Prokaryotların - Dokuz Eylül Üniversitesi

PROKARYOTLARIN GENEL
ÖZELLĠKLERĠ
•
•
•
•
•
Mikroorganizma
dünyasının
önemli
bir
bölümünü
Prokaryote’lar oluĢturmaktadır.
Prokaryotik
organizmalar
klorofil
içermezler.
Bunlar
gerçek
anlamda
çekirdeği
olmayan, basit , ilkel yapılı bir
DNA iplikçiği taĢıyan tek hücreli
organizmalardır.
Bu
grupta
bitki
patojeni
bakteriler çok geniĢ bir yer
tutar. Ancak, yine de bilinen
bakterilerin yalnızca %15-20’si
bitki patojenidir.
Bitkilerde
hastalık
yapan
bakteriler nötr ya da bazik pH
derecelerinde daha iyi geliĢirler
( pH: 6.8- 7.2).
GeliĢmenin sıcaklık optimumu
25-30 0C dir.
• Bir bakteri hücresi
ortalama olarak 0.5-2.0
x 1.0-5.0 MĠKRON
boyutlarındadır.
Bakteri hücresi tipleri: Coccus (küresel), Bacillus
(çubuksu), Helezon (sarmal) olabilir.
COCCUS
STREPTOCOCCUS
stafilococcus
STAFILOCOCCUS
Bacillus: çubuk biçimli bakteriler
STREPTOBACILLUS
SPIRAL BAKTERĠLER
LEPTOSPIRA
VIBRIO
PROKARYOTLARDA HAREKET
Bazıları hareketsiz olabileceği gibi
pek çoğu da yüzeysel kayma,
yüzme ya da kamçıyla olmak üzere
çeşitli biçimlerde hareket özelliği
gösterir. Değişik konum ve sayıda
kamçıları bulunur. Bakteriler kamçı
sayısı ve konumuna göre:
• atrik (kamçısız),
• monotrik (bir uçtan bir adet
kamçılı),
• lofotrik (bir uçta birden fazla
kamçılı),
• amfitrik ( bir ya da iki uçta birden
fazla kamçılı)
• peritrik (hücre çepeçevre kamçı ile
kaplı) olarak adlandırılırlar.
KAMÇI TĠPLERĠ
PERĠTRĠK
kamçı
Kamçı tipleri
Kamçı tipleri
LOFOTRĠK KAMÇI
PROKARYOTLARDA ÇOĞALMA
•
•
Hücre çoğalması ikiye
bölünme
biçiminde
olur. Bu yaygın olarak
görülen durumdur. Pek
az
üyesinde
ise
bölünme eĢit olmayan
iki parça halinde olur ki
buna tomurcuklanma
diyoruz.
Hücreler
bölünme
iĢleminden
sonra
bazen
birbirinden
büsbütün
ayrılmaz.
Böylece hücre zincirleri
ya da hücre demetleri
meydana gelir.
Bakterilerde bölünme
Bakterilerde
bölünme
Bakterilerde bölünme
PROKARYOTLARDA GENETĠK VARYABĠLĠTE
MEKANĠZMALARI
Bakterilerde eĢeyli üreme görülmemekle birlikte, yeni
biyotiplerin oluĢması eĢeyli-benzeri en az 3 yolla
gerçekleĢir. Bu benzer yolların Mycoplasma’lar içinde
geçerli olması olasıdır. Bu eĢeyli-benzeri yollar
Ģunlardır:
a) Konjugasyon, (Ġki bakterinin birbiriyle dokunma
noktasından, doğrudan yada bir köprü aracılığıyla bir
kısım genetik maddenin birinden diğerine geçmesidir.
Bu geçiĢte verici bakterinin seks pilusları rol oynar),
b) Transformasyon (bu yolla genetik madde aktarımında
herhangi bir aracı yoktur),
c) Transdüksiyon (Eğer bir bakterinin genetik maddesi bir
bakteriyofaj aracılığıyla ikinci bir bakteriye taĢınıyorsa
bu olaya da transdüksiyon adı verilmektedir).
Bakteriyel Konjugasyon
Bakteriyel
konjugasyon
Bakteriyel konjugasyon
TRANSFORMASYON
TRANSDÜKSİYON
TRANSDÜKSĠYON
OKSĠJEN ĠSTEKLERĠ
Oksijenle olan
iliĢkilerinde oldukça
esnektirler. Oksijenli
solunum (aerobik)
yapabilecekleri gibi
oksijensiz (anaerobik)
solunum da yapabilirler.
