பாக்டீரியா — கட்டமைப்பு, வடிவங்கள் மற்றும் கிராம் சாயமிடல்
ஏன் இது முக்கியம்? Gram staining ஒரு நோய்க்காரணி பாக்டீரியம் Gram(+) அல்லது Gram(−) என்பதை தெரிந்தால், சரியான நுண்ணுயிர் தடுப்பு மருந்தை தேர்ந்தெடுக்கலாம் — இது மருத்துவத்தில் ஒரு நிமிட தீர்மானம்.
Staphylococcus (Gram+, ஊதா) உணவு நச்சு ஏற்படுத்தும்; E. coli (Gram−, இளஞ்சிவப்பு) குடல் தொற்று ஏற்படுத்தும் — வடிவமும் சாயமும் நோயை குறிக்கும் வரைபடம்.
- பாக்டீரியாவின் மூன்று அடிப்படை வடிவங்களையும் (கொக்கசு, பசிலசு, ஸ்பிரில்லம்) அவற்றின் கல ஒழுங்கமைப்புகளையும் வேறுபடுத்துதல்.
- ஊட்டச்சத்து வகைகள், ஒட்சிசன் சகிப்புத்தன்மை மற்றும் இனப்பெருக்க முறைகளின் அடிப்படையில் பாக்டீரியாவின் பல்வகைமையை விபரித்தல்.
- நுண்ணங்கிகளைக் காண்பதற்கான சாயமிடல் (staining) கொள்கையை விளக்குதல்.
பாக்டீரியா (Bacteria; ஒருமை bacterium) தனிக்கல (unicellular) புரோகரியோட்டிக் உயிரிகளாகும். அவை பல்வேறு உருவவியல் (morphological) வடிவங்களையும் ஒழுங்கமைப்புகளையும் வெளிப்படுத்துகின்றன. தனிக்கலத்தின் வடிவமே பாக்டீரியாவின் மிகத் தெளிவான கட்டமைப்புப் பண்பாகும்.
1. பாக்டீரியாவின் மூன்று அடிப்படை வடிவங்கள்
Bacterial shapes and arrangements
Wikipedia → · CC
- கோள வடிவம் — கொக்கசு (coccus; பன்மை cocci)
- தண்டு வடிவம் — பசிலசு (bacillus; பன்மை bacilli)
- சுருளி வடிவம் — ஸ்பிரில்லம் (spirillum; பன்மை spirilli)
கலப்பிரிவின் (cell division) போது, பிரிவடைந்த கலங்கள் ஒன்றோடொன்று இணைந்தே இருந்து வெவ்வேறு கல ஒழுங்கமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன.
கொக்கசு பாக்டீரியாவின் ஒழுங்கமைப்புகள் (coccus arrangements)
- மொனோகொக்கசு (monococcus): ஒரு தளத்தில் (one plane) பிரிவடைந்து, பிரிந்த கலங்கள் ஒன்றிலிருந்து ஒன்று பிரிந்து செல்லும்.
- டிப்ளோகொக்கசு (diplococcus): ஒரு தளத்தில் பிரிவடைந்து, கலங்கள் இணைகளாக (pairs) இணைந்திருக்கும்.
- ஸ்ட்ரெப்டோகொக்கசு (streptococcus): ஒரு தளத்தில் பிரிவடைந்து, கலங்கள் சங்கிலி (chain) வடிவில் இணைந்திருக்கும்.
- டெட்ரட் (tetrad): இரு தளங்களில் (two planes) பிரிவடைந்து, 4 கலங்கள் இணைந்திருக்கும்.
- சார்சினா (sarcinae): மூன்று தளங்களில் (three planes) பிரிவடைந்து, 8 கலங்கள் குழுவாக இணைந்திருக்கும்.
- ஸ்டபைலோகொக்கசு (staphylococcus): பல தளங்களில் (multiple planes) பிரிவடைந்து, திராட்சைக் கொத்துப் போன்ற (grape-like cluster) கலக் குழுக்களாக அமையும்.
பசிலசு பாக்டீரியாவின் ஒழுங்கமைப்புகள் (bacillus arrangements)
பசிலசு தனது குறுகிய அச்சில் (short axis) குறுக்காக மட்டுமே பிரிவடைகிறது. ஆகவே ஒழுங்கமைப்பு வடிவங்கள் சில மட்டுமே உள்ளன.
- தனி பசிலசு (single bacillus): தனித்த ஒற்றைத் தண்டு.
- டிப்ளோபசிலசு (diplobacillus): கலப்பிரிவின் பின் இணைகளாக இருக்கும்.
- ஸ்ட்ரெப்டோபசிலசு (streptobacillus): கலப்பிரிவின் பின் சங்கிலி வடிவில் இருக்கும்.
சுருளி பாக்டீரியாவின் வடிவங்கள் (spiral forms)
சுருளி பாக்டீரியாக்கள் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட முறுக்குகளைக் (twists) கொண்டவை; அவை ஒருபோதும் நேராக இருப்பதில்லை.
- விப்ரியோ (vibrio): கமா எழுத்துப் போன்ற ஒரு வளைவு கொண்டது.
- ஸ்பிரில்லம் (spirillum): திருகாணி போன்ற சுருள் வடிவம்; விறைப்பான உடல் (rigid body).
- ஸ்பைரோகீட் (spirochete): நெகிழ்வான (flexible) சுருள் உடல்.
2. ஊட்டச்சத்து வகைகள் (nutritional types)
சக்தி மூலம் (source of energy) மற்றும் கார்பன் மூலம் (source of carbon) ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் பாக்டீரியா நான்கு முக்கிய ஊட்டச்சத்து வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன.
| வகை | சக்தி மூலம் | கார்பன் மூலம் | எடுத்துக்காட்டு |
|---|---|---|---|
| ஒளியூட்டச்சத்தி (Photoautotroph) | ஒளி | கார்பனீரொட்சைட்டு (CO₂) | Purple / Green sulfur bacteria |
| இரசாயனயூட்டச்சத்தி (Chemoautotroph) | கனிம இரசாயனம் | CO₂ | Nitrobacter, Nitrosomonas, Thiobacillus |
| ஒளிபராசத்தி (Photoheterotroph) | ஒளி | கரிமச் சேர்வை | — |
| இரசாயனபராசத்தி (Chemoheterotroph) | கரிம இரசாயனம் | கரிமச் சேர்வை | — |
3. ஒட்சிசன் சகிப்புத்தன்மை (tolerance to oxygen)
E. coli — facultative anaerobic bacterium
Wikipedia → · CC
ஒட்சிசனைப் பொறுத்துக் கொள்ளும் தன்மையின் அடிப்படையில் பாக்டீரியா நான்கு குழுக்களாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன.
| குழு | பண்பு |
|---|---|
| கட்டாய காற்றுவாழி (Obligate aerobic) | உயிர்வாழ ஒட்சிசன் தேவை; ஒட்சியேற்றப் பொஸ்பரிலேற்றத்தால் (oxidative phosphorylation) சக்தி உற்பத்தி. |
| கட்டாய காற்றிலி (Obligate anaerobic) | ஒட்சிசன் இருப்பில் உயிர்வாழ முடியாது; நொதித்தலால் (fermentation) சக்தி உற்பத்தி. |
| தெரிவு காற்றிலி (Facultative anaerobic) | ஒட்சிசன் இருப்பை விரும்பும், ஆயினும் காற்றற்ற சூழலிலும் நொதித்தலால் வளரும். எ.கா. Escherichia coli. |
| நுண்காற்றுவாழி (Microaerophilic) | காற்றிலுள்ளதை விட குறைந்த ஒட்சிசன் செறிவில் வளரும். |
4. நைதரசன் நிலைப்படுத்தல் (nitrogen fixation)
சில பாக்டீரியா வளிமண்டல நைதரசனை நிலைப்படுத்தும் (fix) திறன் கொண்டவை:
- சுயேச்சை நைதரசன் நிலைப்படுத்தும் பாக்டீரியா (free-living): Azotobacter sp.
- கூட்டுயிர் நைதரசன் நிலைப்படுத்தும் பாக்டீரியா (symbiotic): Rhizobium sp. — பயற்றை வேர் முடிச்சுகளுடன்.
5. இனப்பெருக்கம் (reproduction)
பெரும்பாலான பாக்டீரியா இருகூற்றுப்பிளவு (binary fission) எனும் அலிங்க (asexual) முறையில் இனப்பெருக்கம் செய்கின்றன. சில சந்தர்ப்பங்களில் துண்டாதல் (fragmentation) அல்லது அரும்புதல் (budding) மூலமாகவும் நிகழ்கிறது. அரிதான சந்தர்ப்பங்களில் இரு இனப்பிரிவுகள் (strains) இணைவு (conjugation) எனும் செயல்முறை மூலம் ஒரு பகுதி பிறப்புரிமைப் பொருளை (genetic material) பகிர்ந்து கொள்கின்றன.
6. சாயமிடல் (staining)
Gram-positive coccus and Gram-negative rod
Wikipedia → · CC
பெரும்பாலான நுண்ணங்கிகள் சாதாரண ஒளி நுணுக்குக்காட்டியில் (light microscope) கிட்டத்தட்ட நிறமற்றதாகவே தோன்றுகின்றன. ஆகவே அவற்றைக் காண்பதற்கு சாயம் (dye) கொண்டு நிறமிடுதல் — அதாவது சாயமிடல் (staining) — தேவைப்படுகிறது. சாயமிடுவதற்கு முன், நுண்ணங்கிகள் நுணுக்குக்காட்டிக் கண்ணாடித் தகட்டில் நிலைப்படுத்தப்பட (fixed) வேண்டும்.
எளிய சாயம் (simple stain) என்பது ஒரு தனியான கார சாயத்தின் (basic dye) நீர்க்கரைசல் அல்லது அற்ககோல் கரைசல் ஆகும். எளிய சாயத்தின் முதன்மை நோக்கம், நுண்ணங்கியின் முழு உருவத்தையும் தனிப்படுத்திக் காட்டி, கல வடிவம், கல ஒழுங்கமைப்பு மற்றும் அடிப்படைக் கட்டமைப்புகளைத் தெரியச் செய்வதாகும். ஆய்வுகூடத்தில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் எளிய சாயங்கள்: மெத்திலீன் நீலம் (methylene blue), க்ரிஸ்டல் வயலெட் (crystal violet) மற்றும் சாஃப்ரனின் (safranin) ஆகும்.
| பண்பு | கிராம்-நேர் (Gram-positive) | கிராம்-எதிர் (Gram-negative) |
|---|---|---|
| பெப்டிடோகிளைக்கான் அடுக்கு | தடிமனானது | மெல்லியது |
| உட்நஞ்சு (LPS / endotoxin) | இல்லை | உண்டு |
| வெளிநஞ்சு (exotoxin) | பெரும்பாலும் உண்டு | சில மட்டுமே |
| எடுத்துக்காட்டு | Staphylococcus aureus | Escherichia coli, Salmonella typhi |
Bacteria (Updated)
Amoeba Sisters
- தனிக்கல புரோகரியோட்டுகள் / Unicellular prokaryotes
- தனிக்கல ஈயூக்கரியோட்டுகள் / Unicellular eukaryotes
- பலகல ஈயூக்கரியோட்டுகள் / Multicellular eukaryotes
- வைரசுகள் / Viruses
- பங்கசுகள் / Fungi
பதில் / Answer
- நிறம் / Colour
- கலத்தின் வடிவம் / Shape of the cell
- அளவு / Size
- இயக்கம் / Movement
- -
பதில் / Answer
- பசிலசு / Bacillus
- கொக்கசு (coccus) / Coccus
- ஸ்பிரில்லம் / Spirillum
- விப்ரியோ / Vibrio
- ஸ்பைரோகீட் / Spirochete
பதில் / Answer
- கொக்கசு / Coccus
- பசிலசு (bacillus) / Bacillus
- ஸ்பிரில்லம் / Spirillum
- விப்ரியோ / Vibrio
- -
பதில் / Answer
- ஸ்பிரில்லம் (spirillum) / Spirillum
- கொக்கசு / Coccus
- பசிலசு / Bacillus
- டெட்ரட் / Tetrad
- -
பதில் / Answer
- மொனோகொக்கசு / Monococcus
- டிப்ளோகொக்கசு (diplococcus) / Diplococcus
- ஸ்ட்ரெப்டோகொக்கசு / Streptococcus
- சார்சினா / Sarcinae
- ஸ்டபைலோகொக்கசு / Staphylococcus
பதில் / Answer
- ஸ்ட்ரெப்டோகொக்கசு (streptococcus) / Streptococcus
- டிப்ளோகொக்கசு / Diplococcus
- சார்சினா / Sarcinae
- டெட்ரட் / Tetrad
- -
பதில் / Answer
- டெட்ரட் / Tetrad
- ஸ்டபைலோகொக்கசு (staphylococcus) / Staphylococcus
- டிப்ளோகொக்கசு / Diplococcus
- மொனோகொக்கசு / Monococcus
- -
பதில் / Answer
- ஒரு தளம் / One plane
- இரு தளங்கள் / Two planes
- மூன்று தளங்கள் / Three planes
- பல தளங்கள் / Multiple planes
- -
பதில் / Answer
- டெட்ரட் / Tetrad
- சார்சினா (sarcinae) / Sarcinae
- ஸ்ட்ரெப்டோகொக்கசு / Streptococcus
- விப்ரியோ / Vibrio
- -
பதில் / Answer
- நீண்ட அச்சு / Long axis
- குறுகிய அச்சு (short axis) / Short axis
- மூலைவிட்ட அச்சு / Diagonal axis
- பல அச்சுகள் / Multiple axes
- -
பதில் / Answer
- டிப்ளோபசிலசு / Diplobacillus
- ஸ்ட்ரெப்டோபசிலசு (streptobacillus) / Streptobacillus
- தனி பசிலசு / Single bacillus
- சார்சினா / Sarcinae
- -
பதில் / Answer
- விப்ரியோ / Vibrio
- ஸ்பிரில்லம் (spirillum) / Spirillum
- ஸ்பைரோகீட் / Spirochete
- பசிலசு / Bacillus
- -
பதில் / Answer
- ஸ்பிரில்லம் / Spirillum
- ஸ்பைரோகீட் (spirochete) / Spirochete
- விப்ரியோ / Vibrio
- கொக்கசு / Coccus
- -
பதில் / Answer
- விப்ரியோ (vibrio) / Vibrio
- ஸ்பிரில்லம் / Spirillum
- ஸ்பைரோகீட் / Spirochete
- டெட்ரட் / Tetrad
- -
பதில் / Answer
- கரிமச் சேர்வை / Organic carbon
- கார்பனீரொட்சைட்டு (CO₂) / CO₂
- குளுக்கோஸ் / Glucose
- புரதம் / Protein
- -
பதில் / Answer
- ஒளியூட்டச்சத்தி / Photoautotroph
- இரசாயனயூட்டச்சத்தி (chemoautotroph) / Chemoautotroph
- ஒளிபராசத்தி / Photoheterotroph
- இரசாயனபராசத்தி / Chemoheterotroph
- -
பதில் / Answer
- வடிவம், அளவு / Shape, size
- சக்தி மூலம், கார்பன் மூலம் / Source of energy and carbon
- நிறம், இயக்கம் / Colour, motility
- pH, வெப்பநிலை / pH, temperature
- -
பதில் / Answer
- கட்டாய காற்றுவாழி (obligate aerobic) / Obligate aerobic
- கட்டாய காற்றிலி / Obligate anaerobic
- தெரிவு காற்றிலி / Facultative anaerobic
- நுண்காற்றுவாழி / Microaerophilic
- -
பதில் / Answer
- கட்டாய காற்றுவாழி / Obligate aerobic
- கட்டாய காற்றிலி (obligate anaerobic) / Obligate anaerobic
- நுண்காற்றுவாழி / Microaerophilic
- ஒளியூட்டச்சத்தி / Photoautotroph
- -
பதில் / Answer
- கட்டாய காற்றுவாழி / Obligate aerobic
- தெரிவு காற்றிலி (facultative anaerobic) / Facultative anaerobic
- கட்டாய காற்றிலி / Obligate anaerobic
- நுண்காற்றுவாழி / Microaerophilic
- -
பதில் / Answer
- நுண்காற்றுவாழி (microaerophilic) / Microaerophilic
- கட்டாய காற்றுவாழி / Obligate aerobic
- கட்டாய காற்றிலி / Obligate anaerobic
- தெரிவு காற்றிலி / Facultative anaerobic
- -
பதில் / Answer
- Rhizobium
- Azotobacter
- Escherichia
- Nitrobacter
- Staphylococcus
பதில் / Answer
- Azotobacter
- Rhizobium
- Thiobacillus
- Nitrosomonas
- -
பதில் / Answer
- இருகூற்றுப்பிளவு (binary fission) / Binary fission
- இணைவு / Conjugation
- மொட்டிடுதல் மட்டும் / Only budding
- இலிங்க இனப்பெருக்கம் / Sexual reproduction
- -
பதில் / Answer
- இருகூற்றுப்பிளவு / Binary fission
- இணைவு (conjugation) / Conjugation
- துண்டாதல் / Fragmentation
- அரும்புதல் / Budding
- -
பதில் / Answer
- கொதிக்க வைக்க / Boiled
- நிலைப்படுத்த (fixed) / Fixed to the slide
- உலர்த்த / Dried only
- குளிர்விக்க / Cooled
- -
பதில் / Answer
- இரு சாயங்களின் கலவை / A mixture of two dyes
- ஒரு தனி கார சாயத்தின் கரைசல் / A solution of a single basic dye
- ஒரு அமிலம் / An acid
- ஒரு நொதியம் / An enzyme
- -
பதில் / Answer
- மெத்திலீன் நீலம் / Methylene blue
- க்ரிஸ்டல் வயலெட் / Crystal violet
- சாஃப்ரனின் / Safranin
- அயடின் / Iodine
- -
பதில் / Answer
- கிராம்-நேர் / Gram-positive
- கிராம்-எதிர் (Gram-negative) / Gram-negative
- அனைத்து பாக்டீரியா / All bacteria
- வைரசுகள் / Viruses
- -
பதில் / Answer
- புரதம் / Protein
- லிப்போபல்சக்கரைட்டு (LPS) / Lipopolysaccharide
- நியூக்கிளிக் அமிலம் / Nucleic acid
- கொழுப்பு மட்டும் / Lipid only
- -
பதில் / Answer
- கிராம்-நேர் பாக்டீரியா / Gram-positive bacteria
- கிராம்-எதிர் பாக்டீரியா மட்டும் / Only Gram-negative
- வைரசுகள் / Viruses
- பங்கசுகள் / Fungi
- -
பதில் / Answer
- பாக்டீரியாவின் மூன்று அடிப்படை வடிவங்களைப் பெயரிட்டு, தலா ஒரு எடுத்துக்காட்டு வடிவம் தருக. / Name the three basic bacterial shapes and give one example form of each. (3)
- கொக்கசு பாக்டீரியாவில் டிப்ளோகொக்கசு, ஸ்ட்ரெப்டோகொக்கசு, ஸ்டபைலோகொக்கசு ஆகியன எவ்வாறு உருவாகின்றன என விளக்குக. / Explain how diplococcus, streptococcus and staphylococcus arrangements arise. (3)
- பாக்டீரியாவின் இனப்பெருக்க முறைகளைக் கூறி, இணைவின் (conjugation) முக்கியத்துவத்தைக் குறிப்பிடுக. / State the modes of bacterial reproduction and note the importance of conjugation. (2)
- எளிய சாயத்தின் (simple stain) நோக்கம் என்ன? இரு எடுத்துக்காட்டுகள் தருக. / What is the purpose of a simple stain? Give two examples. (2)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) ஒரு தளப் பிரிவின் பின் இணைகளாக → டிப்ளோகொக்கசு; சங்கிலியாக → ஸ்ட்ரெப்டோகொக்கசு; பல தளப் பிரிவின் பின் திராட்சைக் கொத்தாக → ஸ்டபைலோகொக்கசு. (3)
(இ) பெரும்பாலும் இருகூற்றுப்பிளவு (அலிங்கம்); சில வேளை துண்டாதல்/அரும்புதல்; இணைவு — இரு இனப்பிரிவுகள் பிறப்புரிமைப் பொருளைப் பகிர்வதால் பல்வகைமை. (2)
(ஈ) முழு நுண்ணங்கியையும் தனிப்படுத்திக் காட்டி வடிவம்/ஒழுங்கமைப்பு/கட்டமைப்பைத் தெரியச் செய்தல்; எ.கா. மெத்திலீன் நீலம், க்ரிஸ்டல் வயலெட். (2)
பாக்டீரியாவின் பல்வகைமையை வடிவம், ஊட்டச்சத்து வகை, ஒட்சிசன் சகிப்புத்தன்மை மற்றும் இனப்பெருக்க முறைகளின் அடிப்படையில் விபரிக்க. / Describe the diversity of bacteria in terms of shape, nutritional type, oxygen tolerance and reproduction.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• ஊட்டச்சத்து: ஒளி/இரசாயன × ஊட்டச்சத்தி/பராசத்தி — 4 வகை (சக்தி + கார்பன் மூலம்).
• ஒட்சிசன்: கட்டாய காற்றுவாழி, கட்டாய காற்றிலி, தெரிவு காற்றிலி (E. coli), நுண்காற்றுவாழி.
• நைதரசன் நிலைப்படுத்தல்: Azotobacter (சுயேச்சை), Rhizobium (கூட்டுயிர்).
• இனப்பெருக்கம்: இருகூற்றுப்பிளவு (முதன்மை), துண்டாதல்/அரும்புதல், இணைவு (genetic exchange).
பதில் / Show answer
- புரோக்கரியோட்டு; வடிவம்: கோளம் (cocci), தண்டு (bacilli), சுருள்.
- கட்டமைப்பு: கலச்சுவர், உறை, இழைச்சுருள், பிளாஸ்மிட்.
- கிராம் +ve = தடித்த பெப்டிடோகிளைக்கான் (ஊதா); −ve = மெல்லிய (இளஞ்சிவப்பு).