bakteri ve arkeler: prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/genel biyoloji...

68
Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar 7

Upload: others

Post on 06-Sep-2019

27 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Bakteri ve Arkeler:Prokaryotlar

7

Page 2: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Başlıklar

•1 Canlılar nasıl çeşitlendi?

•2 Prokaryotlar nerede bulunur?

•3 Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

•4 Prokaryotların bilinen ana grupları nelerdir? (Arkeler ve bakterilerin farkları)

•5 Prokaryotlar çevrelerini nasıl etkiler?

Page 3: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

26.1 How Did the Living World Begin to Diversify?

Yaşamın üç alanı (üst alem/saha/domain):

• Bakteria—prokaryotlar

• Arkaea—prokaryotlar

• Ökarya—ökaryot

Bakteriler Arkaea Ökarya

Prokaryotlar Ökaryotlar

Kloroplast MitokondriHayvanlar

Mantarlar

Bitkiler

Protistler

Page 4: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

1 Canlılar nasıl çeşitlendi?

Tüm alanların üyeleri:

• Glikoliz yapar (glukozdan enerji üretir–ATP/NADPH –)

• Protein kodlayan DNA’ya sahiptir

• DNA’yı eşler

• Benzer genetik kod kullanarak protein üretir.

• Hücre zarı ve ribozomları vardır.

Page 5: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Prokaryot ve ökaryotların farkları:

Prokaryotların hücre iskeleti ve çekirdekleri yoktur; bu yüzden mitoz ile değil, bölünerek çoğalırlar

Tek bir DNA molekülü bulunur. Halkasalyapıdadır.

Zarla çevrili organelleri yoktur.

1 Canlılar nasıl çeşitlendi?

Page 6: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Üç alanın ortak atası da DNA’ya ve RNA ve

protein üretmek için gereken mekanizmalara

sahipti. Kromozomu muhtemelen halkasaldı.

Her üç alan da milyarlarca yıllık evrimin

sonucudur ve günümüz koşullarına çok iyi

uyum sağlamışlardır.

Dolayısıyla hiçbiri «ilkel» değildir.

En eski prokaryot fosilleri 3.5 milyar yıl öncesine

dayanır ve o zaman bile çeşitlilik vardı.

1 Canlılar nasıl çeşitlendi?

Page 7: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel
Page 8: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Table 26.1

Üç temel alan

Özellik Bakteriler Arkeler Ökaryotlar

Zarla çevrili çekirdek Yok Yok Var

Zarla çevrili organeller Yok Yok Var

Hücre duvarında peptidoglikan Var Yok Yok

Zar lipidlerinde dallanma Yok Var Yok

Zar lipid bağları Ester Eter Ester

Ribozomlar 70S 70S 80S

Page 9: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel
Page 10: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

• Doğal (Filogenetik) Sınıflandırma ; canlıların evrim

ilişkilerini yani akrabalık derecelerini göz önüne alan

sınıflandırmadır. Bu tür sınıflandırma da hücre tip ve

sayısı, protein benzerlikleri, beslenme şekilleri, fizyolojik

ve embriyolojik benzerlikler gibi bir çok özellik dikkate

alınmaktadır.

• Filogeni: Bir organizmanın evrimsel geçmişi.

• Sistematikte kullanılan en küçük birim Tür dür. Türler

ortak bir atadan türemiş homolog yapılar içeren,

birbirleriyle üreyip verimli döller oluşturabilen bireyler

topluluğudur.

Page 11: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

• Biyolojik olarak türler, genellikle iki kelime ile isimlendirilirler. Bu

sisteme, ikili isimlendirme (binomial nomenclature) denir. Bu

yöntemin bazı önemli kuralları vardır:

1. Kullanılan dil Latince olmak zorundadır.

2. Her tür, iki kelime ile tanımlanır.

3. Bu kelimelerden ilki cins adını belirtir.

4. İkinci kelimeye “belirleyici isim” adı verilir.

5. İki kelime, birlikte “tür ismi”ni oluşturur.

6. Yazılı kaynaklarda mutlaka eğik veya altı çizili olarak yazılırlar.

7. Cins adının ilk harfi mutlaka büyük harfle yazılır. Sonraki

isimlerin hepsi küçük harflidir.

Page 12: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Amerikan

Kara ayısı

Ursus americanus

(Ursus)

(Ursidae)

(Carnivora)

(Mammalia)

(Chordata)

(Animalia)

(Eukarya)

Tür Cins Aile Takım Sınıf Şube Alem Alan

(Species) (Genus) (Family) (Order) (Class) (Phylum) (Kingdom) (Domain)

•Sınıflandırma birimlerinde

türden aleme doğru

gidildikçe canlı sayısı artar

benzerlikler ise azalır.

•Türün alt birimi ise varyete ya da

ırktır. Henüz türleşmemiş bireyler

olarak da adlandırılabilir.

•Türler sabit değildir. Yeni türler var olan

türlerin değişmesiyle oluşur.

Page 13: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

•Kelebek ile bir kuş aynı sınıfa girmez bu canlıların kanatları embriyonal ve

anatomik olarak birbirlerinden farklıdır. Bu tip görevleri aynı kökenleri farklı

organlara analog organ denir ve bilimsel sistematikte önemleri yoktur.

Kuş kanadı Kelebek kanadı

İnsan Kedi Balina Yarasa

•Bir yarasanın kanadı ile bir

insanın kolu, görevleri bakımından

birbirlerine benzemez fakat anatomik

yönden organlar birbirlerine benzer

ve homolog organlar adını alır.

(Görevleri farklı kökenleri aynı)

Bilimsel sınıflandırmada bu veriler

önemlidir.

Page 14: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

•Canlılar arasındaki protein

benzerliği de sınıflandırmada

kullanılan bilimsel verilerden

en önemlisidir.

Page 15: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Yaşamın

başlangıcı

Çok eski

prokaryotlar

Geçmiş GünümüzZaman

BAKTERİLER

ARKELER

ÖKARYOTLAR

Arkeler ve ökaryotlar, bakterilere

göre daha yakın bir ortak ata

paylaşır

Tüm günümüz organizmaları

bu ortak atayı paylaşır

Page 16: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Prokaryotlar siyah, ökaryotlar renkli

gösterilmiştir.

Ökaryotlardan mikrobik türler mavi.

Çok hücreliler; kahverengi (kahverengi

algler), yeşil (plantae), turuncu (fungi),

kırmızı (hayvanlar)

Page 17: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

2 Prokaryotlar nerede bulunur?

Birey sayısı bakımından prokaryotlar dünyadaki en başarılı organizmalardır.

Okyanustaki prokaryot sayısı, görünür uzaydaki yıldızların sayısından 100 milyon kat fazladır.

Dünya üzerindeki her çevre koşulunda bulunabilirler

Page 18: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Bakterilerde 3 tip şekil bulunur:

• Küre (kok) (çoğul koki), tek başına veya bloklar, salkımlar halinde bulunabilirler.

• Çubuk (basil) (çoğul basilli)

• Sarmal (spiral)Basil ve sarmal şekilliler zincir veya kümeler oluşturabilir

2 Prokaryotlar nerede bulunur?

Page 19: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Figure 26.2 Bacterial Cell Shapes

Kok Basil

Sarmal/spiral

Page 20: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Arkelerin şekilleriyle ilgili çok fazla bilgi yoktur çünkü

çoğunluğu henüz hiç görülmemiştir. Sadece DNA bilgisi vardır.

Yine de bazılarının bakteri biçimlerine benzediği görülmüştür

Ayrıca kare, şekilsiz, yassı da olabilirler

Sulfolobus – sülfür ve asitli ortamlarda

yaşar

Stafilothermus marinus – Sıcak su

kaynaklarında aşırı yüksek sıcaklıklarda yaşar

Halococcus salifodinae–aşırı tuzlu

ortamlarda yaşar

Page 21: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Neredeyse tüm prokaryotlar tek hücrelidir.

Zincir veya kümeler halinde de bulunsalar, her hücre

birbirinden bağımsızdır.

Bu kümeler bölünerek çoğalma sırasında hücrelerin birbirine

tutunmasıyla oluşur.

Zincir görünümünde olan kümelenmeye filament adı verilir.

Bunlar dallanma yapabilir veya tüpsü bir kılıf içinde olabilir

Bağırsakta yaşayan bir filamentli bakteri

2 Prokaryotlar nerede bulunur?

Page 22: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Prokaryotlar genelde başka türlerle birlikte topluluk (komünite) halinde yaşarlar. Buna mikroskobik ökaryotlar da dahildir.

