Proteobacteria (Mor bakteriler) - Onur Çelikörs

Proteobacteria (Mor bakteriler)

Mor bakteriler (Proteobacteria), bilinen tüm bakteriler arasında en geniş gruptur. Bütün mor bakteriler gram-negatiftir, metabolik olarak son derece çeşitlilik gösterirler. Ayrıca tıbbi, endüstriyel ve tarımsal açıdan önemli olan gram-negatif bakterilerin çoğunluğunu oluştururlar. Mor bakteriler alfa, beta, gama, delta ve epsilon olarak beşe ayrılırlar.

Mor Fototrofik Bakteriler

Mor fototrofik bakteriler, mavi-yeşil bakterilerin (cyanobacteria) aksine, anoksijenik (oksijensiz) fotosentez yaparlar. Aslında mor bakterilerde, fakültatif aerob olan ve karanlıkta solunum yaparak çoğalabilen bazı türlerin dışında, O2, fotopigment sentezini durdurduğu için fotosentezi engeller. Mor bakteriler, bakterioklorofil adı verilen bir tip klorofil ve buna ek olarak da çeşitli karotenoid pigmentleri bulundururlar. Bütün bunlar mor bakterilerde görülen renklerin (mor, kırmızı ya da kahverengi) sebebidir. Bu grubun önemli cinsleri; Chromatium, Ectothiorhodospira, Rhodobacter ve Rhodospirillum'dur.

Rhodospirillum spp.

Mor bakteriler, içine pigmentlerin yerleştiği, sitoplazma içi fotosentetik zar sistemleri sentezlerler. Bu zarlar genellikle kıvrılarak daha çok pigment içerecek bir hal alır. Bu sayede mor bakteriler ışığı daha verimli kullanmayı başarırlar. Eğer ışık yoğunluğu fazlaysa sitoplazma içi zar miktarı azalır.

1. Mor kükürt bakterileri: Mor fototrofik bakteriler arasında, fotosentez sırasında karbon dioksiti (CO2) indirgemek için hidrojen sülfatı (H2S) kullanan bakterilere "Mor kükürt bakterileri" denir. Bilinen bütün mor kükürt bakterileri, gama Proteobakterler grubu içinde yer alır. Mor kükürt bakterilerine, genellikle göllerin ve diğer sucul yaşam alanlarının ışık almayan, oksijensiz, fakat hidrojen sülfatın (H2S) biriktiği kısımlarında ya da kükürt kaplıcalarında rastlanır.

2. Mor kükürtsüz bakteriler: Bu bakterilere kükürtsüz denmesinin sebebi, önceleri onların, karbon dioksitin (CO2) indirgenmesi için, sülfiti elektron verici olarak kullanamadıklarının düşünülmesiydi. Fakat daha sonra sülfitin aslında birçok tür tarafından kullanıldığı anlaşıldı. Buna rağmen mor kükürt bakterileri tarafından üretilen sülfit miktarı belli bir seviyeye ulaştığında mor kükürtsüz bakteriler için zehirli olabilir. Bazı mor kükürtsüz bakteriler karanlıkta fermantasyon yaparak, bazıları da yine karanlıkta oksijenli solunumla gelişebilirler. Bütün mor kükürtsüz bakteriler, Proteobakterlerin alfa ve beta gruplarına aittir.

Nitrifikasyon Bakterileri

Bu gruptaki bakteriler, enerji kaynağı olarak indirgenmiş inorganik azot kaynaklarını kullanırlar. Bunlar da amonyak (NH3) ve nitrittir (NO2). Bu grubun üyeleri amonyağı nitrite ya da nitriti nitrata (NO3) yükseltgerler (okside ederler). Her iki kaynağı da okside edebilen bir tür yoktur. Bu canlılara kemolitotrof da denir. Grubun önemli cinsleri; Nitromonas ve Nitrobacter'dir.

Nitrobacter spp.

Birçok nitrifikasyon bakterisinin hücre zarında, NH3 oksidasyonu için gereken amonyak monooksijenaz enzimi bulunur. Bu bakteriler toprakta ve suda bulunurlar. Amonyağın bolca bulunduğu lağımın döküldüğü bölgeler onlar için ideal yaşam alanlarıdır.

Kükürt ve Demir Oksitleyen Bakteriler

İndirgenmiş kükürt bileşiklerini kullanarak kemolitotrofik olarak yaşamak, birçok proteobakterde görülen bir özelliktir. Kükürt oksitleyen bakteriler, asidik pH'ta yaşayanlar ve nötr pH'ta yaşayanlar olarak iki gruba ayrılır. Bu grubun önemli cinsleri; Thiobacillus ve Beggiatoa'dır.

Hidrojen Oksitleyen Bakteriler

Birçok bakteri türü hidrojen gazının tek elektron vericisi olduğu ve oksijenin de elektron alıcısı olduğu ortamlarda büyüyebilme özelliğine sahiptir. Bu organizmaların da birçoğu ototrofik olarak büyüyebilirler. Bütün hidrojen oksitleyen bakteriler, bir ya da birden fazla hidrojenaz enzimine sahiptirler. Bu enzim H2'nin bağlanması görevini üstlenir. Bu H2 daha sonra ya ATP üretmek için ya da ototrofik büyüme sırasında kullanılır. Bu grubun önemli cinsleri; Ralstonia ve Alcaligenes'tir.

H2 + O2 --> 2 H2O

Hemen hemen bütün hidrojen bakterileri fakültatif kemolitotroflardır. Fakültatif olmaları onların organik bileşikleri enerji kaynağı olarak kullanabildikleri yani kemoorganotrofik olarak da yaşayabildiklerini gösterir. Bu durum hidrojen kemolitotroflarını birçok kükürt ve azot kemolitotroflarından ayıran bir özelliktir çünkü kükürt ve azot kemolitotrofları "zorunlu kemolitotrof"tur. Yani inorganik bir enerji kaynağı olmaması durumunda büyüme gerçekleşmez. Bunun tersine hidrojen kemolitotrofları, duruma göre kemolitotrof ya da kemoorganotrof olarak yaşayabilirler.

Ralstonia spp. (Elektron mikroskop)

Bazı hidrojen baterileri karbonmonoksit'i (CO) enerji kaynağı olarak kullanabilirler. Bu bakterilerin CO tüketimi ekolojik açıdan çok önemlidir. İnsanlar tarafından çok fazla üretilen CO, bu bakteriler sayesinde önemli bir artış göstermemiştir.

Metanotroflar ve Metilotroflar

Metan, doğada çok fazla bulunan bir gazdır. Oksijensiz (anoksik) ortamlarda metanojenik Archaea tarafından üretilir ve anoksik çamurlarda, bataklıklarda, göllerin oksijensiz kısımlarında, rumende ve memelilerin bağırsaklarında bulunur. Aynı zamanda metan, doğal gazın ana bileşenidir ve birçok kömür bileşiklerinde de bulunur. Metanotrof bakteriler metanı okside ederler. Metan ve bazı başka tek karbonlu bileşikler bu bakteriler tarafından enerji elde etmede elektron verici olarak ya da sadece karbon kaynağı olarak kullanılır. Bu grubun önemli cinsleri;  Methylomonas ve Methylobacter'dir.

Methylobacterium extorquens

Bu bakterilerin hepsi aerobdur ve doğada yaygın olarak toprakta ve suda bulunurlar. Tabi bulundukları yerlerde sürekli olarak metan gazı bulunması gerekir. Göllerin oksijensiz kısımlarında üretilen metan gazı su boyunca yükselir. Metanotroflar genellikle metan gazının oksijenli ortamla buluştuğu kısımlarda toplanırlar. Bu yüzden bu bakteriler karbon döngüsünde önemli bir noktayı oluştururlar. Metanotrofik bakterilerle okyanus midyeleri ve bazı okyanus süngerleri arasında simbiyotik bir ilişki olduğu bilinmektedir.

