Cyanobacteria (Siyanobakteriler)

Cyanobacteria oldukça geniş bir gruptur ve morfolojik açıdan çeşitli fototrofik bakterilerden oluşur. Cyanobacteria'yı mor ve yeşil anoksifototroflardan ayıran, onların oksijenik fototroflar olmalarıdır. Bu grup Bacteria'daki en büyük alemlerden biridir. Bu canlılar evrimsel açıdan büyük öneme sahiptir çünkü onların Dünya üzerinde ilk oksijen oluşturan fototrofik organizmalar olduğu, bu sayede de Dünya'nın atmosferinin oksijensiz (anoksik) halden oksijenli (oksik) hale geçtiği düşünülmektedir. Gerçek bir zarla çevrili çekirdekleri bulunmaması nedeniyle bakteri, fotosentetik özellikte olmaları nedeniyle de bazen alg olarak sınıflandırılırlar.

Spirulina spp.

Nostoc spp.

Oscillatoria spp.

Morfolojik açıdan çeşitlilik gösteren Cyanobacteria'da ipliksi ya da tek hücre halindeki formlara rastlanılır. Morfolojik özellikler göz önünde bulundurularak Cyanobacteria beş gruba ayrılmıştır. Cyanobacteria'da hücre büyüklüğü 0,5-1 µm'den 60 µm'ye kadar (örneğin, Oscillatoria princeps) değişebilir. Hücre duvarının yapısı Gram negatif bakterilerin hücre duvarına benzer ve az miktarda peptidoglikan içerir. Cyanobacteria'da sadece bir çeşit klorofil bulunur (klorofil a). Ayrıca hepsinde fikobilin (phycobilin) adı verilen karakteristik bir pigment çeşidi bulunur. Fikobilinlerin, fikosiyanin (phycocyanin) adı verilen bir sınıfı mavi renklidir ve yeşil renkli klorofil pigmentleriyle birlikte bu canlılara mavi-yeşil renk verirler.

Gaz kesecikleri, Cyanobacteria'da görülen önemli sitoplazmik yapılardandır. Bu yapılar, özellikle açık sularda yaşayan türlerde yaygın olarak görülür. Gaz keseciklerinin görevi canlının suda istediği derinlikte durabilmesini sağlamaktır. Canlı bunu, keselerin içindeki gaz miktarını ayarlayarak yapar. Çoğu Cyanobacter'in kayarak hareket ettiği ve kamçıya (flagella) sahip olmadığı bilinmektedir.

Chroococcus spp.

Gloeocapsa spp.

Synechococcus spp.

Cyanobacteria'da beslenme oldukça basittir. Vitamin ihtiyacı yoktur ve nitrat ya da amonyak, azot (N) kaynağı olarak kullanılır. Bazı mayi-yeşil bakteri türleri, fotosentezin yanından azot fiksasyonu (bağlaması) da yapabilir. Bu türlerde azot bağlanması, "heterokist" adı verilen özel yapılar içerisinde, oksijensiz koşullarda gerçekleşir. Cyanobacteria tarafından üretilen birçok metabolik ürün pratik açıdan önemlidir. Çoğu Cyanobacteria nörotoksin üretme yeteneğine sahiptir ve bu toksinlerin bulunduğu suyu içen herhangi bir canlı hızla ölüme gidebilir. Ayrıca Cyanobacteria toprağa has kokunun oluşmasını sağlayan bakteri gruplarından biridir.

Prochlorophyte'lerin ve Kloroplastların Ortaya Çıkışı

Prochlorophyte'ler klorofil a ve klorofil b pigmentleri içeren fakat fikobilin içermeyen oksijenik fototroflardır. Bu yüzden Prochlorophyte'ler, prokaryot olmaları ve klorofil a üretebilmeleri nedeniyle Cyanobacteria'ya, fikobilin yerine klorofil b içerdikleri için de yeşil bitkilere ve alglere benzerler. Filogenetik olarak Prochlorophyte'ler özellikle Cyanobacteria'da Synechococcus adı verilen grupla bağlantılıdır.

Endosimbiyotik kurama göre ökaryot hücreler, yani zarla çevrili hücre çekirdeği ve organelleri olan hücreler, farklı özellikteki hücrelerin birleşip simbiyotik yaşamaya başlamaları sonucu ortaya çıkmıştır. Kuram, aerobik bir bakterinin ilkel bir ökaryot hücrenin sitoplazmasına yerleşerek bu hücreye enerji sağlamaya başladığını, karşılığında da durağan ve korunaklı bir ortamda hazır besinlerden yararlanmış olduğunu ileri sürer. Bu aerobik bakteri zaman içinde mitokondriye dönüşmüştür. Aynı şekilde, kloroplastlar da fotosentetik bir prokaryotun endosimbiyotik olarak hücreye katılımı sonucu oluşmuştur.

Endosimbiyotik kuram göz önünde bulundurulduğunda Prochlorophyte'lerin önemi ortaya çıkmaktadır. Prochlorophyte'lerin keşfine kadar kloroplastların kökeninin Cyanobacteria olduğu düşünülüyordu. Fakat bu hipotez hiçbir zaman bilimsel olarak tatmin edici değildi. Bunun sebebi, bitkilerde bulunan fotosentetik pigmentler klorofil a ve klorofil b iken, Cyanobacteria'da klorofil b yerine fikobilin adı verilen bir pigment bulunması, dolayısıyla da bitkilerin nasıl olup da farklı bir pigmente sahip olduklarının açıklanamamasıydı. Fakat Cyanobacteria'nın değil de Prochlorophyte'lerin yeşil bitkilerdeki kloroplastın atası olabileceği görüşü bu soruyu ortadan kaldırıyordu. Yine de filogenetik çözümlemeler Prochloron ve Prochlorothrix'in kloroplastın en yakın akrabası olduğunu göstermiyor. Onun yerine Prochlorophyte'ler, Cyanobacteria ve kloroplastlar aynı atadan geliyorlar. Bu durum da kloroplastlara giden yoldaki eksik basamağın Prochlorophyte'ler olmadığını gösteriyor.

Not: Bu yazının hazırlanmasında Tübitak Bilim ve Teknik dergisinden yararlanılmıştır.

Devamını oku »

Chlamydia (Klamidya)

Chlamydia cinsine ait organizmaların hepsi zorunlu parazitik bakterilerdir ve çok düşük metabolizma kapasiteleri yüzünden diğerlerinden oldukça farklı bir bakteri grubu oluştururlar. Üç Chlamydia türü belirlenmiştir; C. psittaci, C. trachomatis ve C. pneumoniae.

C. psittaci: "Psittacosis" adı verilen hastalığın etkenidir. Psittacosis, kuşlarda salgın halinde görülen ve insanlara bulaşınca zatürreye benzer semptomlar gösteren bir hastalıktır.

C. trachomatis: İnsanda "trachoma" ve daha başka hastalıkların nedenidir. Trachoma, gözü zayıf düşüren ve bu yüzden insanlarda körlüğe sebep olabilen bir hastalıktır. C.trachomatis'in başka suşları ise genitoüriner bölgede enfeksiyona sebep olur. Chlamydia enfeksiyonları günümüzde cinsel yolla bulaşan hastalıklara en önemli örneklerdir. Antibiyotik kullanımıyla tedavi edilebilir.

Chlamydia trachomatis'de inklüzyon cisimcikleri (kahverengi)

C. pneumoniae: Çeşitli solunum sendromlarının sebebidir.

Chlamydia'nın biyosentetik kapasitesi diğer zorunlu parazit bakteri grubu olan Rickettsia'dan daha sınırlıdır ve bu grubun, bilinen bütün hücresel organizmalar arasında en basit biyokimyasal kapasiteye sahip olduğu düşünülmektedir. Grubun başka bir ilginç özelliği de bazı genlerin ökaryot genlerine oldukça benzer görünmesidir. C. trachomatis'in, patojenliğini artırıcı bazı genlerini konakçı hücrelerden almış olduğu düşünülmektedir.

Not: Bu yazının hazırlanmasında Tübitak Bilim ve Teknik dergisinden ve CDC Halk Sağlığı Resim Kitaplığı'ndan yararlanılmıştır.

Devamını oku »

Plantomyces - Pirella

Bu grup Plantomyces, Pirella, Gemmata ve Isosphaera cinslerinin de içinde bulunduğu morfolojik açıdan kendine özgü olan bakterileri içerir. Bu gruplardan en iyi incelenmiş olanı Plantomyces cinsidir. Plantomyces ve akrabalarının ilginç bir özelliği, hücre duvarlarının peptidoglikan içermemesidir. Hücre duvarlarında peptidoglikandan yoksun olduğu bilinen tek serbest yaşayan bakterilerdir. Hücre duvarında peptidoglikan olmayan benzer bütün organizmalardan beklenebileceği gibi Plantomyces ve akrabaları penisilin ya da sefalosporin gibi peptidoglikan sentezini bozan antibiyotiklere karşı dirençlidirler.

Plantomyces spp.

Plantomyces türleri krateriform yapılara ve tek kutupta boynuzlu görünüme sahiptir. Tomurcuklanan bakterilerdir ve tipik olarak fakültatif aeroblardır. Habitatları birincil olarak hem tuzlu hem de tatlı sulardır. Ancak asit bataklık suyu, sığır gübresi, çöplükler ve pirinç tarlalarında da bulunmuştur. Isosphaera cinsi ise filamentli ve kayan kaplıca bakterileridir.

Devamını oku »

Bacteroides - Flavobacteria

Bu bakteri grubu, zorunlu aeroblardan zorunlu anaeroblara çok çeşitli fizyolojik özellikteki türleri içeren bir gruptur. Bu gruptaki organizmalar çok çeşitli çevrelerde yaşarlar. Grubun en önemli cinslerinden Bacteroides zorunlu anaerob olan ve spor üretmeyen türleri içerir. Bu türler şekerleri fermente ederek asetat ile süksinat üretirler ve bu yüzden sakkarolitik olarak adlandırılırlar. Bacteroides türleri normalde kommensaldir; insanların ve diğer hayvanların bağırsaklarında bulunurlar. Hatta Bacteroides türlerinin sayısal olarak insan bağırsağındaki baskın tür oldukları düşünülmektedir. Ölçümler bir gram insan dışkısında 1010-1011 tane Bacteroides hücresi olduğunu göstermiştir. Fakat Bacteroides türleri aynı zamanda patojendir (hastalık yapıcı) ve insanlarda görülen enfeksiyonlara neden olan en önemli anaerobik bakterilerdir. Bacteroides türleri sfingolipid sentezleyebilen nadir bakteri türlerindendir. Sfingolipidlere memeli dokularında, özellikle beyin ve sinir dokularında çok rastlanır.

Bacteroides spp.'nin anaerobik kanlı agarda kültürü

Bacteroides türlerinin aksine Flavobacterium türleri özellikle hem tatlı hem de tuzlu su habitatlarında bulunurlar. Flavobacterium kolonileri genellikle sarı pigmentlidir ve bu organizmalar nadir olarak patojendir. Fakat yine de bu grubun bir türünün (F. meningosepticum) çocuklarda rastlanan menenjitle bağlantılı olduğu düşünülmektedir.

Not: Bu yazının hazırlanmasında Tübitak Bilim ve Teknik dergisinden ve CDC Halk Sağlığı Resim Kitaplığı'ndan yararlanılmıştır.

Devamını oku »

Yeşil kükürt bakterileri

Yeşil kükürt bakterileri hareketsiz, anoksijenik, fototrofik bakterilerdir. Bu yüzden filogenetik olarak farklı gruplandırılırlar. Bu grubun önemli cinsleri; Cholorobium, Prosthechochloris ve Chlorochromatium'dur. Morfolojik olarak oldukça çeşitlilik gösteren bu grup çeşitli uzunluklardaki çomak şekilli bakterileri içerir. Mor kükürt bakterileri gibi, H2S'yi elektron verici olarak kullanırlar. Fakat mor kükürt bakterilerinden farklı olarak bu bakterilerin ürettikleri kükürt hücre dışında birikir. 

Sülfidin indirgeyici substrat göreviyle sülfür oluşumu

Yeşil kükürt bakterilerinde bulunan bakteriofiller a, c, d veya e bakteriofilleridir. Bu grubun türlerinde, bakteriofillerin içinde toplaştığı ve ince bir zarla sitoplazma zarına tutturulmuş halde bulunan dikdörtgen şekilli yapılara rastlanır. Bu yapılara klorozom adı verilir. Bu yapılarda ışığın kullanıldığı fotosentez tepkimeleri gerçekleşir. Aşağıdaki resimde ovoid klorozomlar, sitoplazmik zara yapışık olarak görülebilir.

 

Chlorobium tepidum'un elektron mikrografı

Mor kükürt bakterileri gibi yeşil kükürt bakterileri de yaşama alanı olarak anoksik, sucul ve özellikle de H2S'nin bol olduğu ortamları tercih ederler. Klorozom'un çok verimli çalışmasından dolayı, bu bakteriler fotosentez için çok az ışığa ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden onlara genellikle göllerin en derin kısımlarında rastlanır. Clorobium cinsinin bir türü olan Chlorobium tepidum termofiliktir ve kaplıca sularında yeşil renkte kalın bir örtü oluşturur. Bu bakteri türü ayrıca genom dizisi tamamen ortaya çıkarılmış ilk anoksifototrof olduğu için de önemlidir.

Devamını oku »