Biyoteknoloji İçin Mikrobiyoloji 1

Biyoteknoloji İçin

Mikrobiyoloji 1

2.2 Mikrobiyal Hücrelerde DNA’nın Düzenlenmesi

• Ökaryotik ve prokaryotik hücrelerin genomları farklı şekilde düzenlenir.

Prokaryotik Kromozomlar

• DNA “bakteri kromozomu” adı verilen, çift iplikli bir moleküldür.

• Kromozom nükleoid adındaki görünür bir kütleyi oluşturmak için bir bölgede toplanır.

• Prokaryotik DNA halkasaldır.

Ökaryotik Kromozomlar(devam)

• Ökaryotlarda DNA, Nükleus içerisinde kromozomlarda paketlenmişlerdir.

• Ökaryotik kromozomlar doğrusaldırlar.

• Kromozom sayısı organizmaya göre değişir.

• Ökaryotlarda kromozomlar DNA’nın yanı sıra katlanma ve paketlenmeye yardımcı olan proteinler içerirler.

• Ökaryotlarda her genin iki kopyası vardır: Diploittir.

Ökaryotik Kromozomlar(devam)

• Ökaryotların diploit genomları, eşeyli üreme için haploit gametleri oluşturmak için mayozla yarıya indirilir.

• Zigot oluşumu sırasında iki gametin birleşmesi hücreyi diploit duruma getirir.

Prokaryotik ve Ökaryotik Hücerler



Prokaryotik Hücreler

- Çekirdek zarı yok – Organeller yok – Hücre duvarı

peptidoglikan (arkeler hariç)

– İkiye bölünme – 1 çevrimesel

kromozom – 70 S ribozomu



Ökaryotik Hücreler

– Var

– Organeller Bulunur – Hücre duvarı

bulunması halinde selülöz ya da kitin – Mitoz

– Lineer (düzlemsel) kromozomlar

– 80 S ribozomu

Endosimbiyoz Teori

• Mitokondri ve kloroplastlar bir zamanlar serbest yaşayan hücrelerken, çok uzun zaman önce

korunma veya diğer nedenlerden dolayı Eukarya hücrelerinde kararlı bir yerleşim oluşturmuşlardır.

Kanıtlar;

Mitokondri ve plastitlerin endosimbiyoz kökenli olduklarına dair bulgular aşağıdaki gibidir.

• Mitokondri ve plastitler ait oldukları hücreden farklı olan bir DNA taşırlar ve bu DNA bakterilerinkine benzemektedir(dairsellik ve uzunluk açısından)

• İki veya daha fazla katlı zarları vardır ve en içteki katman hücredeki diğer

zarlardan bileşim açısından farklıdır, bileşimi daha çok prokaryotik hücre zarına benzemektedir.

• Yeni plastit veya mitokondri oluşumu sadece ikiye bölünme işlemine benzer bir süreç sonunda olur. Bazı alglerde plastitler çeşitli kimyasallarla veya uzun süre güneş ışığı yokluğunda hücreye zarar vermeden yok edilebilmektedir. Bu

durumdaki hücrelerde plastitler yeniden üretilememektedir.

• Plastitlerin iç yapısı ve biyokimyası, örneğin tilakoit ve klorofillerin varlığı,

siyanobakterilerle büyük benzerlikler göstemektedir. Ökaryotik genom, bakteri ve plastitlerin filogenetik çözümlemeleri de plastitiler en çok siyanobakterilere yakın olduğunu göstermektedir.

• DNA analizleri ve filogenetik çözümlemeler hücresel DNA'nın plastit

DNA'sından gelmiş olabilecek parçacıklar bulundurduğunu düşündürmektedir.

• Hücre çekirdeği tarafından kodlanan bazı proteinler bu organellere transfer edilmektedir ve hem mitokondri hem de koloroplast genomu bakterilere kıyasla daha küçüktür. Bu da endosimbiyoz ilişkiyle konak hücreye olan

bağımlılığın artması gerektiği görüşüyle örtüşmektedir. Organel genomlarındaki birçok gen ya kaybedilmiş ya da hücre çekirdeğine kaymıştır.

II Mikrobiyal Çeşitlilik

• Mikrobiyal hücrelerde gördüğümüz çeşitlilik 4 milyar yıllık evrimsel değişimin sonucudur.

- Hücre boyutu ve morfolojisinde - Fizyolojisinde (metabolizma)

- Hareket

- Hücre bölünme mekanizmasında - Patojenitede

2.4 Mikroorganizmaların Fizyolojik Çeşitliliği

• Hücreler doğada enerjiyi 3 yolla elde edebilirler:

1)Organik kimyasallar 2)İnorganik kimyasallar 3)Işık

Kemoorganotroflar:

• Binlerce farklı kimyasal mikroorganizmalar tarafından enerji elde etmek için kullanılır.

• Bütün doğal ve pek çok sentetik organik bileşik mikroorganizmalar tarafından parçalanır.

• Organik bileşikler oksitlenerek enerjice zengin ATP olarak muhafaza ederler.

Hatırlatma 

• Tüm hücreler karbon ve enerji kaynaklarına ihtiyaç duyarlar.

• Kemoorganotrof, kemolitotrof ve fototrof terimleri sırasıyla: organik kimyasalları, inorganik kimyasalları ve ışığı kullanan hücreleri belirtir.

• Ototrofik organizmalar enerji kaynağı olaran CO₂’yi

kullanırken, heterotroflar organik karbonları kullanırlar.

• Ekstremofiller yüksek organizmaların üreyemeyeceği çevresel koşullarda başarılı bir şekilde ürerler.

2.5 Prokaryotik Çeşitlilik

Prokaryotlar

Archaea Bacteria

Mikrobiyolojiye yeni başlayan öğrencilerin aşina olduğu Prokaryotların çoğu Bacteria domaininde bulunduğundan Konuya buradan başlayacağız.