Mikroskopik organizmalar bazen mikrop olarak da adlandırılır.

Mikrop komüniteleri çoğunlukla çevrelerine yararlı hizmetlerde bulunur

Örnek: bağırsaklarımızda besin sindirimi, atıkların ayrıştırılması.

2 Prokaryotlar nerede bulunur?

Page 23: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

1. Mikrop komünitelerinin çoğu

biyofilmler oluşturur.

Biyofilmler, hücreler katı bir yüzeye

temas ederek jel benzeri bir madde

salgıladıklarında oluşur ve hücreleri

hapseder.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 24: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Biyofilm oluşumu

Serbest yüzen prokaryotlar

Yüzeye tutunma

Geri dönüşsüz bağlanma

Büyüme ve çoğalma,

matriks oluşumu

Sinyal

molekülleri Tek tür içeren biyofilm

Matriks

Sinyal

molekülleri

Diğer organizmaları

çeker

Olgun biyofilm

Page 25: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Bir biyofilmdeki hücreleri öldürmek zordur (Ör:

Film antibiyotikleri geçirmeyebilir).

Biyofilmler pek çok yüzeyde oluşur: kontak

lensler, yapay eklemler, diş plakları, su

boruları gibi

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 26: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Biyofilmlerdeki bakteriler kimyasal sinyallerle iletişim

kurarlar.

Biyologlar biyofilm oluşumunu engelleyebilmek için

bu sinyalleri engelleyecek yöntemler

araştırmaktadır.

Buna karşın bağırsaktaki biyofilmler besin geçişine

yardımcı olur ve aynı zamanda B12 ve K vitamini

üretir

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 27: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

2. Çoğu prokaryotun kalın bir hücre duvarı vardır.

Yapısı bitki, alg ve mantarlardan farklıdır.

Bakteri hücre duvarı peptidoglikandan oluşur – amino-şeker polimeri.

Arkelerin hücre duvarları farklı moleküllerden oluşur. Bir tanesi yalancı-peptidoglikandır.

Page 28: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Bir bakteri boyama tekniği olan Gram

boyaması, hücre duvarlarının karmaşıklığını

ortaya çıkarır.

Biri mor, diğeri kırmızı olan iki boya kullanılır.

Gram-pozitif bakteriler mor boyayı içine alır ve

kırmızıyı geçirmez.

Gram-negatif bakteriler kırmızı boyayı içine alır

ve moru geçirmez.

Bu farklar hücre duvarlarındaki farklılıktan dolayı

oluşur.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 29: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Gram boyaması ve bakteri hücre duvarı

Hücre duvarı

Hücre

zarı

Peptidoglikan

Hücre dışı

Hücre içi

Periplazmik boşluk

Periplazmik boşluk

Hücre

duvarının

dış zarı

Hücre

zarı

Peptidoglikan

Gram-pozitif bakterilerde çoğunluğu peptidoglikandan

oluşan yoğun bir hücre duvarı vardır

Gram-negatif bakterilerde çok ince bir

peptidoglikan tabaka ve bir de dış zar vardır

Page 30: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Bakteri hücre duvarları genellikle bu

canlılara karşı üretilen ilaçların

hedefidir.

Penisilin gibi antibiyotikler bakteride

hücre duvarı sentezini engelleyerek etki

gösterirler.

Bu sayede ökaryot hücrelerine zarar

vermezler.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 31: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

3. Bazı prokaryotlar hareket etme özelliğine sahiptir.

i. Sarmal bakteriler, ör; spiroketler, tirbuşon gibi hareket yaparak ilerler.

ii. Bazıları süzülerek ve bazıları da yuvarlanarak ilerler.

iii. Bazı siyanobakterler gaz keselerindeki gaz miktarını değiştirerek suda yukarı aşağı hareket eder.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 32: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Vibrio anguillarum

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

https://d2434a0nr1d7t1.cloudfront.

net/p/D30_11_197/D30_11_197_de

tail.mp4

siyanobakter, Spirulina

https://www.youtube.com/watch?v

=YIUi26dgkX0

Page 33: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Prokaryot hareketiyle ilgili yapılar

Aksiyal filamentler

Hücre

duvarı

Dış

zar

Gaz

kesecikleri

Page 34: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

iv. En bilinen prokaryot hareket yapısı kamçı

(flagella) dır.