Pseudomona'lar ve Pseudomonad'lar

Bu gruptaki bütün cinsler kemoorganotrofik, aerobik ve kamçılı basillerdir. Bazı genel özellikleri kısaca şöyledir: spor üretmezler, hepsi gram-negatiftir, polar kamçılıdırlar, oksijenli solunum sırasında glikozdan çok az miktarda asit üretseler de hiç fermentasyon yapmazlar, düşük molekül ağırlıklı organik bileşikleri kullanırlar, polimerleri kullanmazlar. Onları enterik bakterilerden ayırt edici en önemli özellikleri glikozdan hiç gaz üretmemeleri ve oksidaz testine pozitif sonuç vermeleridir. Bu grubun önemli cinsleri; Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas ve Xanthomonas'dır.

Pseudomonas spp.
Pseudomonas aeruginosa

Bazı Pseudomonad'lar hastalık yapıcıdır (patojen). Örneğin Pseudomonas aeruginosa idrar yolları ve solunum yollarında, ayrıca yanarak zedelenmiş deride enfeksiyona sebep olur. Bu bakteri ne yazık ki günümüzde kullandığımız antibiyotiklere karşı bağışıklık kazanmış olduğundan sebep olduğu enfeksiyonların kemoterapi ile tedavisi genlikle oldukça zordur.

Asetik Asit Bakterileri

Asetik asit bakterileri, tamamlanmamış alkol ve şeker oksidasyonu yapan ve bunun sonucu olarak organik asit üreten gram-negatif, aerobik, hareket edebilen çubuk şekilli bakterilerdir. Etanolün substrat olduğu durumlarda bu bakteriler asetik asit üretirler. Asidik koşullara iyi direnç gösterirler, çoğu suş, 5'in altındaki pH değerlerinde bile gayet iyi büyür. Tabi ki bu asit toleransı asit üreten bir organizma için gereken bir özelliktir. Bu grubun önemli cinsleri; Acetobacter ve Glucobacter'dir.

Asetik asit bakterileri endüstride sirke yapımında kullanılan bakterilerdir. Sirke aslında etil alkolün (etanol) asetik aside dönüştürülmesiyle oluşur. Bu bakteriler oksijenli solunum yaparlar fakat onları oksijenli solunum yapan diğer bakterilerden ayıran özellik, solunum sırasında kullandıkları organik maddeyi (elektron vericisini) tamamen suya ve karbon dioksite kadar parçalamamalarıdır. Sonuç olarak kendilerine besin olarak etil alkol sağlandığında onu sadece asetik aside çevirirler. Bu bakterileri endüstriyel açıdan önemli kılan diğer özellikleri de selüloz sentezleyebilme özellikleri ve C vitamini sentezi için gerekli olan sorboz üretmeleridir.

Nitrojen Bağlayıcı Serbest Bakteriler

Toprakta yaşan birçok organizma, aerobik olarak havadaki N2 gazını bağlama özelliğine sahiptir. Azotobacterler N2 gazını simbiyoza gerek duymaksızın bağlayabilen gram-negatif, zorunlu aerob basillerden (çubuk şekilli hücrelerden) oluşur. Nitrojen bağlayıcı serbest bakteriler alfa ya da gama proteobakterlerdir. Azotobacterlerin bazı suşlarında kamçı bulunur. Azotobakterler karbonhidrat, alkol veya organik asit varlığında büyüyebilirler. Bu grubun önemli cinsleri; Azotobacter ve Azomonas'dır.

Azotobacter spp.

Zorunlu aerob olmalarına rağmen bu bakterilerde bulunan ve azot bağlamak için gerekli olan nitrojenaz enzimi, oksijene karşı duyarlıdır. Bu yüzden hücre içi O2 derişimi, oksijenli solunum aracılığıyla belli bir seviyenin altında tutulur. 

Enterik Bakteriler

Enterik bakterilerin hepsi gama proteobakter grubundandır. Bu baterilerin hepsi gram-negatiftir, spor üretmezler, basil (çubuk) şeklindedirler, fakültatif aeroblardır, oksidaz negatiflerdir ve şekerleri çeşitli ürünlere fermente ederler. Bu bakterilerin birçoğu endüstriyel önemleri olmasının yanı sıra, insanlar, hayvanlar ve bitkiler için hastalık yapıcı özelliktedir. Bu grubun önemli cinsleri; Escherichia, Salmonella, Proteus ve Enterobacter'dir. Enterik bakterilerden Escherichia coli şüphesiz hakkında en çok şey bilinen bakteri türüdür.

