Transcript G Biyoloji Ders 6

Prokaryotlar
(Bakteri ve Arkealar)
PowerPoint Lectures for
Biology, Seventh Edition
Neil Campbell and Jane Reece
Lectures by Chris Romero
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Hemen hemen her yerde!
• Mikroskobik
• Bir avuç verimli bir toprakta ne kadar prokaryot
vardır?
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Ekstrim koşullarda dahi yaşayabilirler
– Çok asidik, tuzlu, sıcak, soğuk
– Bu canlılarda genetik çeşitlilik nasıldır, avantaj?
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Yapısal, fonksiyonel ve genetik
adaptasyonlar prokaryotik başarıya katkıda
bulunur
• Çogu prokaryotlar tek hücreli ama bazıları
koloni oluşturabilir
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Prokaryotik hücreler değişik şekillere sahiptir
coccus, basil, spiral
1 m
Figure 27.2a–c (a) Spherical (cocci)
2 m
(b) Rod-shaped (bacilli)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
5 m
(c) Spiral
Hücre yüzey yapıları
• Hemen hemen her prokaryotta bulunan özellik
– cell wall
– hücre şeklini korur, fiziksel destek, hipotonik
ortamda hücrenin patlamasını engeller,
Hipertonik ortamda ???
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Hücre duvarı ve Gram boyama tekniği
• Hücre duvar yapısına göre bakteriler iki gruba
ayrılır (Gram-positive & Gram-negative)
Lipopolysaccharide
Cell wall
Peptidoglycan
layer
Cell wall
Outer
membrane
Peptidoglycan
layer
Plasma membrane
Plasma membrane
Protein
Protein
Grampositive
bacteria
Gramnegative
bacteria
20 m
(a) Gram-positive. Gram-positive bacteria have
a cell wall with a large amount of peptidoglycan
that traps the violet dye in the cytoplasm. The
alcohol rinse does not remove the violet dye,
which masks the added red dye.
Figure 27.3a, b
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
(b) Gram-negative. Gram-negative bacteria have less
peptidoglycan, and it is located in a layer between the
plasma membrane and an outer membrane. The
violet dye is easily rinsed from the cytoplasm, and the
cell appears pink or red after the red dye is added.
Kapsül
• Çoğu prokaryotun hücre duvarı
– Kapsül tarafından çevrelenmiştir, protein ve
polisakkaritten oluşan yapışkan yapı
200 nm
Capsule
Figure 27.4
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Fimbria ve Pili
– Substrat yada kolonideki diğer bireylere
yapışmalarını sağlar
Fimbriae
200 nm
Figure 27.5
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Hareketlilik
• İleri haraket için flagella kullanılır
– Ökaryotik flagelladan yapısal ve fonksiyonel
olarak farklıdır
Flagellum
Filament
50 nm
Cell wall
Hook
Basal apparatus
Figure 27.6
Plasma
membrane
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
İç organizasyon ve DNA
– Hücre içinde kompleks bölümleşme yoktur
– Metabolik fonksiyonları yapmak için özelleşmiş
membranlar bulunur
– Ribozom ????
0.2 m
1 m
Respiratory
membrane
Thylakoid
membranes
Figure 27.7a, b
(a) Aerobic prokaryote
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
(b) Photosynthetic prokaryote
• prokaryotik genomu
– Membran tarafından çevrelenmemiş ve nukleoid
bölgede yeralan circular DNA
Chromosome
Figure 27.8
1 m
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Bazı bakteri türleri
– Plasmid denen küçük halkasal DNAya sahiptir
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Üreme ve Adaptasyon
•
binary fission (ikiye bölünme) ile 1-3 saatte bir bölünerek çok hızlı
çoğalırlar
•
Üremeleri neden hızlı:
–
küçük
–
binary fission
–
Üreme olgunluğuna kısa zamanda ulaşma
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Çoğu prokaryot endospor oluşturur
– Kötü koşullarda yüzyıllarca kalabilir
Endospore
0.3 m
Figure 27.9
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Rapid reproduction, mutation, and genetic
recombination prokaryottaki genetik çeşitliliği
artırır
• Prokaryotlarda yüksek genetik varyasyon
görülür
• 3 faktör buna sebeb olur:
– Hızlı üreme (binary fission)
– Mutasyon (yüksek diversity)
– Genetik rekombinasyon (transformasyon
transduksiyon, ve konjugasyon)
© 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
©Copyright
2011 Pearson
Education, Inc.
Transformation ve Transduction
• prokaryotic cell çevreden
DNA alır transformasyon
• Transduksiyon
bakteriyofajlar sayesinde
bakteriler arasında gen
tarnsferi
© 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
©Copyright
2011 Pearson
Education, Inc.
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Transdüksiyon
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Konjugasyon ve Plasmid
• Conjugation; genetik material prokaryotik
hücreler arası transfer olur
• Bakteride DNA transferi tek yönlüdür
• Pilus ile donör hücre alıcı hücreye bağlanır ve
DNA transfer eder
• F factor (plasmid) pili oluşumunda şart
© 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
©Copyright
2011 Pearson
Education, Inc.
Konjugasyon
F plasmid
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Hfr
(Kromozomda
F Faktörü)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Litik yöntem
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Lizojenik Yöntem
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Prokaryotlardaki farklı beslenme modelleri
– Fotoototrof
– Kemoototrof
– Fotoheterotrof
– Kemoheterotrof
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
R Plasmid ve Antibiotic Dirençliliği
• R plasmid ant. Dirençlilik geni taşır
• Antibiotic sensitive bakterileri öldürür ama R
plasmidi olan bakteriyi öldüremez
• natural selection ile R plasmidi olan bakteriler
populasyonda çoğalır
© 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
©Copyright
2011 Pearson
Education, Inc.
Table 27.1
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Oksijenin metobolizmadaki rolü
• Zorunlu aeroblar
– Oksijene gerek var
• Fakültatif anaeroblar
– Oksijenli yada –siz ortamda yaşayabilir
• Zorunlu anaeroblar
– Oksijenli ortam yaşayamaz
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Nitrojen (Azot) Metabolizması
• NA ve a.a yapısında
• Prokaryotlar nitrojeni kullanabilir
• Nitrojen fiksasyonu
– atmosferik azot (N2), amonyağa (NH3) çevrilir
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Metabolik İşbirliği
• Prokaryotlar arasında işbirliğiyle bireysel olarak
kullanamadıkları besinleri kullanabilirler
• Anabaena (ciyanobakteri) ve nitrogen-fixing
hücreler (heterocyst) ürün değişimi yapar
Photosynthetic
cells
Heterocyst
20 m
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Moleküler sistematik prokaryotik filogeniye ışık
tutar
• 20. yüzyıla kadar
– Sistematikçiler fenotipik karakterlere bakarak
prokaryotları sınıflandırdılar
• Moleküler çalışmalar prokaryotlardaki
taksonomik çalışmalarda yeni bir yaklaşım
getirdi
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• moleküler çalışmaları baz alarak hücreler 3 ana
gruba ayrılır
Domain
Archaea
Domain Bacteria
Proteobacteria
Universal ancestor
Figure 27.12
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
Domain
Eukarya
Table 27.2
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Bazı Arkeler ekstrim koşullarda yaşar
Termofil
Metanojen
Halofil
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Biyosferde prokaryotların önemli görevleri
vardır
– Kimyasal Geri Dönüşüm ; Dekomposer;
organik maddeleri (ölü, çöp) parçalar
(Kemoheterotrofik ve Nitrojen fikse eden
prokaryotlar)
– Simbiyotik ilişki (Mutualizm, kommensalizm,
parazitik ilişki)
Figure 27.15
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
• Prokaryotlar insanlara hem zararlı hemde
yararlıdır
• Patojen
Figure 27.16
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
5 µm
• bioremediasyon
– Kirliliği uzaklaştırmak için organizmaların
kullanılması
Figure 27.17
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings