پروٽين ۽ نيوڪلڪ ايسڊ جي بايو سنٿيسس لاءِ نائٽروجن جي ضرورت هوندي آهي پر نامياتي سنٿيسس لاءِ فضائي نائٽروجن يوڪيريوٽس لاءِ دستياب ناهي . صرف ڪجھ پروڪيريوٽس (جهڙوڪ سائانو بيڪٽيريا ، ڪلسٽريڊيا ، آرڪيا وغيره) فضا ۾ موجود ماليڪيولر نائٽروجن کي وافر مقدار ۾ درست ڪرڻ جي صلاحيت رکن ٿا . ڪجهه نائٽروجن کي درست ڪندڙ بيڪٽيريا يوڪيريوٽڪ سيلز اندر سمبيوٽڪ رشتي ۾ اينڊوسمبيونٽس جي طور تي رهن ٿا. مثال طور، سائانو بيڪٽيريا ڪينڊيڊيٽس ايٽيلو سائانو بيڪٽيريم ٿالاسا (UCYN-A) سامونڊي نظامن ۾ يوني سيلولر مائڪروالگي براروڊوسفيرا بگيلوئي جو هڪ اينڊوسمبيونٽ آهي . اهڙي قدرتي رجحان کي يوڪيريوٽڪ سيل آرگنيلز مائيٽوڪونڊريا ۽ ڪلوروپلاسٽ جي ارتقا ۾ اينڊوسمبيونٽ بيڪٽيريا جي يوڪيريوٽڪ سيل سان انضمام ذريعي اهم ڪردار ادا ڪيو ويو آهي . هڪ تازي شايع ٿيل مطالعي ۾، محققن اهو معلوم ڪيو ته سائانو بيڪٽيريا " UCYN-A " يوڪريوٽڪ مائڪروالگي برارودوسفيرا بگيلوئي سان ويجهي سان ضم ٿي ويا هئا ۽ هڪ اينڊوسمبيونٽ کان نائٽروجن کي درست ڪندڙ يوڪريوٽڪ سيل آرگنيل ۾ ارتقا پذير ٿيا جنهن جو نالو نائٽروپلاسٽ هو. هن مائڪروالگي برارودوسفيرا بگيلوئي کي پهريون ڄاتل سڃاتل نائٽروجن کي درست ڪندڙ يوڪريوئيٽ بڻايو. هن دريافت پروڪيريوٽس کان يوڪريوٽس تائين فضائي نائٽروجن جي درستگي جي ڪم کي وڌايو آهي.
Symbiosis يعني مختلف نسلن جا جاندارن جو گڏيل رهڻ ۽ گڏ رهڻ، هڪ عام فطري رجحان آهي. symbiotic رشتي ۾ شريڪ هڪ ٻئي کان فائدو حاصل ڪري سگهون ٿا (باہميزم)، يا هڪ فائدو حاصل ڪري سگهي ٿو جڏهن ته ٻيو متاثر نه رهي (commensalism) يا هڪ فائدو جڏهن ته ٻئي کي نقصان پهچايو وڃي ٿو (parasitism). symbiotic تعلق کي Endosymbiosis چئبو آهي جڏهن هڪ جاندار ٻئي جي اندر رهي ٿو، مثال طور، هڪ پروڪريوٽڪ سيل هڪ يوڪريوٽڪ سيل جي اندر رهندو آهي. پروڪريوٽڪ سيل، اهڙي صورتحال ۾، endosymbiont سڏيو ويندو آهي.
Endosymbiosis (يعني، هڪ اباڻي يوڪريوٽڪ سيل ذريعي پراڪاريوٽس جي اندروني ٿيڻ) mitochondria ۽ chloroplasts جي ارتقا ۾ اهم ڪردار ادا ڪيو، وڌيڪ پيچيده يوڪريوٽڪ سيلز جي سيل-آرگنيلز جي خصوصيت، جيڪا يوڪريوٽڪ زندگي جي شڪلن جي پکيڙ ۾ مدد ڪئي. هڪ ايروبڪ پروٽوبيڪيٽريم سمجهيو ويندو آهي ته ان جي اباڻي يوڪريوٽڪ سيل ۾ داخل ٿي هڪ اهڙي وقت ۾ هڪ endosymbiont بڻجي ويو آهي جڏهن ماحول تيزي سان آڪسيجن سان مالا مال ٿي رهيو هو. Endosymbiont proteobacterium جي توانائيءَ لاءِ آڪسيجن استعمال ڪرڻ جي صلاحيت ميزبان يوڪريوٽ کي نئين ماحول ۾ اڀرڻ جي اجازت ڏني جڏهن ته ٻيا يوڪريوٽس ناپيد ٿي ويا ڇاڪاڻ ته نئين آڪسيجن سان مالا مال ماحول جي ناڪاري چونڊ دٻاءُ سبب. آخرڪار، پروٽوبيڪيٽريم ميزبان سسٽم سان ضم ٿي هڪ mitochondrion بڻجي ويو. اهڙيءَ طرح، ڪي فوٽو سنٿيسائيزنگ سائانو بيڪٽيريا جي اباڻي eukaryotes ۾ داخل ٿي endosymbiont بڻجي ويا. وقتي طور تي، اهي يوڪريوٽڪ ميزبان سسٽم سان ملائي کلوروپلاسٽس بڻجي ويا. ڪلوروپلاسٽس سان گڏ يوڪريوٽس فضائي ڪاربن کي ٺيڪ ڪرڻ جي صلاحيت حاصل ڪئي ۽ آٽوٽروف بڻجي ويا. ابن ڏاڏن جي يوڪريوٽس مان ڪاربان فڪسنگ يوڪريوٽس جو ارتقا زمين تي زندگي جي تاريخ ۾ هڪ اهم موڙ هو.
