.png)
Bakteriler
Prokaryotlara yaşam olan her yerde rastlanır. Ayrıca herhangi bir ökaryot için fazla sıcak, fazla soğuk, fazla sıcak, fazla tuzlu, fazla asidik ya da bazik olan extrem koşullarda gelişebilirler. Prokaryotlar, bireysel olarak küçük organizmalar ( 1 – 5 µm çapında ) olmalarına rağmen biyosferdeki etkileri bakımından çok önemlidirler. Örneğin 14. yüzyılda hıyarcık vebasıetkeni olan Yersinia pestis pireler aracılığıyla Avrupa kıtasına yayılmış ve insan nüfusunun yaklaşık % 25 ‘ ini öldürmüştür.
Şekillerine göre bakteriler
Prokaryotların hastalık yapan birçok türü olmasına rağmen yararlı bakterilerin sayısı zararlılardan çok daha fazladır.
Örneğin bazı bakteriler bağırsaklarımızda vitamin sentezi yaparken, bazıları da ağzımızda zararlı mantarların üremesine engel olmaktadır. Madde döngüsünde önemli role sahip olan
Örneğin bazı bakteriler bağırsaklarımızda vitamin sentezi yaparken, bazıları da ağzımızda zararlı mantarların üremesine engel olmaktadır. Madde döngüsünde önemli role sahip olan
Prokaryotlar, ölmüş bitki ve hayvanların yapısını oluşturan molekülleri inorganik maddelere çevirerek bitkiler ve dolayısıyla hayvanlara besin sağlamaktadırlar.
Günümüzde prokaryotların yaklaşık 5.000 türü bilinmesine rağmen bu sayının 400 bin ila 4 milyon arasında olduğu tahmin edilmektedir.
Bakterilerin Yapısı
DNA molekülleri halkasal yapıda olup, çekirdek zarı olmadığından sitoplazmada çekirdek alanı adı verilen kısımda bulunur. Ortalama olarak DNA miktarı ökaryot hücre DNA’sının binde biri kadardır ve prokaryot DNA’sı üzerinde bulunan proteinler çok daha azdır.
Bakterilerin Yapısı
DNA molekülleri halkasal yapıda olup, çekirdek zarı olmadığından sitoplazmada çekirdek alanı adı verilen kısımda bulunur. Ortalama olarak DNA miktarı ökaryot hücre DNA’sının binde biri kadardır ve prokaryot DNA’sı üzerinde bulunan proteinler çok daha azdır.
Mitokondri ve kloroplast gibi zarlı organeller içermezler. Bu organellerin işlevleriyle ilgili enzimler genellikle hücrenin sitoplazmasına yerleşmiş vaziyettedir.
Ribozomları ökaryot hücre ribozomundan farklı olup 70S büyüklüğündedir.
Glikozun fazlasını, ya da kendi sentezledikleri glikozu mantar ve hayvan hücrelerinde olduğu gibi glikojen şeklinde depolarlar.
Bütün bakteriler, hücre zarının dışında bir hücre duvarına sahiptir. Ancak bu duvarın kimyasal yapısı bitkilerde olduğu gibi selülozdan oluşmamakta olup kısa polipeptid zincirleri ile bağlanmış şeker polimerlerinden ibaret peptidoglikan denen özel bir yapıya sahiptir.
Bazı bakteriler ise hücre duvarına ilave olarak dış kısımlarında polisakkarit yapılı kapsül bulundurmaktadır. Kapsül hem bakterinin yüzeye daha kolay tutunmasını sağlar, hem de bakteriye enfekte ettiği canlının bağışıklık sistemine karşı direnç sağlar.
Bazı bakterilerin yüzeylere ve birbirlerine tutunmak için pilus denilen kısa uzantıları vardır.
Bazı bakteriler kamçılarıyla aktif olarak yer değiştirebilirler. Bu bakterilerin belirli bir etkene yaklaşma ya da etkenden uzaklaşma şeklinde yapmış oldukları yer değiştirme hareketleri taksis ya da göçüm hareketleri olarak değerlendirilir. Kamçı bulundurmayan bakteriler ise bulundukları ortamın hareketiyle pasif olarak yer değiştirmektedir.
Bazı bakterilerde hücre DNA’sına ilave olarak hücre DNA’sından bağımsız olarak eşlenebilen küçük halkasal DNA parçacıkları bulunmaktadır. Bu DNA parçaları plazmit adını alır ve hücre Plazmit içermeden de yaşayabilir.
Plazmidler, bulundukları bakteriye antibiyotiklere direnç ya da normal ortamlarında bulunmayan besinleri kullanabilme gibi özellikler kazandırmaktadır.
Bakteriler haploid yani n kromozomlu olup amitoz denen bir bölünme tipiyle bölünürler. Haploid yapıda oldukları için mayoz bölünme geçiremezler.
Bazı bakteriler, ortam şartları kötüye gittiğinde hücre DNA’sının bir kopyasını çıkarak bu kopyayı dayanıklı bir duvarla çevrelerler. Bu şekilde oluşturulan yapı endospor adını alır ve endosporlar sayesinde bakteri yaşaması için uygun olmayan koşullarda hayatta kalma imkânı bulur. Endosporların su içeriği normal hücreye göre çok az olduğundan metabolizma hızları da oldukça yavaştır. Bu sayede endospor, yüksek ısı, kuraklık, donma gibi olumsuz koşullara oldukça dayanıklıdır.
Ortam şartları bakterinin yaşaması için uygun hale tekrar döndüğünde endosporlar açılarak tekrar bakteri haline gelir. Burada hücre sayısında bir artış olmadığı için endospor oluşturmak bir üreme şekli değildir. Bu sayede sadece canlının uygunsuz koşullar içeren zaman dilimini atlatması sağlanır. 250 milyon yıl öncesine ait bir endospor bilim adamlarınca canlandırılmıştır.
Normal bakteriler 100 oC de öldüğü halde endospor yapısı bu sıcaklık değerinden etkilenmez. Bu yapıların canlılığını sona erdirmek için 121 oC de 1 atmosfer basınç altında 15 dakika bekletmek gerekir.
Bakterilerin üremesi
Bakterilerde eşeysiz ve eşeyli olmak üzere iki çeşit üreme görülmektedir. Bakterilerin bölünme süresi yaklaşık olarak 1 – 3 saat arasında olsa da bazı türler uygun ortam koşullarını bulduklarında 20 dakikada bir bölünürler.
Bu hızdaki bir bölünmeyle bir bakterinin 3 gün içerisinde oluşturacağı bakterilerin toplam ağırlığı dünyanın ağırlığından fazla olur. Bu durum teorikte mümkün olsa da pratikte bakterilerin yaşam ortamlarında besinin sınırlı olması ve metabolizma ürünlerinin oluşturduğu zehir etkisi sebebiyle mümkün değildir.
Eşeysiz üreme
Bakterilerin eşeysiz üremesi amitoz denen özel bir bölünme şekliyle olur Bu tip bölünmede çekirdek bölünmesinin özel evreleri gözlenmez. Hacimce artan bakteri hücresi DNA’sını eşler. Bunu takiben hücre zarı ve duvarının içeri doğru girinti oluşturmasıyla hücrenin ikiye bölünmesi sağlanır.
Eşeyli üreme
Ökaryot hücrelerin eşeyli üremesinde gözlenen mayoz bölünme ve döllenme gibi olaylar bakterilerin eşeyli üremesinde gözlenmez. Ayrıca bakterilerin eşeyli üremesi neticesinde birey sayısında da artış gözlenmez. Sadece bakterilerde gen alış verişi sonucu genetik çeşitlilik yani varyasyonlar artar.
Bakterilerde eşeyli üremenin bir yolu, iki bakteri arasında kurulan sitoplazmik köprü aracılığıyla yapılan gen aktarımı yani konjugasyondur.
Bu olayda aynı türden iki bakteri arasında piluslar sayesinde geçici sitoplazmik bir köprü kurulur. Bu köprü vasıtasıyla bir bakteriden diğerine Plazmit DNA’sı aracılığıyla gen aktarımı gerçekleşir. Gen aktarımı tek yönlü olarak gerçekleşir ve bu sayede Plazmit DNA’sının taşıdığı bilgilerin diğer bakteriye aktarılmasıyla tür içi genetik çeşitlilik artırılmış olur.
Bakterilerin genetik yapılarının değişikliğe uğramasının bir diğer yolu da transformasyondur. Transformasyon, bakterinin bulunduğu ortamdaki bir DNA parçasını alarak kendi DNA’sına eklemesi ve bunun sonucunda da genetik yapısının değişmesi olarak tanımlanabilir. Bazı bakterilerde çevrelerindeki çıplak DNA parçalarını tanımak ve almak üzere özelleşmiş yüzey proteinleri bulunmaktadır. Bakteriler bu yolla ancak yakın akraba türlerine ait DNA parçalarını alırlar.
