I. C. Canlıların Sınıflandırılması

I. C. Canlıların Sınıflandırılması

Linnaeus

1735 Haeckel

1866 Chatton

1925 Copeland

1938 Whittaker 1969

Woese et al.1990

2 kingdoms 3 kingdoms 2 empires 4 kingdoms 5 kingdoms 3 domains

(not treated) Protista

Prokaryot

a Monera Monera Bacteria

Archaea

Eukaryota

Protoctist

a Protista

Eucarya Vegetabili

a

Plantae Plantae Plantae

Fungi Animalia Animalia Animalia Animalia

 Carl Woese canlıları ribozomal DNA dizi benzerliklerine göre gruplandırmıştır.

 Tüm hücrelerde bulunan rRNA, genetik kodun dejenerasyonundan ve baskılayıcı mutasyonlardan etkilenmediği için (bir filogenetik marker olarak) seçilmiştir.

 Woese prokaryotik (30 S) ve ökaryotik (40 S) hücrelerde bulunan ribozomun küçük alt ünitesinden prokaryotlarda 16 S’lik ökaryotlarda ise 18 S’lik rRNA (Small SubUnit rRNA =

SSU rRNA

 bunu özel restriksiyon enzimleriyle büyük parçalara (oligonükleotidlere) ayırmıştır.

 Bu oligonükleotidlerin baz dizileri belirlendikten sonra, her organizmaya ait baz dizileri birbirlerine benzerliklerine göre bilgisayar programlarıyla gruplandırılmıştır.

Canlıların

sınıflandırılmasında kullanılan alt gruplar ^:

 Kingdom (Mikrobiyologlar kullanmaz, Domain kullanılır)

 Phylum (Botanikte “Division” kullanılır)

 Class

 Order

 Family

 Genus (çoğul: Genera)

 Species (Tür) : Türün tanımı

mikrobiyologlar için farklıdır.

Domain Bacteria Bacteria Archaea

Phylum Proteobacteria Proteobacteria Euryarchaeota Class Alphaproteobacteria Gammaproteobacteria Thermococci

Order Legionellales Enterobacteriales Thermococcales Family Legionellaceae Enterobacteriaceae Thermococcaceae

Genus Legionella Escherichia Pyrococcus

Species Legionella pneumophila Escherichia coli P. furiosus Subspecie

s

L. pneumophila subsp.

pneumophila

Strain E. coli K12

I. D. İnsan Yaşamında

Mikroorganizmaların Önemi

I. D. İnsan Yaşamında Mikroorganizmaların Önemi

 Hastalık etkeni olarak mikroorganizmalar

 Tarım alanında mikroorganizmalar:

 Gıda endüstrisinde mikroorganizmalar:

 Enerji eldesinde mikroorganizmalar:

 Gelecekte Mikrobiyoloji:

II- PROKARYOT HÜCRE YAPI VE

FONKSİYONLARI A. MORFOLOJİK YAPI

Bakteriler oldukça farklı morfolojik yapılar gösterir. Yuvarlak şekilli bakteriler kok (coccus) olarak adlandırılır. Bölündükten sonra ayrılmayan ikili formlar oluşturanlar diplokok (Neisseria spp.); zincir oluşturanlar streptokok (Streptococcus spp.); üzüm salkımı şeklinde düzensiz grupşar oluşturanlar stafilokok (Syaphylococcus spp.) olarak adlandırılır. Hücrelerin iki alanda bölünmesiyle tetrat adı verilen dörtlü gruplar (Micrococcus spp.), kokların üç alanda bölünmesiyle de sekiz hücreli kübik gruplar (Sarcina spp.) oluşmaktadır.

Silindir şeklindeki bakteriler çubuk yada basil (bacillus) olarak adlandırılır. Bunlar uzunluk ve genişliklerine göre farklı yapılar gösterir. Kısa çubuklar kokobasil, ovoidler ovoid çubuk, üst üste gelmiş çubuklar palizad ve virgül şeklindeki çubuklar vibrio olarak adlandırılır. Bu bakterilerin ikili olanları diplobasil, zincir oluşturanları ise streptobasil (Bacillus megaterium) olarak adlandırılır.

Sitoplazmik membran

 Sitoplazmayı dış ortamdan ayıran 5-10nm

kalınlığında protein ve lipitten oluşan ince bir zardır.

Yapısı

 Çift fosfolipit tabakadan oluşan membran, ökaryotlardaki sitoplazmik membrana benzer

yapıdadır. Polar ve polar olmayan uçlar (amfipatik) içeren membran lipitlerinin, gliserol ve fosfat içeren polar uçları hidrofilik, yağ asitlerinini bulunduğu

polar olmayan uçları ise hidrofobiktir. Birbirleriyle ilişkili olan hidrofobik uçlar bu fosfolipitlerin

membranda çift tabaka oluşturmalarını sağlar.

Bakterilerde ve ökaryotik membranlarda gliserol ve yağ asitleri arasında ester bağları bulunur.

Sitoplazmik membran

oldukça kararlı bir yapıdadır.

 Hidrojen bağları

 Hidrofobik etkileşimler

 Ca, Mg gibi iyonlar

(fosfolipitlerin negatif yük kazanmalarını sağlar)

II. B. HÜCRE YAPISI

1. Sitoplazmik membran

 Prokaryot sitoplazmik

membranlarında oksidatif

fosforilasyon ve elektron transport sisteminin enzimleri vardır.

 Ökaryotlarda mitokondri ve kloroplast membranlarında bulunur.

Hopanoidler

membran dayanıklılığını sağlayıp,

geçirgenliği azaltırlar

Arke sitoplazmik membran yapısı

 Bakteriler ve ökaryotik membranlardan farklı olarak arkelerde yağ asitleri yerine hidrokarbonlar, ester bağları yerine de eter bağları bulunur. Arkelerde gliserol eter bağlarıyla hidrokarbonlara bağlıdır.

Hidrokarbonlar 20 (fitanil) ve 40 (bifitanil) karbonlu alkil izoprenoidlerden oluşur.

 Arke membranlarında, gliserol molekülüne eter bağlarıyla iki

hidrokarbon bağlanmasıyla oluşan gliserol dieter ve iki gliserol dieterin kovalent bağlarla birbirlerine bağlanmasıyla oluşan digliserol

tetraeterler bulunur.

 Bazı arkelerde sadece gliserol dieterler bulunur. Bunlar bakteri ve

ökaryot membranlarda olduğu gibi çift tabaka oluşturur. Bazı arkelerde özellikle hipertermofil arkelerde membran digliserol tetraeterlerden oluşmuştur ve tek tabakalıdır (monolayer).

 Bazı arkelerde ise her iki tipin beraberce bulunduğu karışık membran tipleri vardır.

Arke

Hidrokarbon Eter

Çift / Tek tabaka

Oksidatif

fosforilasyon ve elektron transport sisteminin

enzimleri VAR

Ökaryot

Yağ asitleri Ester

Çift tabaka

Oksidatif

fosforilasyon ve elektron transport sisteminin

enzimleri YOK

Bakteri

Yağ asitleri Ester

Çift tabaka

Oksidatif

fosforilasyon ve elektron transport sisteminin

enzimleri VAR

Sitoplazmik membran fonksiyonları Seçici geçirgenlik:

Hücre membranı farklı bileşiklerin geçişine değişen oranlarda direnç gösterir. Bu direnç

hidrofobik bileşikler için daha azdır ve bu nedenle hidrofobik bileşikler hücre zarından kolaylıkla

hücre içerisine geçerler. Basit yada pasif

diffüzyon olarak bilinen bu tip taşıma, maddelerin lipofilik özellikleri ve molekül büyüklüklerine

bağlıdır. Hücre ancak çok az sayıdaki bileşiği bu

yolla almaktadır. Hidrofilik ve yüklü moleküller

hücreye giremezler, hücre içine taşınırlar.

Taşıyıcı proteinler:

 Üç tip taşıyıcı protein vardır.

 1.Uniport: Bir maddeyi tek yönlü olarak taşırlar.

 2.Simport: Taşınacak maddeyi diğer bir madde (örneğin proton) ile birlikte aynı yönde hücre içine taşırlar.

 3.Antiport: Taşınacak maddeyi hücre içine alınırken diğer bir maddeyi hücre dışına taşırlar.

 Basit transport: Substrat proton ittirme gücü kullanılarak, membran taşıyıcı proteinleri ile kimyasal yapısı değiştirilmeden hücreye alınır.

 Grup translokasyonu: Hücreye taşınacak substrat, taşıma sırasında değişime uğrar. Fosfoenolpiruvat gibi yüksek enerjili bileşiklerin kullanıldığı grup

translokasyonunda, taşınan maddenin yapısı hücre dışında ve içerisinde aynı değildir.

 ABC taşıma sistemi: ATP harcanarak periplazmik bağlanma proteinleri ile madde yapısı değişmeden hücreye taşınır.