Kamçı, hücreye tutunduğu noktada dönerek hareket

sağlar.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 35: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

4. Prokaryotlar kimyasal sinyallerle iletişim kurarlar.

Çoğunluğu algılama (Quarum sensing):

Bakteriler, ortamdaki kimyasal sinyallerin miktarına göre popülasyonun büyüklüğünü algılarlar.

Sayıları yeterli olduğunda biyofilm oluşturma gibi işlemler başlatılır.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 36: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Ateş böceklerinde olduğu gibi, bazı bakteriler biyoluminesans ile ışık yayarlar.

Genelde belirli bir çoğunluk algılandığında ışık yayılır.

Örnek: Vibrio kolonileri balıkların onları yemeleri için ışık yayarlar – çünkü en iyi balıkların sindirim sistemlerinde gelişirler.

Hint Denizindeki Vibriolar uzaydan görünebilmektedir.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 37: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Figure 26.8 Bioluminescent Bacteria Seen from Space

Page 38: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

5. Eşeysiz olarak ürerler fakat genetik çeşitlilik oluşur

Farklı prokaryotlarla DNA’larını değişebilir

(konjugasyon) veya rekombinasyon olabilir

Bu aslında üreme değildir fakat genetik çeşitliliği sağlar

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 39: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

6. Prokaryotların kullandığı metabolik yolaklar çok çeşitlidir.

Ökaryotların metabolizmaları çok daha sınırlıdır. Enerjilerinin çoğu ya mitokondri ya da kloroplasttan sağlanır. Bunlar da zaten bakterilerden türemiştir.

Prokaryotların uzun evrimsel tarihi çok çeşitli hayat tarzları oluşturmuştur:

• Elektron alıcısı olarak oksijen kullanıp kullanmamaları

• Enerji kaynakları

• Karbon kaynakları

değişkendir

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 40: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

A) Oksijen kullanma:

i. Anaeroblar: - Zorunlu anaerob

- Geçici anaerob

- Tahammüllü anaerob

ii. Aeroblar: Zorunlu aerob

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 41: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

i. Anaeroblar solunumda elektron alıcısı olarak oksijen

kullanmazlar.

- Zorunlu anaeroblar: oksijen bu canlılar için

ölümcüldür.

- Geçici anaeroblar: Metabolizmalarını oksijenli ve

oksijensiz durumlara göre değiştirebilirler –

Ör: fermentasyon.

- Tahammüllü anaeroblar: oksijenli solunum

yapmazlar fakat ortamda oksijen bulunması onlara

zarar vermez.

ii. Zorunlu aeroblar: Oksijen olmazsa yaşayamazlar

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 42: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

B) Beslenme biçimleri:

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Prokaryotlar her dört kategoride de bulunur

Organizmalar enerji ve karbon ihtiyaçlarını nasıl karşılar

BESLENME ENERJİ KAYNAĞI KARBON KAYNAĞI

Fotoototroflar Işık Karbon dioksit

(her 3 alanda

bulunur)

Fotoheterotrof Işık Organik bileşikler

(Bazı bakteriler)

Kemolitotroflar İnorganik Karbon dioksit

(bazı bakteriler, maddeler

çoğu arke)

Kemoheterotroflar Organik Organik

(Her 3 alanda bileşikler bileşikler

bulunur)

Page 43: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

i. Fotoototroflar: fotosentez yapar.

ÖR: Siyanobakter (mavi yeşil alg) klorofil a kullanır ve O2 son

üründür

Diğer bakteriler bakterioklorofil kullanır ve O2 açığa çıkarmazlar.

Bazıları H2O yerine elektron verici olarak H2S kullanır ve sülfür açığa çıkarır.

Siyanobakter

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Bakterioklorofil daha uzun dalga boylarındaki ışığı soğurabilir.

Dolayısıyla yoğun alg tabakaları altında yaşayabilirler.

Page 44: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Algler mavi ve kırmızı dalgaboylarındaki ışığı soğurur. Bu yüzden altlarında yaşayan bakteriler ışık alamaz

Bakterioklorofil kullanan bakteriler uzun dalga boyundaki ışığı kullanır bu yüzden alglerin altında yaşayabilir

Mor sülfür bakterisi Yeşil alg

Page 45: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

ii. Fotoheterotroflar: Enerji kaynağı olarak

ışığı kullanır fakat başka canlıların ürettiği

organik karbona ihtiyaçları vardır.

Örnek: Mor sülfür kullanmayan bakteriler.

Işık fotofosforlanma yoluyla ATP sağlar.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 46: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

iii. Kemolitotroflar (kemoototrof) inorganik bileşikleri

yükseltgeyerek enerji elde ederler:

Amonyak, nitrit, H2, H2S, S, ve benzeri molekülleri

kullanırlar. Bu enerjiyi CO2 bağlamak için kullanırlar

Çoğu arkea kemolitotroftur

Derin hidrotermal ekosistemler kemolitotroflara

bağlıdır. Volkanik kayalardan salınan H2S ve diğer

bileşikleri diğer canlıların kullanabileceği organik

bileşiklere dönüştürürler.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 47: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

iv. Kemoheterotroflar: Hem enerji hem

de karbonu organik bileşiklerden elde

ederler — Bilinen çoğu bakteri ve arkea,

tüm hayvanlar, tüm mantarlar, ve çoğu

protista.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 48: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Azot ve sülfür metabolizması: Bazı bakteriler elektron

taşıma sisteminde elektron alıcısı olarak nitrat, nitrit veya

sülfat kullanır.

i. Denitrifikasyon bakterileri: Oksijensiz koşullara maruz

kaldıklarında elektron alıcısı olarak NO3– kullanır ve

atmosfere N2 salar - Bacillus ve Pseudomonas.

ii. Nitrojen bağlayıcılar: N2 gazını amonyağa çevirirler.

Bu hayati olay çoğu arkea ve bakteri tarafından

gerçekleştirilir.

iii. Nitrifikasyon bakterileri: Amonyağı nitrata

yükseltgeyen kemolitotroflardır. Elde edilen elektronlar

taşıma sisteminde kullanılır.

3. Prokaryotların başarılarının temeli nedir?

Page 49: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

• Yakın zamana kadar prokaryotların

sınıflandırması:

şekil, renk, hareket, besin gereksinimi,

antibiyotik duyarlılığı ve Gram boyaması gibi,

gözlenebilen özellikleri ile yapılmaktaydı

• Günümüzde sınıflandırma rRNA gen

dizilerinin karşılaştırmasıyla yapılmakta

Evrimsel tarihlerini en doğru şekilde verir

• Halen prokaryotların %1 gibi bir bölümü

keşfedilmiş durumdadır

5. Prokaryotların sınıflandırması

Page 50: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

5. Prokaryotların sınıflandırması

Günümüzde kabul edilen sınıflandırma

sistemine göre 12’den fazla bakteri grubu

bulunmaktadır.

Bunlardan 6 tanesini inceleyeceğiz.

En eski dallanma yapan bakteri ve arkeler

termofildir – sıcak seven. Dünyanın daha

sıcak olduğu düşünülürse mantıklıdır

Page 51: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Figure 26.11 Bakteria ve arkea alanları

Spiroketler

Klamidyalar

Yüksek GC

Gram pozitif

Düşük GC

Gram pozitif

Siyanobakterler

Proteobakterler

Krenarkeota

Öryarkeota

Ökaryotlar

Tüm

canlıların

ortak atasıMitokondrinin

kökeni

Kloroplastın

kökeni

Page 52: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

1. Spiroketler:

Gram negatif,

spiral

Hareketli

Kemoheterotrof

Çoğu insan paraziti olarak yaşar

Bazıları zararlıdır

Sifilis (bel soğukluğu), Lyme hastalığı

Diğerleri çamur veya suda serbest olarak

yaşar

5. Prokaryotların sınıflandırması

Page 53: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

2. Klamidyalar:

Gram negatif kok

Çok küçük boyutlu

Tamamı parazit olarak yaşar

Trahom, cinsel yolla bulaşan bazı hastalıklar, bazı zatürre türleri

5. Prokaryotların sınıflandırması

Karmaşık yaşam

döngüleri açısından

eşsizdirler

Elementer cisimler

fagositozla ökaryot hücre

içine alınır

Burada retiküler cisime

dönüşerek çoğalırlar

Retiküler cisimler tekrar elementer cisme

dönüşür ve hücre patlayınca dışarı çıkarlar

Page 54: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

3. Yüksek GC Gram pozitifler:

Aktinobakterler olarak bilinir

Yüksek GC: DNA yapılarında G-C baz çifti

miktarı A-T baz çiftlerinden daha fazladır

Üretilen antibiyotiklerin çoğu bu bakterilerden

sağlanır

Ör: Streptomyces bakterisi Streptomisin ve

100 kadar daha antibiyotik üretir

Tüberküloza yol açan Mycobacterium

tuberculosis 3 milyon yıl önce

Doğu Afrika’da ortaya çıkmıştır.

5. Prokaryotların sınıflandırması

Page 55: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

4. Siyanobakterler:

Mavi yeşil alg de denir.

Yaşamak için sadece su, azot gazı, karbon

dioksit, ışık ve birkaç element yeterlidir.

Fotoototroflar

Klorofil a kullanır ve oksijen üretirler

Bu sayede dünyanın atmosferinde

O2 oluşmuştur

Çoğu tür azot bağlayıcıdır.

Ökaryot klorofilleri endosimbiyotik

siyanobakterden ortaya çıkmıştır

5. Prokaryotların sınıflandırması

Page 56: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

5. Düşük GC Gram pozitifler:

G-C oranları A-T oranına göre düşüktür

Aslında bazıları Gram negatiftir ve bazılarının hücre duvarı

bile yoktur fakat DNA analizlerine göre bu şekilde

sınıflandırma uygun görülmüştür

Bazı türleri uygun olmayan çevre koşullarında endospor

oluşturur

Yarı cansız durum

Çok zor koşullara dayanıklıdır, 1000 yıl sonra bile tekrar canlı

hale gelebilir

Bu özellikleri biyolojik silahlarda kullanılır:

Bacillus anthracis – Şarbon: Endosporlar bağışıklık sistemi

hücreleriyle karşılaşınca tekrar canlı hale gelir

Diğer örnekler: Stafilokoklar – solunum, sindirim

enfeksiyonları

5. Prokaryotların sınıflandırması

Page 57: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

• Clostridium difficile: insanlarda kolite yol

açar (kalın bağırsak iltihabı)

• Staphyloccus aureus: insanların %20-

40’ında ciltte bulunur. Deri, solunum,

bağırsak iltihabı

Page 58: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

6. Proteobakterler:

Bilinen en büyük grup

Gram-negatif, sülfür kullanan fotoototroflar.

Sonradan bazıları fotosentez yeteneğini kaybetmiştir

Fakat bunlara benzerliği olmayan bazı türler de bu grup

içerisindedir.

Ökaryotlardaki mitokondrinin

bu gruptan türediği

düşünülmektedir.

Örnekler: Rhizobium – en önemli

azot bağlayıcı

E. Coli – koli basili

Salmonella – bağırsak enfeksiyonu

5. Prokaryotların sınıflandırması

Proteobakterlerin

fotoototrof atası

Kemolitotroflar

Kemoheterotroflar

Fotoototroflar

Page 59: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Arkealar aşırı koşullarda yaşamalarıyla ünlüdür: yüksek tuz,

sıcaklık, yüksek/düşük pH, az oksijen.

Fakat diğer arkealar normal çevrelerde yaşar.

İki temel gruba ayrılır: Öryarkeota ve Krenarkeota.

Yeni keşfedilen iki grup daha: Korarkeota ve Nanoarkeota.

rRNA gen dizileri sayesinde bakteri ve ökaryotlardan

tamamen ayrı bir alan olarak sınıflandırılmışlardır

Arkealar hakkında çok az bilgi vardır. Muhtemelen en

kalabalık grup okyanus diplerinde yaşamaktadır

Hiçbirinde hücre duvarı peptidoglikan değildir ve hücre

zarlarında prokaryot ve ökaryotlardan farklı lipidler bulunur.

5. Prokaryotların sınıflandırması - Arkealar

Page 60: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Çoğu bakteri ve ökaryot hücre zarında gliserole

ester bağıyla yağ asitleri bağlanmasıyla

oluşan lipidler bulunur.

