3. MİKROORGANİZMALAR ARASINDAKİ İLİŞKİLER

3.

MİKROORGANİZMALAR ARASINDAKİ İLİŞKİLER

 Tek Bir Mikrobiyel Populasyon İçindeki İlişkiler Pozitif ve Negatif ilişkiler

 Farklı Mikrobiyel Populasyonlar Arasındaki İlişkiler

Nötralizm Rekabet

Kommensalizm Amensalizm

Sinerjizm Parazitizm

Mutualizm Yırtıcılık

Tek Bir Mikrobiyel

Populasyon İçindeki İlişkiler

Pozitif İlişkiler (= işbirliği, cooperation)

Gelişme eğrisindeki uzun bir lag peryodu

Lignin ve selüloz parçalanması

Populasyon yoğunluğu,

hücre dışındaki çözülebilir ürünlerin populasyon üyelerince kullanımını

Pozitif İlişkiler

Populasyon üyeleri arasındaki işbirliği çevredeki zararlı etkenlere karşı koruyucu bir

mekanizma oluşturabilir.

1. Antimikrobiyel maddeler ve UV ışınları

2. Gıda kaynakları tükendiğinde Dictyostelium amoeboid hücreleri

Pozitif İlişkiler

Bir populasyonu oluşturan hücreler arasındaki genetik

madde değişimi

Antibiyotiklere ve ağır metallere direnç ile çeşitli organik

substratları kullanma yeteneği

Gen aktarımının belli populasyon yoğunluklarında gerçekleşmesi

Quorum Sensing

 G- ve G+

 Otoindüktör  aktivatör protein  ekspresyon

 Otoindüktör: Açillenmiş homoserin Laktonlar (AHLs), kısa peptitler vb.

 Aliivibrio fischeri  biyoluminesens özellik lusiferaz  ışık  lux operonları

 Pseudomonas aeruginosa  biyofilm

 Staphylococcus aureus  kısa peptit

 Haloalkalifil arkeler Natronacoccus occutus

 proteaz

 Ökaryot Saccharomyces cerevisiae,

Candida  aromatik alkoller  tek hücre yada filament

Negatif İlişkiler (=rekabet)

 Eğer bir ortamda substrat yoğunluğu az mikoorganizma sayısı çok ise,

mikroorganizmalar arasında bu substratın kullanımı için rekabet artar.

 Yırtıcı mikrobiyel populasyonlar uygun av için

 Parazit mikrobiyel populasyonlar ise uygun konukçu için birbirleriyle rekabet eder.

 Yoğun bir populasyonda metabolik ürünlerin birikmesi negatif ilişkiye sebep olur. (Organik asitler ve H₂S gibi )

Negatif İlişkiler

Populasyonda letal proteinleri kodlayan genlerin bulunması

negatif ilişkilere sebep olur.

E. coli suşları, transmembran

potansiyeline zarar veren bir peptidi (hok) kodlayan hok genine sahiptir.

E. coli ‘de plazmidde bulunan bu gen hücrenin canlılığından sorumludur.

Plazmid DNA’nın bir ipliğinde hok geni diğer ipliğinde antisens mRNA üreten sok geni bulunur.

Herhangi bir protein sentezlemeyen sok mRNA, hok mRNA’ya bağlanır ve hok

proteini üretilmez.

Farklı Mikrobiyel Populasyonlar

Arasındaki İlişkiler

1. Pozitif ilişkiler ( Kommensalizm, Sinerjizm, Mutualizm)

2. Negatif ilişkiler (Rekabet, Amensalizm)

3. Bir populasyon için pozitif diğer populasyon için negatif olan

ilişkiler (Parazitizm, Yırtıcılık)

Pozitif ilişkiler

populasyona hangi avantajları sağlar?

Özel ortamlarda sadece bazı populasyonlar canlı kalır

Uygun kaynaklar etkin kullanılır

Çevre stresine adaptasyon sağlanır (metabolik

yeteneklerle gelişme ve canlı kalma oranı arttırılır)

Negatif ilişkiler

populasyona hangi avantajları sağlar?

Populasyon yoğunluğu kontrol edilir

Populasyonların aşırı artışı önlenir

Habitatın zarar görmesi önlenir

Türlerin yok olması önlenir

Nötralizm

 Nötralizmde, iki mikrobiyel populasyon arasında herhangi bir ilişki yoktur.

 Komunite içinde aynı yada benzer

fonksiyonel rollere sahip populasyonlar arasında nötralizm görülmez.

 Nötralizm genelde çok farklı metabolik yeteneğe sahip populasyonlar

arasında görülür.

Nötralizm hangi

durumlarda görülür?

 Birbirinden uzak ve az yoğun

populasyonlar (denizler, oligotrofik

göllerde ve toprakta ayrı mikrohabitatlar) Mikroorganizmaların aktif olarak

gelişemeyecekleri şartlarda (kutuplardaki denizler, donmuş göller, spor sist ve

vejetatif hücreler)

 Doğal ortamlarının dışında (atmosfer)

Kommensalizm

 Kommensalizmde ilişkiye giren bir

populasyon bu ilişkiden yararlanırken diğer populasyon bundan etkilenmez.

 Bu mikroorganizmalar arasında kurulan tek yönlü bir ilişkidir.

 Bu ilişkide yarar gören mikroorganizmalar yani

kommensaller, diğer populasyonun metabolik yeteneklerinden faydalanır.

Kommensalizm

 Kommensale uygun habitat

oksijen kullanımı  aerob  zorunlu anaerob

 Gelişme faktörlerinin üretimi

Flavobacterium brevis  sistein  kommensal Legionella pneumophila

 Çözünmeyen bileşikler  çözünüp  gaz haline dönüşümü

organik bileşik  metan  metanotrof amonyak  nitrata  dip sedimentteki kommensal

Kommensalizm

 Mikrobiyel aktivite ile kommensallere uygun bir bileşik yapılır.

Mo’nun ürettiği organik asitler  humus parçalanması  ürünleri kommensal kullanır

funguslar  selüloz  selülaz  glikoz

 kommensal

Kommensalizm

 Kometabolizma, bir organizmanın besin olarak kullanamayacağı bir substratı okside etmesidir.

 Oksidasyon ürünleri kommensal tarafından kullanılır.

Mycobacterium vaccae Propan gelişme

Siklohekzan siklohekzanol Pseudomonas

(kommensal)

Kommensalizm

 Etkilenmeyen populasyonun ortamdaki toksik maddeleri parçalaması

Beggiatoa spp.  H₂S okside etmesi civa  gaz haline çevrilmesi

toksik metallerin mo’larca tutulması

Sinerjizm

 Her iki populasyonda bu ilişkiden fayda görür.

 Sinerjizm daha sonra mutual bir ilişkiye çevrilebilir.

 Birbirlerinin besinsel ihtiyaçlarını tamamlayan iki yada daha fazla

mikrobiyel populasyon arasındaki ilişki sintrofizm olarak adlandırılır.

Sintrofizm bir çapraz beslenme örneğidir.

 A bileşiği Arjinin E. coli agmatin

1. populasyon Enterococcus faecalis

 B bileşiği Ornitin 2. pop. E. coli

 C bileşiği Putresin

1. ve 2. pop. E. fae ve E. coli

 Enerji + son ürün Enerji + son ürün

Populasyonlar tarafından üretilen gelişme faktörleri sintrofik ilişkilere sebep olur.

Minimal besiyeri

Lactobacillus arabinosus fenilalanin folik asit

Enterobacter faecalis

siklohekzan  Nocardia biyotin parçalama ürünleri Pseudomonas

Sintrofizm

format ve sülfür

Chlorobium Spirillum

CO2 ve H2S

Heterotrof Pseudomonas spp  heterosist