پروٽين ۽ نيوڪليڪ ايسڊز جي نامياتي ٺاھڻ لاءِ نائٽروجن گھربل آھي، پر ماحول جي نائيٽروجن کي ٺيڪ ڪرڻ جي صلاحيت صرف چند پروڪاريوٽس تائين محدود آھي (جهڙوڪ ڪي سائانو بيڪٽيريا، ڪلسٽرڊيا، آرڪيا وغيره). ڪو به ڄاتل يوڪريوٽس آزاديءَ سان هوا جي نائيٽروجن کي درست ڪري نه سگھندا آهن. نائٽروجن فڪسنگ پروڪاريوٽس ۽ ڪاربان فڪسنگ يوڪريوٽس جي وچ ۾ باہمي انڊوسائيميائيٽڪ رشتا جن کي وڌڻ لاءِ نائٽروجن جي ضرورت آهي فطرت ۾ ڏٺو وڃي ٿو. ھڪڙو مثال آھي سائانو بيڪٽيريا Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) ۽ سامونڊي نظامن ۾ unicellular microalgae Braarudosphaera bigelowii جي وچ ۾ ڀائيواري.
هڪ تازي مطالعي ۾، سائانو بيڪٽيريا ڪينڊيڊيٽس ايٽيلو سائانو بيڪٽيريم ٿاليسا (UCYN-A) ۽ يوني سيلولر مائڪرو الگي براروڊوسفيرا بگيلوئي جي وچ ۾ اينڊوسميبيوٽڪ تعلق جي جاچ نرم ايڪس ري ٽوموگرافي استعمال ڪندي ڪئي وئي. سيل مورفولوجي ۽ الگي جي ڊويزن جي تصور هڪ هموار ٿيل سيل چڪر کي ظاهر ڪيو جنهن ۾ اينڊوسميبيونٽ سائانو بيڪٽيريا هڪجهڙائي سان ورهائجي ويا جيئن سيل ڊويزن دوران يوڪريوٽ ورهايل ڪلوروپلاسٽس ۽ مائيٽوڪونڊريا. سيلولر سرگرمين ۾ شامل پروٽين جي مطالعي مان ظاهر ٿيو ته انهن جو هڪ وڏو حصو الگي جي جينوم پاران انڪوڊ ڪيو ويو هو. ان ۾ بايو سنٿيسس، سيل جي واڌ ۽ ڊويزن لاءِ ضروري پروٽين شامل هئا. انهن نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته اينڊوسميبيونٽ سائانو بيڪٽيريا ميزبان سيلولر سسٽم سان ويجهي سان ضم ٿي ويا هئا ۽ هڪ اينڊوسميبيونٽ کان ميزبان سيل جي هڪ مڪمل آرگنيل ڏانهن منتقل ٿي ويا هئا. نتيجي طور، ميزبان الگل سيل واڌ لاءِ گهربل پروٽين ۽ نيوڪليڪ ايسڊ جي ترکیب لاءِ فضائي نائٽروجن کي درست ڪرڻ جي صلاحيت حاصل ڪئي. نئين آرگنيل کي نائٽروجن درست ڪرڻ جي صلاحيت جي ڪري نائيٽروپلاسٽ جو نالو ڏنو ويو آهي.
هي هڪ سيلولر مائڪروالگي Braarudosphaera bigelowii کي پهريون نائٽروجن درست ڪندڙ يوڪريوٽ بڻائي ٿو. هن ترقي جا ڊگهي عرصي ۾ زراعت ۽ ڪيميائي ڀاڻ جي صنعت لاءِ اثر پئجي سگهن ٿا.
***
حوالا:
- ڪوئل، ٽي ۽ ٻيا. 2024. نائٽروجن فڪسنگ آرگنيل هڪ بحري الگا ۾. سائنس. 11 اپريل 2024. جلد 384، شمارو 6692 ص 217-222. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adk1075
- Massana R.، 2024. The nitroplast: A nitrogen-fixing organelle. سائنس. 11 اپريل 2024. جلد 384، شمارو 6692. ص 160-161. DOI: https://doi.org/10.1126/science.ado8571
***
 have the ability to fix the molecular nitrogen abundantly available in the atmosphere. Some nitrogen-fixing bacteria live inside eukaryotic cells in symbiotic relation as endosymbionts. For example, the cyanobacteria Candidatus Atelocyanobacterium thalassa (UCYN-A) is an endosymbiont of the of the unicellular microalgae Braarudosphaera bigelowii in marine systems. Such natural phenomenon is thought to have played a crucial role in evolution of eukaryotic cell organelles mitochondria and chloroplasts through integration of endosymbiotic bacteria to the eukaryotic cell. In a recently published study, researchers found that the cyanobacteria UCYN-A had closely integrated with the eukaryotic microalgae Braarudosphaera bigelowii and evolved from an endosymbiont to nitrogen-fixing eukaryotic cell organelle called nitroplast. This made microalgae Braarudosphaera bigelowii the first known nitrogen-fixing eukaryote and expanded the function of fixation of atmospheric nitrogen from prokaryotes to eukaryotes.){kind=link}