நுண்ணங்கியியல் (Microbiology) என்பது தனித்தனியாக இருக்கும்போது வெற்றுக் கண்ணால் தெளிவாக அவதானிக்க முடியாத அளவுக்குச் சிறிய அங்கிகளைப் — நுண்ணங்கிகளைப் (microorganisms) — பற்றிய கற்கையாகும். இதில் கற்கப்படும் முக்கிய குழுக்கள்: பாக்டீரியா, ஆர்க்கீயா, நீலப்பச்சைப் பாக்டீரியா / சயனோபாக்டீரியா, பூஞ்சை, புரோட்டிஸ்ட், மூலக்கூற்றுநிலை நுண்ணங்கிகள் (மொலிக்யூட்ஸ் — மைக்கோபிளாஸ்மா, பைட்டோபிளாஸ்மா), நச்சுயிரிகள் (வைரஸ்), வைரொயிட்டுகள், பிரியோன்கள்.
நுணுக்குக்காட்டிக்குரிய தன்மை: பொதுவாக 0.1 மி.மீ. இலும் சிறிய பருமனுடையவை என்பதால் வெற்றுக் கண்ணால் காண முடியாது; நுணுக்குக்காட்டியின் உதவியுடன் மட்டுமே அவதானிக்கப்படுகின்றன. நுண்ணங்கிகளும் அவற்றின் கூறுகளும் மைக்ரோமீட்டர் (µm = 10⁻⁶ m) மற்றும் நனோமீட்டர் (nm = 10⁻⁹ m) அலகுகளில் அளக்கப்படுகின்றன.
வியாபகத் தன்மை: நீர், மண், வளி மற்றும் ஏனைய அங்கிகளின் உள்/வெளிப்பரப்புகளில் எங்கும் காணப்படுகின்றன. கடல்/நன்னீர் நுண்ணங்கிகள் உணவுச் சங்கிலியின் அடிப்படையை அமைத்து முதலாம் உற்பத்தியாளர்களாகச் செயற்படுகின்றன; மண் நுண்ணங்கிகள் தனிமங்களை மீள்சுழற்சி செய்கின்றன; வளியில் உயிர்த்தூசுத் துகள்களாக (bioaerosols) பயணித்து நோய்ப்பரவலுக்கும் ஏதுவாகலாம். பெரும்பான்மையானவை நன்மை பயப்பவை அல்லது தீங்கற்றவை என்றாலும், நச்சுயிரிகள் மட்டும் எப்போதும் தீமை விளைவிக்கின்றன.
| அதிதீவிர நாடி வகை | வாழும் சூழல் |
|---|---|
| வெப்பநாடிகள் (Thermophiles) | உயர் வெப்பநிலை |
| குளிர்நாடிகள் (Psychrophiles) | தாழ் வெப்பநிலை |
| அமிலநாடிகள் (Acidophiles) | தாழ் pH |
| உவர்நாடிகள் (Halophiles) | உயர் NaCl / உப்புச் செறிவு |
| அமுக்கநாடிகள் (Barophiles) | உயர் அமுக்கம் (ஆழ்கடல்) |
உயர் வளர்ச்சிவீதம்: சிறிய உடற்பருமன் காரணமாக உயர் மேற்பரப்பு/கனவளவு விகிதம் கிடைக்கிறது; இதனால் பொருட்கள் கலத்தினுள் செல்லும் வீதமும் கழிவு வெளியேறும் வீதமும் அதிகரித்து உயர் வளர்சிதைமாற்ற வீதம் ஏற்படுகிறது. விளைவாக குடித்தொகையை இரட்டிப்பாக்கத் தேவையான சராசரி தலைமுறைக் காலம் (generation time) ஒப்பீட்டளவில் மிகக் குறைவு.
பல்வகைமை: உருவவியல் ரீதியாக (பாக்டீரியாவின் 3 அடிப்படை வடிவங்கள் — பிரிவு 2), போசணை ரீதியாக (4 வகைகள் — பிரிவு 5), உடற்றொழில் ரீதியாக (ஒட்சிசன் தாங்கற்தன்மையின் 4 குழுக்கள் — பிரிவு 5) நுண்ணங்கிகள் பெரிதும் மாறுபடுகின்றன.
பாக்டீரியா தனிக்கல புரோகரியோட்டிக் உயிரிகள். தனிக்கலத்தின் வடிவமே பாக்டீரியாவின் மிகத் தெளிவான கட்டமைப்புப் பண்பு. மூன்று அடிப்படை வடிவங்கள் மட்டுமே உள்ளன — கோளம் (கொக்கசு), தண்டு (பசிலசு), சுருளி (ஸ்பிரில்லம்). கலப்பிரிவின் போது பிரிவடைந்த கலங்கள் இணைந்தே இருந்து வெவ்வேறு ஒழுங்கமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன.
சக்தி மூலம் + கார்பன் மூலத்தின் அடிப்படையில் நான்கு போசணை வகைகள் உள்ளன — ஒளியூட்டச்சத்தி, இரசாயனயூட்டச்சத்தி, ஒளிபராசத்தி, இரசாயனபராசத்தி (முழு அட்டவணை பிரிவு 5 இல்). ஒட்சிசன் தாங்கற்தன்மையின் அடிப்படையில் நான்கு குழுக்கள் — கட்டாய காற்றுவாழி, கட்டாய காற்றிலி, தெரிவு காற்றிலி (உ-ம் E. coli), நுண்காற்றுவாழி. நைதரசன் நிலைப்படுத்தலில் Azotobacter (சுயேச்சை), Rhizobium (பயற்றை வேர் முடிச்சுடன் கூட்டுயிர்) ஈடுபடுகின்றன. பெரும்பாலான பாக்டீரியா இருகூற்றுப்பிளவால்இணைவு (conjugation) மூலம் மரபுப்பொருள் பகிர்வு.
பெரும்பாலான நுண்ணங்கிகள் ஒளி நுணுக்குக்காட்டியில் நிறமற்றதாகத் தோன்றுவதால், காண்பதற்குச் சாயமிடல் தேவை; சாயமிடுவதற்கு முன் கண்ணாடித் தகட்டில் நிலைப்படுத்த வேண்டும். எளிய சாயம் (simple stain) — ஒரு தனிக் கார சாயத்தின் கரைசல் (மெத்திலீன் நீலம், க்ரிஸ்டல் வயலெட், சாஃப்ரனின்) — முழு நுண்ணங்கியையும் தனிப்படுத்திக் காட்டும்.
கிராம் சாயமிடல்: கலச்சுவரின் பெப்டிடோகிளைக்கான் அடுக்கின் தடிமனைப் பொறுத்து பாக்டீரியா கிராம்-நேர் (தடித்த சுவர், ஊதா) அல்லது கிராம்-எதிர் (மெல்லிய சுவர், இளஞ்சிவப்பு) என வகைப்படுகின்றன.
| பண்பு | கிராம்-நேர் | கிராம்-எதிர் |
|---|---|---|
| பெப்டிடோகிளைக்கான் | தடிமனானது | மெல்லியது |
| உட்நஞ்சு (LPS/endotoxin) | இல்லை | உண்டு (இறந்து சுவர் உடையும்போது வெளியேறும்) |
| வெளிநஞ்சு (exotoxin) | பெரும்பாலும் உண்டு | சில மட்டுமே |
| எடுத்துக்காட்டு | Staphylococcus aureus | E. coli, Salmonella typhi |
நச்சுயிரிகள் புரோகரியோட்டோ யூகரியோட்டோ அல்ல; கலவொழுங்கமைப்பே இல்லை. விருந்து வழங்கிக் கலத்திற்கு வெளியே எவ்வித அனுசேபமோ இனப்பெருக்கமோ இல்லை என்பதாலேயே இவை உயிருள்ளனவாகக் கருதப்படுவதில்லை; ஆனால் விருந்து கலத்தினுள் நுழைந்ததும் பெருகி தொற்றை உண்டாக்கும் என்பதால் கட்டுப்பட்ட ஒட்டுண்ணிகள். கட்டமைப்பு: நியூக்கிளிக் அமில (DNA அல்லது RNA) மைய மையப்பொருள் + அதைச் சூழும் காப்சிட் எனும் புரத உறை (காப்சோமியர்களால் ஆனது). RNA நச்சுயிரிகளில் தலைகீழ் டிரான்ஸ்கிரிப்டேஸ் நொதியம் உண்டு.
காப்சிட்டின் அமைப்பின் அடிப்படையில் இரு சமச்சீர்கள் — சுருளி (helical), ஐசோகெட்ரோன் (icosahedral). இவற்றின் அடிப்படையில் நான்கு உருவவியல் வடிவங்கள்:
| வகை | இயல்பு | உதாரணம் |
|---|---|---|
| சுருளி | நீண்ட உறுதி/மீள்தன்மையுள்ள கோலுரு | Rabies virus, TMV |
| பல்முக (ஐசோகெட்ரோன்) | ஐசோகெட்ரோன் சமச்சீர் | Adenovirus |
| கலவை (Complex) | ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட சமச்சீர் + கூடுதல் கட்டமைப்பு | Bacteriophage |
| உறையிட்ட (Enveloped) | காப்சிட்டைச் சூழும் லிப்பிட் உறை | Herpes simplex virus |
பற்றீரியம் விழுங்கிகள் (bacteriophages) பற்றீரியாவைத் தொற்றும் பொதுவான வைரஸ் குழு; லைட்டிக் அல்லது லைசோஜெனிக் சுழற்சி மூலம் பெருகுகின்றன.
இதில் விருந்து வழங்கிக் கலம் உடனடியாக உடைக்கப்படுவதில்லை. மாறாக, வைரஸ் DNA விருந்து வழங்கியின் DNA-வுள் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு (ப்ரோஃபேஜ் நிலை), விருந்து வழங்கிக் கலம் பிரிவடையும்போது அதன் DNA-வுடன் சேர்ந்தே பெருக்கமடைகிறது; கலம் உடைக்கப்படாமல் உயிர்வாழ்கிறது.
| பண்பு | லைட்டிக் | லைசோஜெனிக் |
|---|---|---|
| விளைவு | விருந்து கலம் உடைக்கப்படும் | DNA விருந்து DNA-வுடன் ஒருங்கிணைப்பு |
| விருந்து கலம் | அழிக்கப்படும் | உயிர்வாழும் |
| புதிய வைரஸ் விடுதலை | உடனடி — கலம் வெடித்து | உடனடி இல்லை |
யூகரியோட்; தனிக்கலமாக (ஈஸ்ட்) அல்லது பல்கலமாக (அச்சுப்பூஞ்சை/மோல்டு — ஹைஃபா நுண்தந்துக்களால் ஆன மைசீலியம் கொண்டது). சில ஹைஃபாவில் செப்டா (குறுக்குச்சுவர், ஒற்றைக் கரு அலகுகள்) உண்டு; செப்டா இல்லாத ஹைஃபா பல கருக்கள் கொண்ட கோனோசைட்டிக் ஹைஃபா எனப்படும். பூஞ்சை இரசாயன பரபோசி — நொதியம் சுரந்து இறந்த பொருளைச் சிதைக்கும் கிரகிப்பு (saprophytic) போசணை (உணவுச் சங்கிலியில் முக்கியம்); ஒட்டுண்ணி மற்றும் பரஸ்பர (லைக்கன், மைக்கோரைசா) போசணையும் உண்டு. தனிக்கலப் பூஞ்சை பிளவு/முகிழ்த்தலால் ஓரிய இனப்பெருக்கம்; இழைப்படிவப் பூஞ்சை வித்திகளால் ஓரிய/ஈரிய இனப்பெருக்கம்.
பல்லுருவத்தன்மை கொண்டவை; போலிக்கால், குறுமயிர் அல்லது கசையிழை போன்ற இயங்கு கட்டமைப்புகள். ஒளிதற்போசணை, பரபோசணை, கலப்புப் போசணை (mixotrophic) முறைகள்; காற்றுயிரி/நிராக்காற்றுயிரி/வாய்ப்புசார் சுவாசம். இனக்கலங்கள் மூலம் ஈரியமாகவும், பிளவு மூலம் ஓரியமாகவும் இனப்பெருகும். உ-ம்: Amoeba, Paramecium, Euglena.
பாக்டீரியா தளத்தில் உள்ள புரோகாரியோட்டுகள்; கலச்சுவர் இல்லாமையால் தனித்துவமானவை. மைக்கோபிளாஸ்மா — பல்லுருவத்தன்மை, ஒளி நுணுக்குக்காட்டியில் காண முடியாத மிகச் சிறிய புரோகாரியோட், கசையிழை இல்லை, பெரும்பாலும் மனித/விலங்கு ஒட்டுண்ணிகள், அதிக கரிம வளர்ச்சிக் காரணிகள் தேவை. பைற்றோபிளாஸ்மா — இலத்திரன் நுணுக்குக்காட்டியில் மட்டுமே காணக்கூடியது; தாவரங்களை மட்டும் தொற்றி உரியச்சாற்றில் வாழும்; செயற்கை ஊடகத்தில் வளராது; இலைத்தத்துப் பூச்சிகளால் பரவும். இருவும் முகிழ்த்தல்/இருமப்பிளவால் இனப்பெருகும்.