Oksijensiz solunum
yapanlar bazen oksijenli
de solunum (fakültatif
anaerobik) yapabilirler.
Kimilerine ise oksijen
çok az gerekli
olmaktadır
(microaerofilik).
Bakteri hücresi yapısı
Kapsül: Bazı bakterilerde, hücre çeperini saran ayrı bir kat bulunmaktadır.
Hücrenin yapışkan salgısından oluşan bu kat polisakkarit ya da polipeptid bir
yapıdadır. Kapsül hücreyi dıştan sardığı için dış çevreye karşı koruyucu görev
yapar.
Gram (-) ve Gram(+) bakterilerin çeper
yapıları
•
•
•
•
•
•
Gram (+) Çeperde en bol
bulunan madde
peptidoglikandır. Oranı çeper
kuru ağırlığının %90’nına
kadar çıkabilir.
Çeperde kuru ağırlığın
%50’sine kadar çıkabilen
oranlarda tekoik asit (ribitol ve
gliserol fosfat) bulunur.
Çeperde lipid oranı çok
düĢüktür, %0.2.
Çeperde genellikle protein
bulunmaz.
Bazen nötral polysakkaridler
bulunabilir
Çeperde S-içeren aminoasit
bulunmaz
•
•
•
•
•
Gram (-) Hücre çeperi 3 katmandan
oluĢur:Lipopolisakkarit+ protein
Lipoprotein+Peptidoglikan
Çeperde tekoik asit bulunmaz
Lipid oranı oldukça yüksektir, %1020.
Polisakkaritlerin oranı yaklaĢık
%15-20’dir.
Bilinen aminoasitlerin çoğu çeperde
bulunmaktadır.
HÜCRE ÇEPERĠ
GRAM (+) VE GRAM (-) HÜCRE ÇEPERĠ
GRAM (+)
Gram-negative (left) and Gram-positive (right) bacteria. Key: peptidoglycan
layer (yellow); protein (purple); teichoic acid (green); phospholipid ( brown);
lipopolysaccharide (orange)
GRAM (+) VE GRAM (-) HÜCRE ÇEPERĠ
GRAM NEGATİF BAKTERİLER
GRAM BOYAMA
PROTOPLAST: Bir prokaryotik hücrenin çeperi lizozym
enzimi
ile
parçalandığında
protoplast
ortaya
çıkarılabilmektedir. Hücrede protoplast tüm madde değişimi
işlevlerinin yer aldığı nükleik asit ve enzim içeren bir bölümdür.
Protoplast aşağıdaki kısımlardan oluşur:
a) Sitoplazmik Zar: Hücre çeperinin hemen altında yer
alan ve çok çeĢitli enzimleri içeren bir kısımdır.
Sitoplazmik zarın kalınlığı 5-10 m’dur. Bu zar
lipoprotein
(%60-80),
polisakkarid
(%15-20)
bileĢimindedir. Sitoplazmik zarın en önemli özelliği
seçici geçirgenlik niteliği göstermesidir. Küçük
moleküllü maddeler zardan kolaylıkla geçebildikleri
halde makro moleküller kolay geçemezler. Bu niteliği
ile sitoplazmik zar prokaryotelerin beslenmesinde
önemli bir rol oynar. Sitoplazmik zar yapısal olarak
Gram (+) ve Gram (-) bakterilerde farklılık göstermez.
Sitoplazmik Zarın Görevleri:
• Solunum enzimleri, lipid sentez enzimleri,
trikarboksilik asit enzimleri gibi enzimlerin
barındığı bir yerdir.
• Yarı geçirgenlik özelliği ile dıĢ ortamdaki
besin maddelerinin hücreye alınımında bu
maddeleri form ve büyüklüklerine göre bir
ayrıma uğratır.
• Bölünmede görev alır: DNA replikasyonu
• Mezozom oluĢumuna kaynaklık eder.
• Hücre bölünmesinde septum oluĢumunda rol
alır.
Pigment:
• Bakterilerin hücreleri içinde bulunan ve bulundukları
ortama salgıladıkları pigment denen renkli maddeler
vardır. Bu pigmentler bazı besiyerlerinde ortama
geçerler veya besiyerinde bakteri kolonilerine renk
verirler. Pigmentler hücre içi ve dıĢı olmak üzere iki
gruptadır. Ve değiĢik renk verirler. Renk maddesi
olarak
prokaryeteler
karotenoid,
antosiyanin,
melanin, fenazin, kinon, pirol gibi maddeler
taĢımaktadır. Bu pigmentler bazı prokaryotelerde
hücre dıĢına sızabildiği halde (P.fluorescens)
bazılarında hücre içinde kalır (Xanthomonas spp.)
FLUORESENT
Pigmentler
(hücre dıĢına
sızan)
Pigmentler
(hücre içinde kalan)
streptobacillus
Çekirdek (Nukleus):
Uzun süre prokaryotelerde
diğer hücrelerdeki gibi
normal bir nukleusun varlığı
tartıĢılmıĢtır. Elektron
mikroskop ile yapılan
gözlemler bu tartıĢmayı sona
erdirmiĢ ve prokaryotelerde
bir çekirdeğin varlığını
ortaya koymuĢtur. Özel
boyama tekniği ile
sitoplazma ortasına yakın bir
yerde oval biçimli bir
çekirdeğin varlığı
kanıtlanmıĢtır. Prokaryotik
hücrelerde nukleus
deoksiribonükleikasit (DNA)
bileĢiminde iki adet
iplikçikten oluĢmaktadır.
ÇEKĠRDEK
Plazmid:
• Bazı bakterilerde , kendi büyük, dairesel çift sarmal
kromozomundan ayrı olarak, genetik materyal taĢıyan küçük,
dairesel ve çift sarmal özellikte DNA segmentleri
bulunmaktadır. Bakteri sitoplazmasında bulunan bu
ekstrakromozomal DNA segmentlerine PLAZMĠD denir. Her
hücre bölünmesi sırasında, bakteri kromozomu replike
olurken(eĢleĢirken), bunlar da eĢ zamanlı olarak replike olur ve
kardeĢ hücreye aktarılır:
• Etkililik bakımından plazmidler, yardımcı kromozomlardır.
• Plazmidler bakteri hücreleri arasında genetik materyal
aktarımını (Konjugasyon ile) kontrol ederler
• antibiotik ve ağır metallere dayanıklılığı kontrol ederler
• katabolik reaksiyonlar (örn, Ģekerler, organik asitler ve
hidrokarbonların indirgenmesi gibi),
• simbiyotik azot fiksasyonu,
• hayvan ve bitkilerdeki patojenisite,
• bakteriosin ( bir bakterinin kendisiyle yakın akraba bir baĢka
bakterinin lizisine neden olan bir tür spesifik antibiotik madde )
• toksin sentezi v.b. gibi birçok özelliği kontrol edebilirler.
Bakteri plazmidi: dairesel ekstrakromozomal DNA
Bakteri plazmidi: T- DNA
PLAZMĠD T-DNA’sı
hangi özellikleri taĢır?
•Tümör oluĢturucudur
•Virulensi belirler
•Konukçu dizisini
belirler
•OPINE sentezi için
konukçu hücreyi uyarır
•AGROCIN’e duyarlılığı
belirler
•Belirti tipini belirler
Bakteri
hücresinde
dıĢ
etkenlere daha dayanıklı
olarak
meydana
gelen
yapıya denir. Endospor
normal bakteri hücresine
oranla %25 daha az su
içermektedir.
Endospor
bakteri hücresinden büyük
ölçüde farklı kimyasal yapı
içerir. Ayrıca endosporda
enzimlerin
büyük
bir
bölümü uyku durumundadır
ve endosporda metabolik
olaylar
çok
yavaĢ
sürmektedir.
Coccus’lar
spor
oluĢturmamakta,
Bacillus ve Clostridium
genusundan olan bakteriler
endospor oluĢturmaktadır.
Sporlar
yıllarca
canlı
kalabilmekte ve besiyeri,
sıcaklık,oksijen gibi uygun
koĢulları bulduklarında yine
çimlenebilmektedirler.
Sporun seksüel üreme ile
bir ilgisi yoktur
Endospor:
ENDOSPOR DÖNGÜSÜ
ENDOSPOR
BACILUS SPP. ENDOSPOR OLUġUMU
ENDOSPOR