I C Canllarn Snflandrlmas Linnaeus 1735 2 kingdoms

I. C. Canlıların Sınıflandırılması Linnaeus 1735 2 kingdoms Haeckel 1866 3 kingdoms Chatton 1925 2 empires Copeland 1938 4 kingdoms Prokaryota Monera (not treated) Whittaker 1969 5 kingdoms Monera Protista Woese et al. 1990 3 domains Bacteria Archaea Protoctista Protista Vegetabilia Plantae Animalia Eukaryota Plantae Animalia Plantae Fungi Animalia Eucarya

Carl Woese canlıları ribozomal DNA dizi benzerliklerine göre gruplandırmıştır. Tüm hücrelerde bulunan r. RNA, 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 r. RNA (Small Sub. Unit r. RNA = SSU r. RNA) üretiminden sorumlu r. DNA izole ederek, 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 Archaea Phylum Proteobacteria Class Alphaproteobacteria Gammaproteobacteria Thermococci Order Legionellales Enterobacteriales Thermococcales Family Legionellaceae Enterobacteriaceae Thermococcaceae Genus Legionella Escherichia Pyrococcus Species Legionella pneumophila Escherichia coli P. furiosus Subspecie L. s pneumophila Strain pneumophila subsp. E. coli K 12 Euryarchaeota

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, 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 -10 nm 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.

II. B. HÜCRE YAPISI 1. Sitoplazmik membran oldukça kararlı bir yapıdadır. Hidrojen bağları Hidrofobik etkileşimler Ca, Mg gibi iyonlar (fosfolipitlerin negatif yük kazanmalarını sağlar)

Hopanoidler membran dayanıklılığını sağlayıp, geçirgenliği azaltırlar Prokaryot sitoplazmik membranlarında oksidatif fosforilasyon ve elektron transport sisteminin enzimleri vardır. Ökaryotlarda mitokondri ve kloroplast membranlarında bulunur.

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.

Bakteri Yağ asitleri Ester Çift tabaka Oksidatif fosforilasyon ve elektron transport sisteminin enzimleri VAR Arke Ökaryot Hidrokarbon Eter Çift / Tek tabaka Yağ asitleri Ester Çift tabaka Oksidatif fosforilasyon ve elektron transport sisteminin enzimleri VAR Oksidatif fosforilasyon ve elektron transport sisteminin enzimleri YOK

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.