BAKTERİ VE ARKEA ALEMİ ÖMER YANIK BURSA ANADOLU KIZ LİSESİ 2018 Konu süresi: 2 Ders saati

Hedefler Prokaryot canlıların sınıflandırılmasındaki yerini kavramak. Prokaryotların metabolizmalarını üremelerini ve doğal çevre için önemlerini kavramak Bakteri ve insan yaşamı arasındaki bağlantıyı anlamak Zor ortam koşullarında (Yüksek ısı , asitli ortam) bile hayatın devam edebileceğini öğrenmek.

Ökaryotik , prokaryotik , Virüs ve daha küçük canlıların karşılaştırılması.

Temel kavram Bakteri ve Arkealar prokaryotik hücrelerdir ve Yeryüzünde ilk oluşan canlılar olduğu üzerinde bilim adamları hemfikirdir.

Kavramlar Bakteri Prokaryot Endospor Bacil, Koküs, Vibrio, Spirillum Gram boyama metodu Konjugasyon Saprofit Kemoototrof(Kemosentez) Plazmid Nükleoid Arkea

Yoğurt ve peynir yapımını sağlayan bakteriler ile en öldürücü hastalıklara neden olan bakterilerin ortak özellikleri prokaryot oluşlarıdır.

BAKTERİLER Kapsül Pili Plazma zarı Ribozom Nükleoid Kamçı Dünyanın değişik bölgelerinde yaşayabilen prokaryotik tek hücreli canlılardır. Ribozom dışında gelişmiş hücre organelleri yoktur , onların görevlerini yapabilen basit zar sistemlerine sahiptir. Bazı bakterilerde kamçı sil gibi hareketi sağlayan yapılarla birlikte bazı bakterilerde hücre zarının dışında bir koruyucu kapsüle sahiptir. Bakteriler glikozun fazlasını mantar ve hayvan hücrelerinde olduğu gibi glikojen şeklinde depo edilir. Bazı bakterilerin yüzeylere ve birbirlerine tutunmak için pilus adı verilen kısa uzantıları vardır.

gelmiştir. Ayrıca bazı bakteriler de kapsül bulunur. VİDEO Hücre zarının dışındaki çeper amino asit ve glikoz türevinden (peptidoglikan) meydana gelmiştir. Ayrıca bazı bakteriler de kapsül bulunur. Yuvarlak şekilli (Coccus) çubuk (Bacil) Spiral (Spirillium) ve virgül (Vibrio) şekillerinde olabilirler. Yoğurt bakterileri çubuk şeklindedir.Gözde arpacık hastalığı meydana getiren bakteri yuvarlak Frengi hastalığına neden olan Treponema pallidum spiral, kolera hastalığına neden olan Vibrio comma ise virgül şeklinde kıvrıktır.

Bakteriler hücre duvarlarındaki farklılıklarından dolayı gram boyası İle boyandıklarında değişik renk alırlar.Bakteri hücre duvarları peptidoglikan yapıdadır. Gram pozitif bakteriler:Bu bakteriler gram boyası ile mavi mor renk alırlar. Kalın hücre duvarına sahiptirler. Gram negatif bakteriler: Gram boyası ile boyandıklarında renk değişimi olmaz Hücre zarı iki tabakadan meydana gelir.Antibiyotiklere daha dirençlidirler. Peptidoglikan

Bakteriler n kromozomlu olup amitoz bölünme geçirirler Bakteriler n kromozomlu olup amitoz bölünme geçirirler. Haploid (n) yapıda olduklarından mayoz bölünme geçirmezler. Bakteriler eşeysiz yolla bölünerek çoğalırlar.Önce DNA’sı eşlenerek iki katına çıkar ve daha sonra hücre bölünür.Eşeysiz yolla çoğalmalarına karşı sık sık mutasyonlar geçirerek genetik çeşitlilik sağlanmış olur. Bakteriler arasında genetik madde aktarımı yani konjugasyon gerçekleşir. Bakterilerde tek ana kromozomun yanında plazmid adı verilen küçük DNA parçaları da bulunur. Antibiyotiklere direnç gibi ek özellikleri sağlarlar.

