3. MİKROORGANİZMALAR ARASINDAKİ İLİŞKİLER Tek Bir Mikrobiyel Populasyon İçindeki İlişkiler Pozitif ve Negatif ilişkiler Farklı Mikrobiyel Populasyonlar Arasındaki İlişkiler Nötralizm Rekabet Kommensalizm Amensalizm Sinerjizm Parazitizm Mutualizm Yırtıcılık

Tek Bir Mikrobiyel Populasyon İçindeki İlişkiler Pozitif İlişkiler (= işbirliği, cooperation) Gelişme eğrisindeki uzun bir lag peryodu Lignin ve selüloz parçalanması Populasyon yoğunluğu, hücre dışındaki çözülebilir ürünlerin populasyon üyelerince kullanımını

Pozitif İlişkiler Populasyon üyeleri arasındaki işbirliği çevredeki zararlı etkenlere karşı koruyucu bir mekanizma oluşturabilir. 1. Antimikrobiyel maddeler ve UV ışınları 2. Gıda kaynakları tükendiğinde Dictyostelium amoeboid hücreleri

Pozitif İlişkiler Bir populasyonu oluşturan hücreler arasındaki genetik madde değişimi Antibiyotiklere ve ağır metallere direnç ile çeşitli organik substratları kullanma yeteneği Gen aktarımının belli populasyon yoğunluklarında gerçekleşmesi

Quorum Sensing G- ve G+ Otoindüktör  aktivatör protein  ekspresyon Otoindüktör: Açillenmiş homoserin Laktonlar (AHLs), kısa peptitler vb. Aliivibrio fischeri  biyoluminesens özellik lusiferaz  ışık  lux operonları Pseudomonas aeruginosa  biyofilm Staphylococcus aureus  kısa peptit Haloalkalifil arkeler Natronacoccus occutus  proteaz Ökaryot Saccharomyces cerevisiae, Candida  aromatik alkoller  tek hücre yada filament

Negatif İlişkiler (=rekabet) Eğer bir ortamda substrat yoğunluğu az mikoorganizma sayısı çok ise, mikroorganizmalar arasında bu substratın kullanımı için rekabet artar. Yırtıcı mikrobiyel populasyonlar uygun av için Parazit mikrobiyel populasyonlar ise uygun konukçu için birbirleriyle rekabet eder. Yoğun bir populasyonda metabolik ürünlerin birikmesi negatif ilişkiye sebep olur. (Organik asitler ve H2S gibi )

Negatif İlişkiler Populasyonda letal proteinleri kodlayan genlerin bulunması negatif ilişkilere sebep olur. E. coli suşları, transmembran potansiyeline zarar veren bir peptidi (hok) kodlayan hok genine sahiptir. E. coli ‘de plazmidde bulunan bu gen hücrenin canlılığından sorumludur. Plazmid DNA’nın bir ipliğinde hok geni diğer ipliğinde antisens mRNA üreten sok geni bulunur. Herhangi bir protein sentezlemeyen sok mRNA, hok mRNA’ya bağlanır ve hok proteini üretilmez.

Farklı Mikrobiyel Populasyonlar Arasındaki İlişkiler Pozitif ilişkiler ( Kommensalizm, Sinerjizm, Mutualizm) Negatif ilişkiler (Rekabet, Amensalizm) Bir populasyon için pozitif diğer populasyon için negatif olan ilişkiler (Parazitizm, Yırtıcılık)

Pozitif ilişkiler populasyona hangi avantajları sağlar? Özel ortamlarda sadece bazı populasyonlar canlı kalır Uygun kaynaklar etkin kullanılır Çevre stresine adaptasyon sağlanır (metabolik yeteneklerle gelişme ve canlı kalma oranı arttırılır)

Negatif ilişkiler populasyona hangi avantajları sağlar? Populasyon yoğunluğu kontrol edilir Populasyonların aşırı artışı önlenir Habitatın zarar görmesi önlenir Türlerin yok olması önlenir

Nötralizm Nötralizmde, iki mikrobiyel populasyon arasında herhangi bir ilişki yoktur. Komunite içinde aynı yada benzer fonksiyonel rollere sahip populasyonlar arasında nötralizm görülmez. Nötralizm genelde çok farklı metabolik yeteneğe sahip populasyonlar arasında görülür.

Nötralizm hangi durumlarda görülür? Birbirinden uzak ve az yoğun populasyonlar (denizler, oligotrofik göllerde ve toprakta ayrı mikrohabitatlar) Mikroorganizmaların aktif olarak gelişemeyecekleri şartlarda (kutuplardaki denizler, donmuş göller, spor sist ve vejetatif hücreler) Doğal ortamlarının dışında (atmosfer)

Kommensalizm Kommensalizmde ilişkiye giren bir populasyon bu ilişkiden yararlanırken diğer populasyon bundan etkilenmez. Bu mikroorganizmalar arasında kurulan tek yönlü bir ilişkidir. Bu ilişkide yarar gören mikroorganizmalar yani kommensaller, diğer populasyonun metabolik yeteneklerinden faydalanır.

Kommensalizm Kommensale uygun habitat oksijen kullanımı  aerob  zorunlu anaerob Gelişme faktörlerinin üretimi Flavobacterium brevis  sistein  kommensal Legionella pneumophila Çözünmeyen bileşikler  çözünüp  gaz haline dönüşümü organik bileşik  metan  metanotrof amonyak  nitrata  dip sedimentteki kommensal

Kommensalizm Mikrobiyel aktivite ile kommensallere uygun bir bileşik yapılır. Mo’nun ürettiği organik asitler  humus parçalanması  ürünleri kommensal kullanır funguslar  selüloz  selülaz  glikoz  kommensal

Kommensalizm Kometabolizma, bir organizmanın besin olarak kullanamayacağı bir substratı okside etmesidir. Oksidasyon ürünleri kommensal tarafından kullanılır. Mycobacterium vaccae Propan gelişme Siklohekzan siklohekzanol Pseudomonas (kommensal)

Kommensalizm Etkilenmeyen populasyonun ortamdaki toksik maddeleri parçalaması Beggiatoa spp.  H2S okside etmesi civa  gaz haline çevrilmesi toksik metallerin mo’larca tutulması

Sinerjizm Her iki populasyonda bu ilişkiden fayda görür. Sinerjizm daha sonra mutual bir ilişkiye çevrilebilir. Birbirlerinin besinsel ihtiyaçlarını tamamlayan iki yada daha fazla mikrobiyel populasyon arasındaki ilişki sintrofizm olarak adlandırılır.

Sintrofizm bir çapraz beslenme örneğidir. A bileşiği Arjinin E. coli agmatin 1. populasyon Enterococcus faecalis B bileşiği Ornitin 2. pop. E. coli C bileşiği Putresin 1. ve 2. pop. E. fae ve E. coli Enerji + son ürün Enerji + son ürün

Populasyonlar tarafından üretilen gelişme faktörleri sintrofik ilişkilere sebep olur. Minimal besiyeri Lactobacillus arabinosus fenilalanin folik asit Enterobacter faecalis siklohekzan  Nocardia biyotin parçalama ürünleri Pseudomonas

Sintrofizm format ve sülfür Chlorobium Spirillum CO2 ve H2S Heterotrof Pseudomonas spp  heterosist