வைரொயிட்டு: புரத உறையற்ற, மொட்டை RNA துண்டு மட்டும்; உயிருள்ள விருந்து கலத்திற்குள் மட்டுமே பெருகும்; எந்த ஜீனும் இல்லை, பெருக்கக் குறிப்புகள் மட்டும் சுமக்கும்; தாவரங்களை மட்டும் தாக்கும். பிரியோன்: புரதத்தாலான தொற்றும் துகள் (வைரசை விடச் சிறியது); நுக்கிளிக் அமிலம் இல்லை; விருந்தோம்பியின் மரபணு உதவியுடன் பகர்ப்பு; பறவை/பாலூட்டிகளில் நரம்பியல் நோய் (TSE — பரவத்தக்க பஞ்சுபோன்ற மூளையழற்சிகள், பைத்தியப் பசு நோய் 1987, மனிதரின் க்ரொய்ட்ஸ்பெல்ட்-யாக்கோப் நோய்) உருவாக்கும்; தொற்றிய இரத்தம்/இழையம்/அங்க மாற்று அறுவை மூலமும், சில வேளை பசுவிலிருந்து மனிதனுக்கும் பரவலாம்.
| பண்பு | வைரொயிட்டு | பிரியோன் |
|---|---|---|
| கூறு | நிர்வாண RNA | புரதம் மட்டும் |
| நுக்கிளிக் அமிலம் | உண்டு | இல்லை |
| தொற்றும் உயிரினம் | தாவரங்கள் மட்டும் | பறவை, பாலூட்டி |
நுண்ணங்கிகள் இரு கேள்விகளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன — சக்தி எங்கிருந்து (ஒளி / இரசாயனம்), கார்பன் எங்கிருந்து (CO₂ / சேதனப் பொருள்). இவை இணைந்து நான்கு போசணை வகைகளை உருவாக்குகின்றன:
| வகை | சக்தி மூலம் | கார்பன் மூலம் | உதாரணம் & பங்கு |
|---|---|---|---|
| ஒளித்தற்போசணை | ஒளி | CO₂ | சயனோபற்றீரியா, ஊதா/பச்சைக் கந்தக பற்றீரியா — O₂ உற்பத்தி, முதன்மை உற்பத்தியாளர் |
| இரசாயன தற்போசணை | அசேதன இரசாயனம் (NH₃, H₂S, Fe²⁺) | CO₂ | Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacillus — N/S சுழற்சி |
| ஒளி பிறபோசணை | ஒளி | சேதனப் பொருள் | ஊதா/பச்சைக் கந்தகமற்ற பற்றீரியா — ஒட்சிசனற்ற நீர்ச்சூழல் |
| இரசாயன பிறபோசணை | சேதன இரசாயனம் | சேதனப் பொருள் | அனேக பற்றீரியா + எல்லாப் பூஞ்சை + protozoa + விலங்கு — சிதைவு, நோய் |
| குழு | பண்பு | உதாரணம் |
|---|---|---|
| கட்டாய காற்றுவாழி | உயிர்வாழ O₂ அவசியம் | M. tuberculosis, Pseudomonas |
| கட்டாய காற்றிலி | O₂ நச்சு; நொதித்தலால் சக்தி | Clostridium tetani, C. botulinum |
| தெரிவு காற்றிலி | O₂ விரும்பும், இல்லாதபோதும் வளரும் | E. coli, S. cerevisiae |
| நுண்காற்றுவாழி | வளியை விடக் குறைந்த O₂ தேவை | Helicobacter pylori |
காற்றுவாழ் சுவாசம்: குளுக்கோசு + O₂ → CO₂ + H₂O + ~38 ATP (இறுதி இலத்திரன் ஏற்பி O₂, அதிக ATP). காற்றின்றிய சுவாசம்: மாற்று இலத்திரன் ஏற்பிகள் (NO₃⁻, SO₄²⁻, Fe³⁺); குறைந்த ATP. நொதித்தல்: இலத்திரன் கடத்துச் சங்கிலி இல்லை; சேதன மூலக்கூறே ஏற்பி; குளுக்கோசுக்கு 2 ATP மட்டும் — இலத்திக்கமில நொதித்தல் (தயிர் — Lactobacillus), அற்ககோல் நொதித்தல் (பீர்/வைன்/பாண் — Saccharomyces: குளுக்கோசு → ethanol + CO₂).
நைதரசனேசு நொதியம் (ஒட்சிசனுக்கு உணர்திறன்) N₂ ஐ NH₃ ஆக மாற்றுகிறது — சுயேச்சை (Azotobacter) அல்லது ஒன்றியவாழ் (Rhizobium, Anabaena–Azolla ஒன்றியம் ஹீட்டரோசிஸ்டில்). நுண்ணங்கிகளுக்கு பேரூட்டங்கள் (C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg,Fe), நுண்ணூட்டங்கள்/தடயமூலகங்கள் (Zn,Cu,Mn,Mo,Co,Ni — நொதி இணைக்காரணிகள்), வளர்ச்சிக் காரணிகள் (தானே தொகுக்க இயலாத அமினோ அமிலம்/விற்றமின்; அதிகம் தேவைப்படுபவை fastidious) தேவை.
| குழு | உகந்த நிலை | உதாரணம் |
|---|---|---|
| Psychrophile | <15 °C | குளிர்சாதனப் பெட்டி பாக்டீரியா |
| Mesophile | 20–45 °C | பெரும்பாலான மனித நோய்க்கிருமி |
| Thermophile | 45–80 °C | சூடான ஊற்றுகள் |
| Hyperthermophile | >80 °C | நீர்வெப்பத் துவாரங்கள் (archaea) |
| Halophile | உயர் உப்பு | சவக்கடல் |
நுண்ணங்கிகளின் சிறிய அளவு உயர் மேற்பரப்பு/கனவளவு விகிதத்தையும், உயர் வளர்சிதைமாற்ற வீதத்தையும் தருவதால் தலைமுறைக் காலம் (generation time — குடித்தொகை இரட்டிப்பாக எடுக்கும் நேரம்) மிகக் குறைவு (உகந்த நிலையில் சில பாக்டீரியாவுக்கு ~20 நிமிடம்). இருமடிப்பிளவால் குடித்தொகை 1→2→4→8… என அடுக்குப்படியாகப் பெருகுகிறது; அரிதாக இணைப்பு மூலம் மரபுப்பொருள் பகிரப்படும்.
ஒரு மூடிய வளர்ப்பில் குடித்தொகையை நேரத்திற்கு எதிராக வரைபடப்படுத்தினால் கிடைக்கும் வளர்ச்சி வளைவு நான்கு அவத்தைகளைக் கொண்டது:
நுண்ணங்கிகளை இயற்கை வாழிடத்தில் ஆராய்வது கடினம்; எனவே செயற்கை வளர்ப்படகங்களில் (culture media) வளர்க்கப்படுகின்றன. சில நுண்ணங்கிகள் ஆய்வுகூட ஊடகத்தில் வளர்க்க முடியாதவை (non-culturable). இதற்கு இரு அடிப்படை நுட்பங்கள் தேவை — கிருமியழித்தல், வளர்ப்படகம் தயாரித்தல்.
| முறை | நிலைமைகள் | பயன்பாடு |
|---|---|---|
| ஈரவெப்பம் (autoclave) | 121°C, 15 psi, 15 நிமிடம் (புரதம் மாறுதிரிபு) | வளர்ப்படகம், மருத்துவக் கருவி, கண்ணாடிப் பாத்திரம் |
| உலர்வளி அடுப்பு (dry heat) | 170°C, 2 மணி (ஒட்சியேற்றம்) | கண்ணாடிப் பாத்திரம், பெற்றிக் கிண்ணம் |
| பாஸ்தராக்கம் (HTST/LTLT/UHT) | 72°C/15s · 63°C/30min · 140°C/<5s | பால் பொருட்கள் |
| கொதிப்பித்தல் | 100°C | சத்திர சிகிச்சைக் கருவிகள் |
| மென்சவ்வு வடிகட்டல் | 0.01–0.45 µm துளை | வெப்ப-உணர்தி��ன் திரவங்கள் (நொதியம், வக்சின்) |
| புற ஊதாக் கதிர்வீச்சு | நேரடித் தொடர்பு (DNA சேதம்); திண்மப் பரப்பை ஊடுருவாது | அறுவை அறைகள், காற்று |
| இரசாயன ஏதுக்கள் | எத்திலீன் ஒட்சைட்டு (உள்வித்து கொல்லும்), குளோரின் இருஒட்சைட்டு | மருத்துவமனை மெத்தை, B. anthracis வித்து மாசு |
ஒரு நல்ல வளர்ப்படகம் அத்தியாவசிய போசணை, ஈரலிப்பு, பொருத்தமான pH கொண்டு, தொடக்கத்தில் கிருமியழிக்கப்பட்டதாக இருக்க வேண்டும். போசணை ஏகார் (NA) — பாக்டீரியாவுக்கு (பெப்டோன், இறைச்சிச்சாறு, NaCl, ஏகார்); உருளைக்கிழங்கு டெக்ஸ்ட்ரோசு ஏகார் (PDA) — பூஞ்சைக்கு. ஏகார் ஒரு திண்மமாக்கும் கருவி — 40°Cக்குக் கீழ் திண்மமாகும், பாக்டீரியாவால் சிதைவடையாது. தூய்மை முறை (aseptic technique): கிருமியழிக்கப்பட்ட கருவிகள், சுடரருகே வேலை — மாசடைதலைத் தவிர்க்கும்.
இவற்றின் தாக்குதிறன் செறிவு, காலம், வெப்பநிலை, சேதனப் பொருள் இருப்பு பொறுத்து மாறும்; போலியோ வைரசு, TB பாக்டீரியா, வித்திகள் இவற்றால் அழிவதில்லை.
| நுண்ணுயிர்க்கொல்லி | செயல் முறை |
|---|---|
| பெனிசிலின் | கலச்சுவர் தொகுப்பை நிரோதித்தல் |
| எரித்திரோமைசின், டெட்ராசைக்ளின் | புரதத் தொகுப்பை நிரோதித்தல் |
| டாப்டோமைசின் | கலமென்சவ்வை அமைப்பழித்தல் |
| ரிஃபாம்பின் | DNA/RNA தொகுப்பை நிரோதித்தல் |
தடைப்பால் (vaccine) — வலுக்குறைக்கப்பட்ட நோயாக்கி அல்லது அதன் பகுதிகளின் தொங்கல்; நிர்ப்பீடனத்தைத் தூண்டும்.
| வகை | இயல்பு | உதாரணம் |
|---|---|---|
| உயிர் வலுக்குறைக்கப்பட்ட | வாழ்நாள் முழுவதும் நிர்ப்பீடனம்; பெரும்பாலும் துணைத் தூண்டல் தேவையில்லை | MMR, கொப்புளிப்பான் |
| உயிர்ப்பற்ற / கொல்லப்பட்ட | அடிக்கடி துணைத் தூண்டல் தேவை | விலங்குவிசர், போலியோ, வாந்திபேதி |
| உபஅலகு (toxoid உட்பட) | ஆன்டிஜன் துண்டு மட்டும்; துணைத் தூண்டல் தேவை | நரம்புசிலிர்ப்பு, கொப்பித்தொண்டை, ஈரல்வீக்கம்-B (மரபணுப் பொறியியல்) |
தொழில் நுண்ணுயிரியல் — நுண்ணங்கிகளையும் அவற்றின் வளர்சிதைமாற்றச் செயல்முறைகளையும் பயன்படுத்தி பொருளாதார முக்கியத்துவமான பொருட்களைப் பாரியளவில் உற்பத்தி செய்தல். நுண்ணங்கிகள் எளிய ஊட்டத் தேவை, அதிக வளர்ச்சி வீதம், தாழ் வெப்பம்/ஆற்றலில் தாக்கம் என்பவற்றால் இரசாயனத் தொழில்முறைகளை விடக் கூடிய மகசூல் தருகின்றன; மரபணுப் பொறியியல் மூலமும் மாற்றியமைக்கலாம்.
உணவு ஒரு இயற்கை நுண்ணுயிர் வாழிடம்; அதன் போசணை + நீர் நுண்ணங்கிகளுக்கு வளர்ப்பு ஊடகமாகச் செயற்படும். பிறபோசணைக்குரிய பாக்டீரியாவும் பூஞ்சணமும் அமைலேசு, பெக்ரினேசு, செலுலேசு, புரத்தியேசு, லிப்பேசு போன்ற கலப்புற நொதியங்களைச் சுரந்து கார்போவைதரேற்று/புரதம்/கொழுப்பை உடைக்கின்றன.
| இரசாயன மாற்றம் | என்ன உடையும் | விளைபொருள் |
|---|---|---|
| அழுகலடைதல் (Putrefaction) | புரதம் | அமினோ அமிலம், அமைன், NH₃, H₂S |
| நொதித்தல் (Fermentation) | கார்போவைதரேற்று | அமிலம், மதுசாரம், வாயு |
| பாண்டலேற்படல் (Rancidity) | இலிப்பிட் | கொழுப்பமிலம் + கிளிசரோல் |
புறக் காரணிகள்: களஞ்சிய வெப்பநிலை (4°C குளிர்சாதனப் பெட்டியிலும் ஈரநாடிப் பாக்டீரியா பழுதடைதலை நிகழ்த்தும்), சார்பீரப்பதன், O₂/CO₂ செறிவு. அகக் காரணிகள்: pH (சிட்ரஸ்/வாழை → பூஞ்சணம்/மதுவம்; இறைச்சி/மீன்/பால் → பாக்டீரியா), ஈரலிப்பு (உலர்த்தல் மிகப் பழைய பேணல் முறை; உப்பு/வெல்லம் சேர்த்தால் உவர்நாடி/பிரசாரணநாடி நுண்ணங்கிகள் வளரும்), போசணை உள்ளடக்கம், உயிரியல் கட்டமைப்பு (பழத்தோல், முட்டை ஓடு போன்ற இயற்கை உறைகள் தடுக்கும்).