Arkea hücre zarı lipidleri gliserole eter bağı ile

bağlanan yağ asitlerinden oluşur

5. Prokaryotların sınıflandırması - Arkealar

Page 61: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Arkeler hücre zarı yapısı

Bazı arkealarda tek katmanlı zar da

bulunur. Uzun yağ asitlerinin iki

ucuna da gliserol bağlıdır

Bazı arkealarda ökaryot ve

prokaryotlara benzer dizilim

gözlenir

Page 62: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

1. Krenarkeota

Bilinen çoğu Krenarkeota termofilik ve asidofiliktir (asit seven)

Sulfolobus sıcak sülfür kaplıcalarında yaşar(70–75°C, pH 2 - 3).

Ferroplasma pH 0’a yakın yerlerde yaşar.

Buna rağmen iç pH’larını 7’ye yakın tutarlar.

5. Prokaryotların sınıflandırması - Arkealar

Page 63: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

2. Öryarkeota

• CO2 indirgeyerek metan üretirler – metanojen

Atmosferdeki metanın %90’ını üretirler

Bunun 1/3’ü otlayan hayvanların (sığır, koyun, geyik)

bağırsaklarından, diğer büyük bölümü termit ve hamam

böceklerinin bağırsaklarında yaşayan metanojenlerden gelir

• Zorunlu anaerob

• Metanopirus: okyanus diplerindeki sıcak su kaynaklarında

98C’de yaşar

• Diğer örnek: termoplazma

5. Prokaryotların sınıflandırması - Arkealar

Page 64: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

• Başka bir grup öryarkeota – ekstrem halofil – tuzlu

ortam sever.

• Deniz tuzundan tuz elde edilen

göletlerde yaşarlar. Karoten

pigmenti içerdikleri için bu renklerde

görünürler

5. Prokaryotların sınıflandırması - Arkealar

Page 65: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

6. Prokaryotlar çevrelerini nasıl etkiler?

1. Prokaryotların çok az bir bölümü insan patojenidir

(hastalık yapan organizma)

2. Çoğu türden aslında pek çok farklı uygulamada

yararlanılır – peynir yapımı, atık su temizliği,

antibiyotik, vitamin, kimyasal üretimi.

3. Prokaryotların çoğu ayrıştırıcıdır – ölü canlılardaki

organik maddeleri ayrıştırırlar.

Bu sayede karbondioksit gibi ürünler tekrar

çevreye verilir ve ekolojik döngüler tamamlanır!!!

Bitkiler besinleri için prokaryotlara muhtaçtır: azot

bağlanması ve döngüsüne ihtiyaçları vardır.

Page 66: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

4. Geçmişte siyanobakterlerin dünya atmosferinde oksijen

oluşumunu sağladığını biliyoruz.

5. Pek çok prokaryot diğer canlıların içinde veya üzerinde

yaşar.

Hayvanlar sindirim sistemlerinde pek çok

prokaryot barındırır. Büyükbaş hayvanlardaki

bakteriler, selüloz sindirimini sağlayan selülaz enzimi

üretir.

İnsan bağırsaklarındaki bakteriler B12 ve K

vitaminleri üretir.

Oluşturdukları biyofilm, besin emilimini kolaylaştırır.

6. Prokaryotlar çevrelerini nasıl etkiler?

Page 67: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

6. Patojen olan prokaryotların hastalık yaptığı 19.

yy’da kanıtlanmıştır. Bakteri enfeksiyonu:

Patojenin yayılma kapasitesine: Konak içinde

çoğalma kapasitesi.

Toksik madde üretme kapasitesine bağlıdır.

Corynebacterium diphtheriae (difteri) düşük yayılma

gösterir fakat ürettiği toksinler tüm vücudu etkiler.

Bacillus anthracis (şarbon) düşük toksisite fakat

yüksek yayılma. Tüm kan dolaşımına yayılır.

6. Prokaryotlar çevrelerini nasıl etkiler?

Page 68: Bakteri ve Arkeler: Prokaryotlar - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu/Genel Biyoloji I/7-Bakteri ve Arkeler-Prokaryotlar.pdf · organlara analog organ denir ve bilimsel

Salmonella enteritidis bölünmesihttp://www.sciencephoto.com/media/448859/view