🦠 Archaebacteria (আর্কিব্যাকটেরিয়া)
আর্কিব্যাকটেরিয়া হলো একধরনের ব্যাকটেরিয়া যারা অত্যন্ত কঠিন ও প্রতিকূল পরিবেশে বাস করতে পারে। এদেরকে "প্রাচীন ব্যাকটেরিয়া" বলা হয় কারণ এরা পৃথিবীর আদিকাল থেকেই টিকে আছে।
🌟 বৈশিষ্ট্য (Characteristics)
- এরা অত্যন্ত প্রতিকূল পরিবেশে বাঁচতে পারে, যেমন:
- অত্যন্ত লবণাক্ত অঞ্চল (extreme salty areas)
- উষ্ণ প্রস্রবণ (hot springs)
- জলাবদ্ধ ও দুর্গন্ধময় স্থান (marshy areas)
- এদের কোশপ্রাচীর (cell wall) সাধারণ ব্যাকটেরিয়ার চেয়ে আলাদা। এতে peptidoglycan থাকে না
- এদের কোশঝিল্লি (cell membrane)-তে থাকে branched-chain lipids (phytanyl side chains) যা ঝিল্লির তরলতা (fluidity) কমিয়ে দেয়, ফলে প্রতিকূল পরিবেশে টিকে থাকতে সাহায্য করে
🧬 Archaebacteria-এর প্রধান ৩টি প্রকারভেদ
1️⃣ Methanogens (মিথেনজেনস)
বাসস্থান: জলাবদ্ধ, পচা জায়গা (marshy areas)
কাজ:
- CO₂, methanol, ও formic acid-কে methane (CH₄) গ্যাসে রূপান্তর করে
- গরু, মহিষের জঠরে (gut) থাকে
- এরা chemoautotrophs (রাসায়নিক শক্তি ব্যবহার করে খাদ্য তৈরি করে)
- Biogas (জৈবগ্যাস) উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ
🔬 উদাহরণ: Methanobacterium, Methanococcus
2️⃣ Halophiles (হ্যালোফাইলস)
বাসস্থান: অত্যন্ত লবণাক্ত পরিবেশ – যেমন salt lakes, Dead Sea, brine pools ইত্যাদি
বৈশিষ্ট্য:
- দৃঢ় আলোতে (intense light) একটি বেগুনি রঙের ঝিল্লি তৈরি করে, যেটি bacteriorhodopsin নামক রঞ্জক (pigment) দ্বারা গঠিত
- এটি সূর্যালোকের শক্তি ব্যবহার করে খাদ্য তৈরি করে (photoheterotrophic)
🔬 উদাহরণ: Halobacterium, Halococcus
3️⃣ Thermoacidophiles (থার্মোঅ্যাসিডোফাইলস)
বাসস্থান: উষ্ণ ও অম্লীয় (acidic) পরিবেশ – যেমন hot water springs
পরিবেশ:
- তাপমাত্রা: প্রায় 80°C
- pH: প্রায় 2.0
কাজ:
- Sulphur (গন্ধক) অক্সিডাইজ করে sulphuric acid তৈরি করে
- এতে যে শক্তি উৎপন্ন হয় তা খাদ্য তৈরিতে ব্যবহার হয়
- এরা chemosynthetic autotrophs
🔬 উদাহরণ: Thermoplasma, Thermoproteus
📌 সারাংশ (Summary Table)
টাইপ | বাসস্থান | বৈশিষ্ট্য | উদাহরণ |
---|---|---|---|
Methanogens | জলাবদ্ধ স্থান, প্রাণীর জঠর | Methane তৈরি করে | Methanobacterium, Methanococcus |
Halophiles | লবণাক্ত জল | Bacteriorhodopsin দ্বারা আলো ব্যবহার | Halobacterium, Halococcus |
Thermoacidophiles | গরম ও অম্লীয় প্রস্রবণ | Sulphur অক্সিডাইজ করে শক্তি পায় | Thermoplasma, Thermoproteus |
Gram Positive & Negative Bacteria
🧫 Gram Staining Procedure (CIAS Method)
👉 এটি একটি differential staining technique, যা ব্যাকটেরিয়াকে দুইভাগে ভাগ করে:
🔹 Gram Positive
🔸 Gram Negative
> এই প্রক্রিয়াটি 1884 সালে Hans Christian Gram আবিষ্কার করেন
🔬 CIAS Method (with time)
Step | Reagent | Time | Action |
---|---|---|---|