Bu yolla farklı türler arasında da gen aktarımı sağlanabilir.
Bakterilerin genetik yapılarının değişikliğe uğratılmasının bir diğer yolu da virüsler aracılığıyla gerçekleşen transdüksiyon olayıdır. Faj olarak adlandırılan bakteri virüsleri, yaşam döngülerinde öncelikle bakteriye tutunmakta, sahip olduğu genetik materyali bakteriye enjekte etmektedir. Enfekte olan bakteri virüs DNA’sındaki bilgiye göre yeni virüs DNA’ları ve protein kılıfları üretmektedir. Daha sonra bakteri tarafından üretilen virüsler bakteriyi patlatarak yeni bakterileri enfekte etmektedir.
Bakteride üretilen protein kılıfların içerisine normal şartlarda virüsün kendi genetik materyali paketlenmektedir. Ancak bazı protein kılıfların içerisine bakterinin DNA parçaları paketlenmektedir. Anormal şekilde oluşan bu virüslerin yeni bakterileri enfekte etmesiyle önceki bakterinin DNA’sı yeni enfekte edilen bakteriye taşınmış olmaktadır. Bu şekilde canlının genetik yapısı değişikliğe uğratılmış olur.
Bakterilerin Sınıflandırılması
Bakteriler 4 temel özelliğe göre sınıflandırılmaktadır.
Şekillerine göre bakteriler
Bakteriler şekillerine göre yuvarlak ( coccus ), çubuk ( bacillus ), virgül ( vibrio ) ve spiral ( spirillum ) şekilli olmak üzere 4 grup altında incelenmektedir.
Gram boyanma özelliklerine göre bakteriler
Bakterilerin sınıflandırılmasında kullanılan özelliklerden birisi de hücre duvarındaki farklılıkları dikkate alan gram boyama tekniğidir. Bu boyama tekniği sonucunda boyayı daha çok tutarak mikroskop altında mavi – mor renkte gözlenen bakteriler gram pozitif, boyayı daha az tutarak pembe renkte gözlenenler ise gram negatif olarak adlandırılır.
Gram negatif bakterilerin hücre duvarları daha az peptidoglikan içerip daha karmaşık bir yapıya sahiptir. Gram negatif bakterilerin hücre duvarlarının dışında bulunan lipopolisakkarit yapılı dış zar toksik etkili olduğundan gram negatif bakteriler daha tehlikeli organizmalardır.
Solunum biçimlerine göre bakteriler
Bakteriler de diğer canlılar gibi yaşamları için solunumla enerji üretmek zorundadırlar. Bu açıdan değerlendirildiğinde bakteriler hücresel solunum tiplerine göre 4 farklı grupta değerlendirilirler.
Zorunlu aerob bakteriler
Enerji ihtiyaçlarını sadece oksijenli solunum yaparak karşılayabilen bakterilerdir. Oksijensiz ortamda yaşayamazlar. Zarlı organel taşımadıkları için oksijenli solunum için gereken enzimler ve ETS elemanları sitoplazmaya yerleşmiştir.
Tüberküloza sebep olan Mycobacterium tuberculosis zorunlu aerob türlere örnek olarak verilebilir.
Zorunlu anaerob bakteriler
İhtiyaç duydukları enerjiyi oksijensiz solunumla sağlayan canlılardır. Solunumları neticesinde etil alkol, laktik asit gibi ürünler oluştururlar. Bu canlılar için oksijen zehir etkisi yapmaktadır.
Tetanoz etkeni olan Clostridium tetani türü zorunlu anaerob türlere örnektir.
Geçici aerob bakteriler
Normalde ihtiyaç duyduğu enerjiyi oksijensiz solunumla sağlayan, ancak oksijenli solunum ile de enerji üretebilen organizmalardır. Bu gruba örnek teşkil eden Escherichia coli türü insan kalın bağırsağında oksijensiz, çöplüklerde ve kirli sularda ise oksijenli solunumla enerji üretmektedir.
Geçici anaerob bakteriler
Enerji ihtiyaçlarını oksijenli solunumla karşılayan, ancak oksijensiz ortamda da geçici olarak fermantasyonla enerji üretebilen canlılardır.
Geçici aerob ve geçici anaerob bakteriler birlikte fakültatif canlılar olarak adlandırılır.