Escherichia coli

Escherichia coli: Escherichia cinsinin üyeleri insanların ve sıcak kanlı hayvanların bağırsaklarında yaşayan bakterilerdir. Escherichia, K vitamini sentezi yapabildiğinden, bu canlılar için büyük önem taşır. Fakültatif aerob olmasının bir sonucu olarak bağırsakta oksijen tüketimini artırır ve bağırsağı oksijensiz bir ortam haline getirir. Bazı Escherichia suşları patojendir.

Vibrio ve Photobacterium

Vibrio grubu gram-negatif, fakültatif aerob, fermentasyon metabolizmasına sahip basillerden oluşur. Çoğu kamçılıdır. Ayrıca çoğu vibrio ve ilgili diğer bakteriler tatlı sularda ya da denizlerde yaşarlar. Vibrio cholerae insanlarda "kolera"ya sebep olan patojendir. Bu organizmanın su aracılığıyla bulaştığı bilindiği için içme sularının arıtılması oldukça önemlidir.

Vibrio cholerae

Photobacterium gram-negatif, kamçılı basillerden oluşur. Bu bakterilerin ışık yayma gibi oldukça ilginç bir özellikleri vardır. Bu yüzden onlara biyolüminesant bakteriler adı verilmiştir. Bu bakterilerin çoğu tuzlu sularda genlikle balıklarla birlikte yaşarlar. Bazı balıklar içine biyolüminesant bakterilerin büyüdüğü ve yaşadığı özel organlara sahiptir.

Kayan Myxobacterler

Prokaryotların birçok çeşidi "kayma" adı verilen bir hareket formu sergilerler. Bu organizmaların kamçısı (flagella) yoktur fakat yüzeyle temas halindeyken hareket edebilirler. Kayan bakterilerin bir grubu olan meyve veren Myxobacterler, "meyve veren formlar" denilen çok hücreli yapılar oluşturabilirler ve oldukça karmaşık bir yaşam döngüsüne sahiptirler. Filogenetik olarak kayan bakteriler Proteobakterlerin delta grubunda yer alırlar. Bu grubun önemli cinsleri; Myxococcus ve Stigmatella'dır.

Sülfat Ve Kükürt İndirgeyen Proteobakterler

Bu grubun önemli cinsleri; Desulfovibrio, Desulfobacter ve Desulfuromonas'dır. Sülfat (SO4) ve kükürt (S), H2 veya organik bileşikleri elektron verici olarak kullanan büyük bir grup delta proteobakter tarafından, oksijenin bulunmadığı ortamlarda elektron alıcısı olarak kullanılır. Bu bakteriler zorunlu anaerobdur. Sülfat ve kükürt indirgeyen proteobakterler, hem suda hem de toprakta yaşarlar. Bu habitatlar, çürüme işleminin sonucunda oksijensiz hale gelirler. Bu bakteriler kükürtü sülfite indirgeyebilirler fakat sülfatı sülfite indirgeyemezler. Desulfuromonas gibi bakteriler, sülfat indirgeyen bakterilerle genellikle aynı habitatlarda yaşarlar ve H2S'yi S'ye okside eden bakterilerle birlikte bulunurlar. Böylece üretilen kükürt (S) yeniden H2S'ye indirgenmiş olur. Bütün bunlar, sülfür ve kükürt indirgeyen bakterilerin kükürt çevriminde çok önemli bir yere sahip olduklarını göstermektedir.

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

Hakkımda

Ben Veteriner Hekim Onur Çelikörs, 1989 yılında Ankara'da dünyaya geldim. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi'nden 2011 yılında mezun oldum ve yüksek lisansımı 2014 yılında Zootekni Anabilim Dalı'nda tamamlayarak Ziraat Yüksek Mühendisi unvanı aldım. Askerlik görevimi yerine getirdikten sonra, Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi'nde başladığım Veteriner Hekimliği eğitimimi 2020 yılında tamamladım. Bu web sitesinde hayvan sağlığı ve hayvansal üretim konularında yazılarımı yayınlıyorum.

0 yorum:

Yorum Gönderme