C = Crystal Violet | Primary stain | 1 minute | সব ব্যাকটেরিয়া বেগুনি রঙ ধারণ করে |
I = Iodine solution (Mordant) | 1 minute | Dye-iodine complex গঠন করে – রঙ স্থায়ী করতে সাহায্য করে | |
A = Alcohol (95% Ethanol or Acetone) | Decolorizer | 10–30 seconds | Gram Negative-এর রঙ চলে যায়, Gram Positive-এর থাকে |
S = Safranin | Counter stain | 30 seconds – 1 minute | Gram Negative ব্যাকটেরিয়া গোলাপি রঙ ধারণ করে |
🟣 Gram Positive Bacteria
👉 যেসব ব্যাকটেরিয়া crystal violet-এর রঙ ধরে রাখে (বেগুনি রঙ দেখা যায়), তারা Gram Positive
🔍 বৈশিষ্ট্য (Features):
- কোষপ্রাচীর (cell wall) মোটা — Peptidoglycan স্তর বেশি (60–90%)
- Teichoic acid থাকে
- Outer membrane থাকে না
- Alcohol treatment-এ dye বের হয় না → বেগুনি রঙই থাকে
🔬 উদাহরণ:
- Bacillus
- Clostridium
- Streptococcus
- Staphylococcus
🔴 Gram Negative Bacteria
👉 যেসব ব্যাকটেরিয়া Alcohol/Acetone treatment-এ রঙ হারিয়ে ফেলে এবং পরে Safranin দ্বারা গোলাপি রঙ ধারণ করে, তারা Gram Negative
🔍 বৈশিষ্ট্য (Features):
- Peptidoglycan স্তর পাতলা (10%)
- Outer membrane থাকে, যা lipopolysaccharide (LPS) যুক্ত
- Teichoic acid থাকে না
- Alcohol treatment-এ dye বের হয়ে যায় → Safranin দ্বারা গোলাপি দেখায়
🔬 উদাহরণ:
- Escherichia coli (E. coli)
- Salmonella
- Vibrio cholerae
- Neisseria
📌 Summary Table
Feature | Gram Positive | Gram Negative |
---|---|---|
Peptidoglycan | মোটা (60–90%) | পাতলা (10%) |
Teichoic Acid | থাকে | থাকে না |
Outer Membrane | থাকে না | থাকে |
Staining Color | বেগুনি (Purple) | গোলাপি (Pink) |
Alcohol Effect | রঙ যায় না | রঙ চলে যায় |
Example | Streptococcus, Bacillus | E. coli, Salmonella |
Eubacteria
Eubacteria (ইউব্যাকটেরিয়া)
সবার জন্য পরিচিত বা সাধারণ ব্যাকটেরিয়াদের অন্তর্গত।
Rigid cell wall (কঠিন কোষ প্রাচীর) থাকে।
অনেকগুলি উপগোষ্ঠী অন্তর্ভুক্ত করে:
- Cyanobacteria (সায়ানোব্যাকটেরিয়া)
- Mycoplasma (মাইকোপ্লাজমা)
- Actinomycetes (অ্যাক্টিনোমাইসেটস)
- Rickettsiae (রিকেটসিয়া)
- Chlamydiae (ক্ল্যামাইডিয়া)
- Spirochaetes (স্পাইরোকেটস)
Cyanobacteria (সায়ানোব্যাকটেরিয়া)
★ গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য:
- Gram-negative, photosynthetic prokaryotes (গ্রাম-নেগেটিভ, আলোকসংলেষী প্রক্যারিওট)।
- পৃথিবীর প্রথম oxygenic photosynthesis করা জীব — বাতাসে অক্সিজেন যুক্ত করে।
- Blue-Green Algae (BGA) নামেও পরিচিত।
- Cyanophyceae বা Myxophyceae শ্রেণিতে রাখা হয়।
★ আবাসস্থল:
- Freshwater (মিঠা জল), Marine (লবণাক্ত জল) উভয়েই পাওয়া যায়।
- Red Sea-র নাম এসেছে Trichodesmium erythraeum থেকে, যা একপ্রকার সায়ানোব্যাকটেরিয়া।
★ Symbiosis (সহবাস সম্পর্ক):
- Anabaena azollae → Azolla (জলজ ফার্ন) এর সাথে।