Beslenme biçimlerine göre bakteriler
Bakteriler, beslenmeleri bakımından çok büyük çeşitliliğe sahiptirler. Ökaryotlarda görülen beslenme tiplerine sahip olmalarının yanında sadece bakterilere has beslenme şekilleri de mevcuttur.
Genel olarak bakteriler, beslenmeleri açısından ototrof ve heterotrof olmak üzere iki büyük grup altında incelenirler.
Ototrof beslenme şekline sahip olan bakteriler inorganik maddeleri kullanarak organik madde sentezi yapma yeteneğinde olan canlılardır. Organik madde sentezi için kullandıkları enerji kaynağına göre fotosentetik ve kemosentetik bakteriler olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Fotosentetik bakteriler enerji kaynağı olarak güneş ışığını kullanırken, kemosentetik bakteriler organik madde sentezi için gereken enerjiyi inorganik maddelerin oksitlenmesinden sağlarlar.
Her iki gruba dâhil canlılar da karbon kaynağı olarak CO2 molekülünü kullanmaktadırlar.
Fotoototrof bakteriler fotosentez yaparak organik madde sentezi yapmaktadırlar. Ancak bu canlılar zarlı organel içermedikleri için fotosentez için gerekli olan klorofil molekülü ve diğer enzimler sitoplazmada yerleşmiştir. Bütün fotoototroflar, karbon kaynağı olarak CO2 molekülünü kullanırken, e- kaynağına göre çeşitlilik gösterirler.
Siyanobakteriler, fotosentezde yeşil bitkilerde olduğu gibi elektron kaynağı olarak su kullanmakta ve organik madde sentezi yapmaktadırlar.
Siyanobakteriler atmosferik azotun bağlanmasını sağladıkları için ekosistemin vazgeçilmez unsurlarıdır.
Bazı bakteriler ise fotosentezde elektron kaynağı olan sudan başka molekülleri kullanmaktadırlar. Yeşil sülfür ve mor sülfür bakterileri elektron kaynağı olarak H2S molekülünü kullanırken, hidrojen bakterileri H2 molekülünü kullanmaktadırlar. Bu canlılar fotosentezde yan ürün olarak oksijen üretmezler.
Kemosentetik bakteriler ise, organik madde sentezi için güneş ışığına ihtiyaç duymazlar. Bu açıdan değerlendirildiğinde, kemosentez 24 saat devam eden bir olaydır.
Kemosentezde, bakteriler başlangıçta inorganik maddeleri oksitleyerek elde ettikleri enerjiyi inorganik maddelerden organik madde sentezinde kullanmaktadır. Bu canlılar kemosentez sonucu açığa çıkan oksijeni inorganik maddelerin oksitlenmesinde kullandıklarından atmosfere serbest oksijen vermezler.
Nitrit ve nitrat bakterileri organik atıkların parçalanmasıyla oluşan amonyağı, bitkilerin kullanabileceği form olan nitrata çevirmeleri sebebiyle azot döngüsünde çok önemli role sahiptirler.
Kendi besinini üretemeyip dışarıdan hazır olarak alan bakteriler ise beslenmeleri bakımından heterotrofturlar. Heterotrof bakterilerden bazıları parazit simbiyotik yaşam biçimini benimsemişken, bazıları ise çürükçül ya da saprotrof olarak beslenmektedir.
Parazit bakteriler, hücre dışı sindirim enzimleri olmayan canlılardır. Bu nedenle polimer besinlerin bulunduğu ortamda yaşamlarını sürdüremezler. Bu canlılar yaşamlarını devam ettirebilmek için besinlerin monomer halde bulunduğu ortama ihtiyaç duyarlar. Hastalık yapanlarına patojen adı verilir.
Verem, zatürre, difteri etkeni olan bakteriler patojenler arasında sayılabilir.
Saprotrof beslenme tarzına sahip olan bakteriler ise organik atıkları inorganik maddelere çevirerek doğadaki madde döngüsüne katkı sağlayan organizmalardır.
Bu süreçte; önceliklli olarak bakteriler ürettikleri sindirim enzimlerini hücre dışına salgılarlar ve bu enzimler sayesinde dışarıdaki organik polimerler monomerlerine kadar parçalanır. Sindirim sonucu oluşan monomerler canlı tarafından difüzyon ya da aktif taşımayla alınarak solunumda yıkılır. Bu olay sonucunda ise CO2, NH3 ve H2O gibi inorganik maddeler oluşur.
0 yorum: