell Wall Composition (कोशिका भित्ति संरचना):-
> Have a thick peptidoglycan layer (20–80 nm) in their cell wall.
[इनकी कोशिका भित्ति में मोटी पेप्टिडोग्लाइकेन परत (20–80 nm) होती है।]
> Contain teichoic acids and lipoteichoic acids embedded in the cell wall.
(कोशिका भित्ति में टिकोइक एसिड और लिपोटिकोइक एसिड मौजूद होते हैं।)
> The thick peptidoglycan layer retains the crystal violet dye during Gram staining, appearing purple under a microscope.
(मोटी पेप्टिडोग्लाइकेन परत ग्राम स्टेनिंग के दौरान क्रिस्टल वायलेट अभिरंजक को पकड़ लेती है, जिससे ये माइक्रोस्कोप के नीचे बैंगनी रंग के दिखाई देते हैं।)
Outer Membrane (बाहरी झिल्ली):- Lack an outer membrane.
(अनुपस्थित।)
Periplasmic Space (पेरिप्लाज्मिक स्थान):- Minimal or absent.
(नगण्य या अनुपस्थित।)
Examples (उदाहरण):- Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Streptococcus pyogenes.
(स्टैफाइलोकोकस ऑरियस, बैसिलस सबटिलिस, स्ट्रेप्टोकोकस पायोजेन्स।)
Antibiotic Susceptibility (एंटीबायोटिक संवेदनशीलता):- More susceptible to antibiotics like penicillin that target peptidoglycan synthesis.
(पेप्टिडोग्लाइकन संश्लेषण को लक्षित करने वाले एंटीबायोटिक्स जैसे पेनिसिलिन के प्रति अधिक संवेदनशील।)
Gram-Negative Bacteria (ग्राम-नेगेटिव बैक्टीरिया):-
Cell Wall Composition (कोशिका भित्ति संरचना):-
> Have a thin peptidoglycan layer (2–10 nm).
[इनमें पतली पेप्टिडोग्लाइकन परत (2–10 nm) होती है।]
> Possess an outer membrane containing lipopolysaccharides (LPS), which are endotoxins and contribute to pathogenicity.
[बाहरी झिल्ली में लिपोपॉलिसेकेराइड्स (LPS) होते हैं, जो एंडोटॉक्सिन होते हैं और पैथोजेनिकता बढ़ाते हैं।]
> Do not retain the crystal violet dye; appear pink or red after Gram staining due to the safranin counterstain.
(क्रिस्टल वायलेट अभिरंजक को नहीं पकड़ते; इसलिए ग्राम स्टेनिंग के बाद सेफ्रानिन काउंटरस्टेन के कारण गुलाबी या लाल दिखाई देते हैं।)
Outer Membrane (बाहरी झिल्ली):- Present, providing an additional barrier to harmful substances.
(उपस्थित, जो हानिकारक पदार्थों के प्रति अतिरिक्त बाधा प्रदान करती है।)
Periplasmic Space (पेरिप्लाज्मिक स्थान):- Contains enzymes and proteins involved in nutrient processing and transport.
(इसमें एंजाइम और प्रोटीन होते हैं जो पोषक तत्वों की प्रक्रिया और परिवहन में सहायक होते हैं।)
Examples (उदाहरण):- Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi.
(एस्चेरिचिया कोलाई, स्यूडोमोनास एरुजिनोसा, साल्मोनेला टाइफी।)
Antibiotic Susceptibility (एंटीबायोटिक संवेदनशीलता):- Less susceptible to certain antibiotics due to the protective outer membrane.
(बाहरी झिल्ली के कारण कुछ एंटीबायोटिक्स के प्रति कम संवेदनशील।)
Heterotrophic bacteria (विषमपोषी जीवाणु):- These are a type of bacteria that derive their energy and carbon from organic compounds.
(ऐसे बैक्टीरिया होते हैं जो अपनी ऊर्जा और कार्बन के लिए जैविक यौगिकों पर निर्भर होते हैं।)
Saprobes (मृतोपजीवी):- Saprobes are organisms that feed on decaying organic matter, obtaining their nutrients by breaking down and absorbing the material.
(मृतोपजीवी वे जीव होते हैं जो सड़े-गले जैविक पदार्थों पर निर्भर रहते हैं और पोषक तत्व प्राप्त करने के लिए उन्हें तोड़कर अवशोषित करते हैं।)
Chemoautotrophy (कीमोऑटोट्रॉफी):-
Definition (परिभाषा):-
> Chemoautotrophs derive energy from inorganic chemical reactions and use CO₂ as their carbon source.
(कीमोऑटोट्रॉफ अकार्बनिक रासायनिक अभिक्रियाओं से ऊर्जा प्राप्त करते हैं और CO₂ को अपने कार्बन स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं।)
> They are typically found in extreme environments such as deep-sea vents or acidic hot springs.
(ये आमतौर पर चरम पर्यावरणीय परिस्थितियों जैसे गहरे समुद्री वेंट या अम्लीय गर्म झरनों में पाए जाते हैं।)
Energy Source (ऊर्जा स्रोत):- Obtain energy by oxidizing inorganic compounds (e.g., hydrogen sulfide, ammonia, iron ions).
(हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया, और लौह आयनों जैसे अनकार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण करके ऊर्जा प्राप्त करते हैं।)
Carbon Source (कार्बन स्रोत):- Use CO₂ to produce organic compounds via the Calvin cycle or similar pathways.
(कैल्विन चक्र या इसी तरह की प्रक्रियाओं के माध्यम से CO₂ का उपयोग कर कार्बनिक यौगिक बनाते हैं।)
Examples (उदाहरण):- Nitrifying bacteria (Nitrosomonas, Nitrobacter), sulfur-oxidizing bacteria (Thiobacillus), and iron-oxidizing bacteria (Acidithiobacillus).
[नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया (नाइट्रोसोमोनास, नाइट्रोबैक्टर), सल्फर-ऑक्सीडाइज़िंग बैक्टीरिया (थायोबैसिलस), और आयरन-ऑक्सीडाइज़िंग बैक्टीरिया (एसिडिथायोबैसिलस)।]
Ecological Role (पारिस्थितिक भूमिका):- Play a crucial role in biogeochemical cycles (e.g., nitrogen and sulfur cycles).
[जैव-भू-रासायनिक चक्रों (जैसे, नाइट्रोजन और सल्फर चक्र) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।]
Photoautotrophy (फोटोऑटोट्रॉफी):-
Definition (परिभाषा):- Photoautotrophs use light as their energy source and CO₂ as their carbon source to synthesize organic compounds.
(फोटोऑटोट्रॉफ प्रकाश को ऊर्जा स्रोत के रूप में और CO₂ को कार्बन स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं ताकि कार्बनिक यौगिक बना सकें।)
Energy Source (ऊर्जा स्रोत):- Light energy captured via photosynthetic pigments like chlorophyll.
(प्रकाश ऊर्जा को क्लोरोफिल जैसे प्रकाश संश्लेषण अभिरंजक के माध्यम से प्राप्त करते हैं।)
Carbon Source (कार्बन स्रोत):- CO₂, fixed during the Calvin cycle or other carbon fixation pathways.
(CO₂, जिसे कैल्विन चक्र या अन्य कार्बन स्थिरीकरण प्रक्रियाओं के माध्यम से तय किया जाता है।)
Types (प्रकार):-
i. Oxygenic Photoautotrophs (ऑक्सीजनिक फोटोऑटो ट्रॉफ्स):- Use water as an electron donor, releasing O₂ as a byproduct.
(जल को इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में उपयोग करते हैं और उप-उत्पाद के रूप में O₂ छोड़ते हैं।)
Examples (उदाहरण):- Cyanobacteria, plants, and algae.
(सायनोबैक्टीरिया, पौधे, और शैवाल।)
ii. Anoxygenic Photoautotrophs (एनऑक्सीजनिक फोटोऑटो ट्रॉफ्स):- Use other substances (e.g., hydrogen sulfide) as electron donors; do not produce O₂.
[हाइड्रोजन सल्फाइड जैसे अन्य पदार्थों को इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में उपयोग करते हैं; O₂ का उत्पादन नहीं करते।]
Examples (उदाहरण):- Purple sulfur bacteria, green sulfur bacteria.
(पर्पल सल्फर बैक्टीरिया, ग्रीन सल्फर बैक्टीरिया।)
Ecological Role (पारिस्थितिक भूमिका):- Contribute to primary production and the oxygenation of the Earth’s atmosphere.
(प्राथमिक उत्पादन में योगदान करते हैं और पृथ्वी के वायुमंडल के ऑक्सीकरण में सहायक हैं।)
Facultative anaerobic (वैकल्पिक अवायवीय):- These are bacteria are microorganisms that can survive in both the presence and absence of oxygen.
(ये बैक्टीरिया ऐसे सूक्ष्मजीव होते हैं जो ऑक्सीजन की उपस्थिति और अनुपस्थिति दोनों में जीवित रह सकते हैं।")