- Anabaena cycadae → সাইকাস এর coralloid roots-এ।
- Lichens-এ সায়ানোব্যাকটেরিয়া শৈবাল অংশ হিসেবে থাকে।
Structural Organisation (গঠনগত বৈশিষ্ট্য)
- Unicellular, Filamentous অথবা Colonial হতে পারে।
- Filamentous ফর্মে অনেকগুলো কোষযুক্ত থ্রেড (trichome) থাকে যেটি mucilaginous sheath (জেলির মতো আবরণ) দ্বারা পরিবেষ্টিত থাকে।
★ Cell structure:
- Prokaryotic type (প্রোক্যারিওটিক ধরণ): কোনও প্রকৃত নিউক্লিয়াস নেই।
- Cell wall: 4-layered + mucilaginous sheath (mucopeptide দ্বারা গঠিত)।
- Ribosome: 70s
- Thylakoids (থাইলাকয়েড): সালোকসংশ্লেষের জন্য বিশেষ গঠন , যার মধ্যে থাকে:
- Chlorophyll-a (ক্লোরোফিল-এ)
- Phycobilins (ফাইকোবিলিনস) → Phycocyanin ও Phycoerythrin
Reserve Food Materials (সংরক্ষিত খাদ্য উপাদান)
নাম | উপাদান | বৈশিষ্ট্য |
---|---|---|
Cyanophycean granules | Protein | প্রোটিন স্টোর |
B-granules | Fat droplets | চর্বি স্টোর |
a-granule | Glycogen-like starch | Iodine test-এ negative |
Volutin body | Phosphate | ফসফেট স্টোর |
Polyhedral body | Rubisco rich | CO₂ ফিক্সেশনে সহায়ক |
🧬 Metabolism in Cyanobacteria
🔹 Self-dependent nature (স্বনির্ভরতা)
Cyanobacteria হলো সবচেয়ে স্বনির্ভর (self-dependent) জীব।
এরা:
- CO₂ ব্যবহার করে নিজে খাদ্য তৈরি করতে পারে (photosynthesis)
- Atmospheric nitrogen (N₂) কে ammonium compound-এ রূপান্তর করতে পারে (biological nitrogen fixation)
🌿 Biological Nitrogen Fixation (জৈবিক নাইট্রোজেন স্থিরীকরণ)
- এটি একটি anaerobic process (অবাতাবদ্ধ প্রক্রিয়া)
- এই প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় nitrogenase enzyme
- এই উৎসেচক অক্সিজেন সংবেদনশীল (oxygen-sensitive) — অর্থাৎ অক্সিজেন থাকলে কাজ করতে পারে না। কেবলমাত্র অক্সিজেন অনুপস্থিত থাকলেই কার্যকর হয়।
🌱 Heterocyst (হেটেরোসিস্ট)
Nitrogen fixation মূলত হয় বিশেষ ধরনের কোশে যাকে বলে heterocyst — উদাহরণ: Nostoc
নাইট্রোজেন ফিক্সেশনের ধাপ (Steps of Nitrogen Fixation)
১. N₂ গ্যাস ব্যাপন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে হেটারোসিস্টে প্রবেশ করে
২. Nitrogenase এনজাইম দ্বারা রূপান্তর
৩. উৎপন্ন Ammonia (NH₃) পরবর্তীতে Amino acid বা Glutamine এ রূপান্তরিত হয়
৪. Nitrogenous compounds পরে Vegetative cell (সাধারণ কোষ) এ পাঠানো হয়
✅ Heterocyst-এর বৈশিষ্ট্য
বৈশিষ্ট্য | বিবরণ |
---|---|
Thickened Cell Wall | অক্সিজেন প্রবেশ করতে বাধা দেয় → অক্সিজেনহীন পরিবেশ তৈরি করে |
Terminal Pores | কোষের শেষ প্রান্তে ছোট ছিদ্র থাকে, যেখানে polar granule তৈরি হয় পরিণত অবস্থায় |
No PS-II Activity | PS-II (Photosystem II) থাকে না, তাই অক্সিজেন তৈরি হয় না |
Only PS-I Active | ATP উৎপাদনের জন্য PS-I সক্রিয় থাকে |
CO₂ Fixation | হয় শুধুমাত্র vegetative cells দ্বারা, heterocyst নয় |
এই nitrogen fixation-এর ফলে cyanobacteria মাটিতে নাইট্রোজেনযুক্ত যৌগ ছড়িয়ে soil fertility বৃদ্ধি করে।
তাই এগুলোকে biofertilizer (জৈব সার) হিসেবেও বিবেচনা করা হয়।
🧬 Reproduction in Cyanobacteria (সায়ানোব্যাকটেরিয়ার জনন)
🔹 Sexual Reproduction (যৌন জনন)
❌ নেই (Absent)
🔹 Asexual Reproduction (অযৌন জনন)
Cyanobacteria প্রধানত অযৌনভাবে বংশবৃদ্ধি করে। নিচের পদ্ধতিগুলির মাধ্যমে এটি ঘটে:
পদ্ধতি | বিবরণ |
---|---|
1. Binary Fission (দ্বিখণ্ডন) | একক কোষ বিভাজিত হয়ে দুটি কোষ তৈরি করে |
2. Fragmentation (খণ্ডবিভাজন) | Filamentous forms ভেঙে আলাদা খণ্ড তৈরি হয়, প্রতিটি খণ্ড থেকে নতুন গঠন হয় |
3. Heterocyst (হেটেরোসিস্ট) | কিছু ক্ষেত্রে হেটেরোসিস্ট থেকেও নতুন ফিলামেন্ট তৈরি হতে পারে |
4. Akinetes (অ্যাকিনিটস) | ঘনকোষীয় স্পোর যা প্রতিকূল পরিবেশে তৈরি হয় এবং অনুকূল অবস্থায় নতুন কোষে পরিণত হয় |
🌿 Importance of Cyanobacteria (সায়ানোব্যাকটেরিয়ার গুরুত্ব)
ক্ষেত্র | বিস্তারিত |
---|---|
1. Evolutionary Role (উদ্ভবীয় ভূমিকা) | পৃথিবীর প্রাচীনতম অক্সিজেন উৎপাদনকারী জীব। Oxygenic photosynthesis-এর মাধ্যমে বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেন সরবরাহ করে aerobic life এর বিকাশ ঘটায় |
2. Nitrogen Fixation (নাইট্রোজেন স্থিরীকরণ) |
বাতাসের নাইট্রোজেনকে অ্যামোনিয়ামে রূপান্তর করে মাটিকে উর্বর করে তোলে ✅ Tolypothrix ও Aulosira → non-symbiotic nitrogen fixation করে ধানক্ষেতে ✅ Nostoc ও Anabaena → usār soil (লবণাক্ত অনুর্বর) মাটি পুনরুদ্ধারে সহায়ক |
3. Symbiosis (সহবাস) | প্রায় প্রতিটি উদ্ভিদের সাথেই সহবাসমূলক সম্পর্ক গড়ে তোলে (e.g., lichen, azolla) |
4. SCP (Single Cell Protein) | Spirulina → খাদ্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়, প্রোটিন সমৃদ্ধ, অ-বিষাক্ত ও দ্রুত বর্ধনশীল |
5. Medicinal Use (ঔষধি ব্যবহার) | Lyngbya extract → অ্যান্টিবায়োটিক তৈরিতে ব্যবহৃত হয় |
6. Harmful Role (ক্ষতিকর দিক) | কিছু Cyanobacteria যেমন Microcystis aeruginosa, Anabaena flos-aquae, Aphanizomenon flos-aquae → Algal bloom তৈরি করে, যা জলজ পরিবেশ দূষিত করে |
🔵📚 Knowledge Cloud: Gaidukov's Phenomenon (Complementary Chromatic Adaptation)
🌈 Gaidukov's Phenomenon
👉 এটি Cyanobacteria (বা Blue-Green Algae) এর এক বিশেষ অনুকূলন প্রক্রিয়া (adaptive mechanism), যেখানে তারা পরিবেশে বিদ্যমান আলোর বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনুযায়ী তাদের দেহে থাকা photosynthetic pigments-এর অনুপাত পরিবর্তন করে, ফলে তাদের দেহের রঙ পরিবর্তন হয়।
💡 উদাহরণ (Example)
-
•
Trichodesmium erythraeum:
এই cyanobacterium প্রজাতি Gaidukov's phenomenon প্রদর্শন করে।
এটি লাল রঙের জলের সৃষ্টি করে বলে এটিকে "Red Sea causing alga" ও বলা হয়।
🔎 কীভাবে কাজ করে?
Cyanobacteria তে উপস্থিত প্রধান photosynthetic pigments হল:
(সবুজ)
(নীল)
(লাল)
যখন আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কমে যায় বা পরিবর্তিত হয়, তখন:
- ✅ তারা কম আলো শোষণকারী রঞ্জক (pigment) এর পরিমাণ কমিয়ে,
- ✅ বেশি কার্যকরী রঞ্জক এর পরিমাণ বাড়িয়ে দেয়।
🔁 ফলে তারা নানা রঙের আলোতে টিকে থাকতে ও photosynthesis চালিয়ে যেতে পারে।
Cyanobacteria এর এই অভিযোজন ক্ষমতা তাদেরকে বিভিন্ন পরিবেশে বেঁচে থাকতে সাহায্য করে!
Detailed Comparison of Bacteria
Category | Eubacteria | Cyanobacteria | Archaebacteria | Gram-Positive | Gram-Negative |
---|---|---|---|---|---|
Habitat | Soil, water, living organisms | Freshwater, marine, moist surfaces | Extreme environments (hot springs, salt pans) | Soil, human body | Water, gut, pathogenic |
Cell Wall | Peptidoglycan (murein) | Peptidoglycan + outer lipid layer | Pseudopeptidoglycan or S-layer | Thick peptidoglycan (20-80 nm) | Thin peptidoglycan (2-7 nm) + LPS outer membrane |
Cell Organelles | 70S ribosomes, no membrane-bound organelles | Thylakoids for photosynthesis, gas vacuoles | 70S ribosomes, unique membrane lipids | 70S ribosomes, mesosomes | 70S ribosomes, periplasmic space |
Genetic Material | Circular DNA (nucleoid), plasmids | Circular DNA, no nucleus | Circular DNA with histones (eukaryote-like) | Circular DNA + plasmids | Circular DNA + plasmids |
Types of Movement | Flagella, gliding, or non-motile | Gliding (no flagella) | Flagella or non-motile | Flagella (e.g., Bacillus) | Flagella, pili (twitching motility) |
Nutrition | Autotrophic (photo/chemo) or heterotrophic | Photoautotrophic (oxygenic) | Chemoautotrophic (methanogens, halophiles) | Heterotrophic (some autotrophic) | Heterotrophic (many pathogens) |
Reserve Food | Glycogen, polyphosphate granules | Cyanophycean starch | Glycogen-like polymers | Glycogen, volutin granules | PHB (poly-β-hydroxybutyrate) |
Reproduction | Binary fission, conjugation | Binary fission, fragmentation, hormogonia | Binary fission, budding | Binary fission, endospores | Binary fission, conjugation (via pili) |
Life Cycle | Simple, no alternation of generations | Simple, no alternation | Simple | Simple | Simple |
Special Features (NEET) |
|
|
|
|
|
Examples | Escherichia coli, Rhizobium | Nostoc, Anabaena | Halobacterium, Methanococcus | Lactobacillus, Streptococcus | E. coli, Salmonella |
NEET Quick Recap:
- Gram Staining: Gram (+) = Thick peptidoglycan (purple); Gram (−) = LPS outer membrane (pink).
- Nitrogen Fixers: Cyanobacteria (heterocysts) & Rhizobium.
- Pathogens: Gram-negative (LPS endotoxins) cause diseases like typhoid, cholera.
- Extremophiles: Only Archaebacteria survive extreme pH/salinity/temperature.