| அம்சம் | உணவு மூலத் தொற்று நோய் | உணவு நஞ்சாதல் |
|---|---|---|
| நஞ்சு உருவாகுமிடம் | விருந்து வழங்கி உடலினுள் | உணவிலேயே, உட்கொள்வதற்கு முன் |
| உதாரணம் | Salmonella typhi (typhoid), Shigella (dysentery), Vibrio cholerae (cholera) | Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum (botulism), Aspergillus flavus (aflatoxin) |
பொசுபேட் கரைக்கும் பாக்டீரியா/மைக்கோரைசா சேதன அமிலங்களைச் சுரந்து பொசுபரசைக் கரைமமாக்கும். நைதரசன் பதிக்கும் நுண்ணங்கிகள் — ஒன்றியவாழ் (Rhizobium பயறு வேர் முடிச்சு; Anabaena–Azolla நெல் வயலில்), சுயாதீன வாழ் (Azotobacter வேர்ப்பகுதியில்). வேர்ப்பகுதி பாக்டீரியா ஒக்சின்/சைட்டோகைனின் போன்ற வளர்ச்சி ஊக்கிகளையும் உற்பத்தி செய்யும். உயிர்ப் பூச்சிக்கொல்லி: பூச்சி நோய்க்காரகப் பூஞ்சை (myco-insecticides); Bacillus thuringiensis (Bt) நச்சுப் புரதப் படிகங்கள் லார்வா குடற்றிசுவைச் சிதைக்கும் — பெரும்பாலான உயிர்ப் பூச்சிக்கொல்லிகள் Bt-அடிப்படையிலானவை.
களியாக்கம் (composting): வெப்பநாடிப் பாக்டீரியா குவியலை 55–60°C ஆக உயர்த்தும்; வெப்பம் குறையும்போது மிதவெப்பநாடி நுண்ணங்கிகள் தொடரும்; பூஞ்சை/Actinomycetes/protozoaவும் பங்களிக்கும். கனிமமாக்கம் (mineralization): கலத்து வெளி நொதியங்கள் சேதனப் பொருளை CO₂/H₂O ஆக மாற்றி, போசணைக்கூறுகளை மீள் சுழற்சிக்குக் கொடுக்கும்.
| படி | மாற்றம் | நுண்ணங்கி |
|---|---|---|
| அமோனியாவாக்கம் | புரதம் → அமினோ அமிலம் → NH₃/NH₄⁺ | சிதைப்பு நுண்ணங்கிகள் |
| நைத்திரேற்றாக்கம் | NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻ | Nitrosomonas, Nitrobacter |
| நைதரசன் இறக்கம் | NO₃⁻ → N₂ | Pseudomonas sp. (நீர்தேங்கிய மண்) |
| நைதரசன் பதித்தல் | N₂ → NH₃ | Rhizobium, Azotobacter, Nostoc |
தாவரங்கள் நைத்திரேற்றையே (NO₃⁻) தமது நைதரசன் மூலமாகப் பயன்படுத்துகின்றன. வேர்ப்பகுதி (rhizosphere) — வேருக்கு அண்மையிலுள்ள மிக உயிர்ப் பல்வகைமை கொண்ட மண்ப் பகுதி. மைக்கோரைசா — வேர்–பூஞ்சை ஒன்றியம்; பொசுபரசு/துத்தநாகம் போன்ற உறிஞ்சலை அதிகரிக்கும், பதிலுக்குப் பூஞ்சை சேதன கார்பன் பெறும்.
உயிர்ப் பரிகரிப்பு (bioremediation): உயிரினங்களால் (தேவைப்படின் பிறப்புரிமை மாற்றப்பட்டவை) எண்ணெய்க் கசிவு, நச்சு உலோகம், அபாயகரமான சேதனக் கழிவு போன்றவற்றை அகற்றல்/நச்சு நீக்கல். திண்மக் கழிவு மேலாண்மை: வகைப்படுத்தல் + மீள்சுழற்சி, களியாக்கத்தால் சேதனப் பொருள் சிதைவு, சுகாதாரத் தரைநிரப்பல் (மீத்தேனேற்காரகப் பாக்டீரியா மீத்தேன் உற்பத்தி — மின்சாரத்திற்குச் சேகரிக்கலாம்). கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு படிமுறைகள் பிரிவு 10 இல் விரிவாகக் காணப்படும்.
மனிதன் பிறக்கும்போது நுண்ணங்கிகளற்றவன்; தாயின் தகுதிக் குழாயிலுள்ள இலாக்டோபசிலை முதலில் தொடர்பு கொண்டு குழந்தையின் குடலில் குடியேறும். உடலில் மொத்தக் கலங்களைவிட ~10 மடங்கு அதிக நுண்ணங்கிக் கலங்கள் உள்ளன; ஆரோக்கிய உள் இழையங்கள் நுண்ணங்கிகளற்றவை. E. coli பெருங்குடலில் குடியேறி Salmonella போன்ற நோயாக்கிகளின் குடியேற்றத்தைத் தடுக்கும், வைட்டமின் K & சில B வைட்டமின்களைத் தொகுக்கும். சந்தர்ப்பத்திற்குரிய நோயாக்கிகள் — சாதாரண நுண்ணங்கி வேறு உறுப்பை அடைந்தால் நோயுண்டாக்கும் (E. coli சிறுநீர்ப்பையில் UTI).