Plazmitler ana kromozomdan bağımsız olarak eşlenmekte ve konjugasyon ile diğer bakteri hücrelerine aktarılabilmektedir. Plazmitler hücreye antibiyotiklere direnç , normal çevrelerinde bulunmayan besleyicilerin metabolizması ve diğer koşullar için gerekli genleri sağlamaktadır.

Bakteriler de genetik çeşitliliği sağlayan üç mekanizma vardır Bakteriler de genetik çeşitliliği sağlayan üç mekanizma vardır. Böylece bakteriler arasında genetik çeşitlilik yani varyasyon oluşur. 1.Konjugasyon: Aynı tür iki bakteri arasında sitoplazmik köprü kurularak yapılan gen aktarımıdır. Böylece çeşitli özellikler örneğin antibiyotiğe direnç genleri bakteriler arasında aktarılabilir. 2.Transformasyon: Bakterinin bulunduğu ortamda ki bir DNA parçasını alarak kendi DNA sına eklemesidir. Bu yöntemde gen aktarımına neden olur. 3.Transdüksiyon: Bir virüsün iki bakteri arasındaki gen transferi yapmasına denir. Bir bakteriyi enfekte eden bir virüs başka bir bakteriyi enfekte ederken gen parçalarını da aktarabilir.

İlaçlar gen aktarımı yapılan bakteriler yardımıyla yapılabilir. İstenen geni İçeren hücre Bakteriyel plazmitler istenen genlerin klonlanmasında kullanılabilir.Böylece bitkilere Böceklere karşı direnç genleri aktarılabilir , atıkları yok eden bakteriler oluşturulabilir. İnsan sağlığında önemli proteinler bakterilere yaptırılabilir hormonlar ve çeşitli İlaçlar gen aktarımı yapılan bakteriler yardımıyla yapılabilir.

Bazı bakteriler zor ortam koşullarında endospor meydana getirirler. Yüksek sıcaklık gibi faktörler endospor oluşumuna neden olur. Normal bakteri hücresinin kromozom kopyası endospor içerisinde bulunur. Ana hücre zor ortam şartlarında parçalanırken endospor bu zorluğu atlatır. Ortam şartları normale döndüğünde endospordan yeniden bakteri hücresi oluşur. Bazı endosporlar 120 C sıcaklığa bile dayanırlar.

Solunum biçimine göre bakteriler 1)Zorunlu aerob bakteriler: Enerji ihtiyaçlarını sadece oksijenli solunum ile karşılarlar. Solunum enzimleri ve ETS elemanları sitoplazmada bulunur. 2)Zorunlu aneorob bakteriler: Sadece oksijensiz solunum yaparlar. Yan ürün olarak etil Alkol ya da laktik asit oluşur.Konserve kutularının içinde üreyebilirler. 3)Geçici(Fakültatif) aerob bakteriler: Normalde oksijensiz solunum ile enerji üretirler. Geçici olarak oksijenli solunumda yapabilirler. Örnek E.Coli. 4)Geçici(Fakültatif) anaerob bakteriler: Normalde oksijenli solunum yaparlar. Oksijen Olmadığında geçici olarak oksijensiz solunum da yapabilirler. Bakteriler(Fakültatif) Bakteriler(zorunlu anaerob) Bakteriler(zorunlu aerob) Besleyici ortam Hava ile Temas yüzeyi

Prokaryotların beslenmesi Heterotrof bakteriler besinlerini dışarıdan hazır olarak alan bakterilerdir. Bunlar parazit ya da çürükçül olabilirler.Anaerob(Oksijensiz) ortamlarda yaşayarak fermantasyon gerçekleştirebilirler.Alkol , laktik asit gibi ya ürünler oluştururlar. Ototrof bakteriler ise kendi besinlerini kendileri yaparlar. Fotoototrof olanlar güneş ışığından enerjiyi sağlayarak fotosentez yaparlar. Fotosentez yapan siyanobakteri Karbondioksit + Su Güneş enerjisi Besin + Oksijen Siyanobakteriler yeşil renk veren klorofille birlikte mavi renkli fikosiyanin adı verin Pigmentide kullanır.Bundan dolayı eskiden mavi yeşil alg olarak da adlandırılırdı. Bu bakteriler aynı zamanda azotun bağlanmasında da rol oynarlar.

Yeşil sülfür , mor sülfür ve hidrojen bakterileri Bu bakteriler fotosentez de su yerine hidrojen sülfür H2S ya da H2 kullanırlar. Yan ürün Olarak oksijen üretmezler. Karbondioksit + Hidrojen sülfür Güneş enerjisi Besin + Kükürt Klorofil Karbondioksit + Hidrojen Güneş enerjisi Besin Chlorobium tepidum (Yeşil sülfür bakterisi)

Kemoototrof bakteriler Bu bakteriler kendi besinlerini kendileri yaparlar fakat enerji kaynağı olarak güneş Enerjisi yerine kimyasal enerjiyi kullanırlar. Bu bakteriler amonyak ,nitrit,kükürt Hidrojen ve demir gibi inorganik maddeleri oksitleyerek kimyasal enerji elde ederler. Amonyak + Oksijen Nitrit + Su + Kimyasal enerji Karbondioksit + Su Besin + Oksijen Azot döngüsünde görev alan nitrifikasyon bakterileri aynı zamanda kemosentez Yaparlar ve topraktaki nitrat tuzu (NO3) miktarını arttırırlar. Kemosentez yapan bakteriler klorofil içermezler. Ayrıca besin Fotosentez bakterileriler den farkı fotosentezin ışıklı evre reaksiyonlarının olmayışıdır. Bundan dolayı besin sentezi gece gündüz devam eder Ama bu bakterilerde fotosentezde ki kalvin devri aynen gözlenir.

Baklagillerin köklerinde mutualist biçimde yaşayan bakteriler bitki köklerinde korunurken bakterilerin ürettiği azotlu maddelerden de bitkiler yararlanır. Böylece bu bitkiler amonyak dan yararlanabilir hale gelirler İnsan bağırsağında birçok çeşit bakteri yaşar bunların bazıları çeşitli vitaminlerin sentezini sağlarken bazıları da çeşitli hastlıklara neden olur.(Patojen)

ARKEA ALEMİ Arkea prokaryotik yapıda tek hücreli canlılar olmakla beraber bakterilerden çok Ökaryotik hücrelere daha yakındırlar.Hücre zarları ,ribozom ve DNA açısından Bakterilerden ayrılırlar.Arkelerin DNA’ları ise ökaryotlardaki gibi histon proteini İçerir. Yaşadıkları ortamlar genellikle bataklıklar , tuz gölleri , aşırı sıcak volkanik bölgeler ve asitli ortamlardır.

Staphylotermus marinus Metajonezler bataklıklarda yaşayarak çürümekte olan besinlerle beslenirler. Metan gazı üretiler.Bazı türleri 110 C lik ortamlarda dahi yaşayabilirler. Halofiller çok tuzlu ortamlarda yaşayabilirler. Termoasidofiller kükürdü oksitleyerek enerji elde ederlerAşırı sıcak asitli ortamlarda yaşarlar. Soğuk seven arkeler donma noktasındaki sularda yaşarlar.

Arkeler bakterilerin yaşayamadıkları kadar zor ortamlarda yaşarlar Arkeler bakterilerin yaşayamadıkları kadar zor ortamlarda yaşarlar. Bu canlılardan elde edilen enzimler yüksek ısı ve zehirlere karşı dirençlidir. Arkelerden elde edilen enzimlerle pis suların temizlenmesi, metallerin zehirli özelliklerinin azaltılması gibi işlemler gerçekleştirilir. Genetik mühendisliğinde kullanılan enzimler arkelerden elde edilmiştir. Yüksek ısıya dayanıklı olmaları laboratuvar ortamlarında kısa sürede DNA çoğaltılmasında kullanılır. Atık suların temizlenmesinde ve biyogaz üretiminde arkeler kullanılır.

Değerlendirme Endospor oluşumunun amacı nedir açıklayınız. Siyanobakterilerin ekolojik önemini açıklayınız. Bakterilerin neden oldukları hastalıklara örnekler veriniz. Arkeler hangi özellikleriyle bakterilerden ayrılır açıklayınız. Prokaryotlar da üreme nasıl gerçekleşir açıklayınız. Bakterilerin insan ve çevre açısından önemini açıklayınız.