நோயாக்கி (pathogen) — நோய் உண்டாக்கும் அங்கி/உட்டு. விருந்து வழங்கி (host) — நோயாக்கி வாழும் அங்கி. உக்கிரம் (virulence) — நோய்விளைவிக்கும் இயல்பின் அளவு (சின்னம்மை மிக உக்கிரம்). நோயாக்கிகள் இரு பொறிமுறைகள் மூலம் நோய் விளைவிக்கும்:
| இயல்பு | அகநச்சு (Endotoxin) | புறநச்சு (Exotoxin) |
|---|---|---|
| இரசாயனம் | LPS | புரதம் (பெரும்பாலும் நொதியம்) |
| வெப்ப நிலைப்பு | வெப்ப உறுதி | வெப்பத்தால் மாறும் |
| உற்பத்தி | கிராம்-எதிர் மட்டும் | பெரும்பாலும் கிராம்-நேர் |
புறநச்சு மூன்று வகை — நரம்பு நச்சு (Clostridium tetani), குடல் நச்சு (Vibrio cholerae), கல நச்சு (Corynebacterium diphtheriae).
| அங்கத்தொகுதி | நோய் | காரணி |
|---|---|---|
| தோல் | சின்னம்மை, தட்டம்மை | Varicella-zoster, Measles virus |
| நரம்பு மண்டலம் | மூளைச்சவ்வழற்சி, டெட்டனஸ், காட்டுநாய்க்கடி | N. meningitidis, C. tetani, Rabies virus |
| சுவாசம் | காசநோய், நிமோனியா | M. tuberculosis, S. pneumoniae |
| செரிமானம் | காலரா, டைபாய்டு, ஹெப்பாட்டிட்டிஸ் | V. cholerae, S. typhi, Hepatitis A virus |
| இதயம் | வாதக் காய்ச்சல் | Streptococcus pyogenes |
(கிருமிநாசினி, நுண்ணுயிர்க்கொல்லி, தடைப்பால் மூலம் இவற்றைக் கட்டுப்படுத்தும் முறைகள் பிரிவு 7 இல் விரிவாகக் காணப்பட்டன.)
ஆழமான கிணறு/ஊற்று நீர் மண்படையால் வடிகட்டப்பட்டு நல்ல தரமுடையது. மலம் நீர்வழங்கலில் கலக்கும்போது மல-வாய் வழிக் கடத்தல் மூலம் நெருப்புக்காய்ச்சல், வாந்திபேதி, வயிற்றோட்டம் போன்ற நோய்கள் பரவும். தொழிற்சாலை/வீட்டு/வேளாண் இரசாயனங்கள் நிலத்தடி நீரை மாசாக்கும்; உரம்/அழுகலகற்றியிலிருந்து மிகையான நைத்திரேற்று/பொஸ்பேட் தற்போசணையாக்கம் (eutrophication) — அல்கா மலர்ச்சி — ஏற்படுத்தும்.
நோயாக்கிகளை நேரடியாகச் சோதிப்பது நடைமுறைச் சாத்தியமற்றது (குறைந்த எண்ணிக்கை, கால விரயம்) என்பதால் காட்டியங்கி நுண்ணங்கிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இலங்கை கோலியுரு பற்றீரியாவை (coliform — காற்றுவாழி/தெரிவு காற்றிலி, கிராம்-எதிர், அகவித்தி அற்ற, கோல்வடிவ; 35°C, 48 மணியில் இலக்ரோஸை நொதிக்கும்) காட்டியாகப் பயன்படுத்துகிறது — E. coli இருப்பு மலத் தொற்றை உறுதிசெய்யும்.
முதலான பரிகரிப்பு (யந்திரமுறை): வடிகட்டல், மண்/எண்ணெய் அகற்றல், படிவுத் தொட்டியில் சேறு சேகரிப்பு — உயிரியல் தொழிற்பாடு இல்லை; 25–35% சேதனப் பொருள் அகற்றப்படும். துணையான பரிகரிப்பு (உயிரியல் முறை): காற்றூட்டல் மூலம் தாக்கப்பட்ட சேற்று முறை அல்லது சொட்டுவடிகட்டி — 75–95% சேதனப் பொருள் ஒட்சியேற்றப்படும், பின் தொற்றுநீக்கப்பட்டு வெளியேற்றப்படும். சேறு கையாளல்: காற்றின்றிய சேறு பிரிகையாக்கியில் மீத்தேன் + CO₂ (உயிர்வாயு) ஆக மாற்றப்படும்; செரிக்கப்பட்ட சேறு உரமாகப் பயன்படும்.