FUNGUSLARIN YAPISI VE GENEL ÖZELLİKLERİ

MİKOLOJİ BİLİMİ TIBBİ MİKOLOJİ VETERİNER MİKOLOJİSİ FİTO MİKOLOJİ ENDÜSTRİYEL MİKOLOJİ

Mikoloji? Doğada kaç çeşit mantar bulunur? 50.000 Hepsi hastalık yapar mı? 300 kadarı Hatta sadece bir düzine kadarı mantar hastalıklarının %90’nından sorumludur.

Nerelerde bulunurlar Toprak Su Organik atıklar

Ne yaparlar? Bakterilerle birlikte kompleks bileşikleri basit bileşiklere dönüştürürler Yararları Ekmek Peynir Steroit Antibiyotik Alkollü içecekler Organik asitler

Zararları Hastalık yaparlar Elektronik aletleri bozar Elektrik kablolarını bozar Mobilyaları bozar

Genel Özellikleri Nonfotosentetik protistalardır Klorofilleri yoktur Ökaryot bakterilerden ayrılırlar Klorofilleri yoktur Fotosentez yapmazlar bitkilerden ayrılırlar Emici tipte beslenirler Hayvanlardan ayrılırlar

Zorunlu veya fakültatif aeroblardır En az bir çekirdekleri bulunur Nükleer membranları Mitokondrileri Endoplazmik retikulumları Nükleolusları Hücre duvarları vardır.

Mantarların bazı özellikleri Hücre yapısı Ökaryotik Hücre duvarı Çok katlı (kitin, mannan, glukan), bazen kapsül Sitoplazma zarı Sterol Sitoplazma içi yapılar Mitokondri,ER, Golgi Çekirdek Zar ile çevrili (gerçek) Boyut 5-10 µm Morfoloji Maya(yuvarlak), küf (fiamentöz) Spor Eşeyli/eşeysiz Üreme Boyanma Gr (+), ARB (-), PAS, gümüşleme

fungusların yapısı Kapsül Hücre Duvarı Sitoplazma Zarı Sitoplazma Çekirdek

Kapsül Çok az sayıda mantar hücresinin dışında, ksiloz ve glukuronik asitten oluşan bir polisakkarit olan glukuronoksilomannan yapısında bir kapsül bulunur. Dokuda musikarmin gibi özel boyalarla gösterilir.

Kapsül hücrelere tutunmayı, kümeleşmeyi, konağın fagositoz etkilerinden korunmayı sağlar. Antijeniktir. Mantar türünün özgül serotiplerinden sorumludur.

Hücre Duvarı Plazma zarının dışında polisakkaritlerden yapılı, sert bir yapıdır. Litik enzimlerle hücre duvarı kalkarsa mantar hücresi sferik şekle geçer ve ozmotik olarak frajil hale gelir. Hücre duvarı mantar hücresini ozmatik değişikliklere karşı korur. Besin alımında rol oynar

Ortam ile mikroorganizma arasındaki ilişkiyi düzenler. Özgün yapısı, mantar hücresinin biçimini, morfogenezi, virulansını, antijenik özelliğini sağlar.

Duvar yapısı % 80-90 polisakkaritler, % 10-20 oranında protein ve glikoproteinler oluşturur. Polisakkaritler : Kitin ve/veya selüloz (N asetil glukozamin) hücreye dayanıklılık verir Kitosan (D-glukoz) Mannan (D-mannoz) Glukan (D-glukoz)

Duvarın en dış kısmı fibriler yapıdadır Duvarın en dış kısmı fibriler yapıdadır. Duvarın iskeletini oluşturan bileşikler duvar tabakalarının iç kısmında bulunur. Glukanların bir kısmı kitine kovalent bağlarla bağlıdır. Matriks proteinleri alfa bağlı glukanlar ve glikoproteinler içerir. Mannan, mannoprotein tabakaları oluşturur.

Hücre duvarının bileşimi sabit değildir Hücre duvarının bileşimi sabit değildir. Tomurcuklanan maya hücrelerinde mannan, hiflere göre daha fazla oranda bulunur. Eşeysiz konidiyumların duvarlarında ise glukan daha fazladır. Hücre duvarı en iyi PAS ( Periodic acid- Schiff), metenamin gümüş boyaları ile boyanır. Hücre duvarı bileşenleri plazma membranının yüzeyinde sentezlenir. Hiflerin en ucunda duvar çok incedir.

Sitoplazma Zarı Ökaryot yapıda ve iki tabakalı bir zardır. Lipid, fosfolipid, sifingolipid, protein, glikoprotein ve sterol içerir. Mikoplasma’lar hariç, diğer bakterilerden farklı olarak hücre zarında bulunan sterol, ergosterol ve zimosterol yapısında olup memeli hücrelerindeki kolesterolden farklıdır. Bu özellik polien grubu gibi bazı antifungal ilaçların başarılı kullanımını sağlar.

Sitoplazma Zarının Görevleri Sıvı ve besinlerin difüzyonunu kontrol eder, Amino asit ve şekerlerin enerjiye bağımlı ve bağımsız olarak alınmasını düzenler, Sitoplazmayı korur, Hücre duvarı ile kapsül materyalinin sentezini sağlar

Sitoplazma Elektron mikroskobuyla mantar hücresinin sitoplazmasında yoğun bir iç zar sistemi, çeşitli organeller ve cisimcikler görülür. Mitokondriler; ATP sentezi ile ilgili organeller olup bitki ve hayvan hücrelerindekine benzerler. Hücrenin solunum aktivitesine bağlı olarak sayıları değişir.

Endoplazmik retikulum; yoğun zar sistemi olup, çekirdek zarıyla ve ribozomlarla bağlantılıdır. Aynı zamanda lipidlerin kaynağı olup enzimlerin de etkinlik gösterdiği bir yüzeydir.

Golgi aygıtı; mantarlarda her zaman bulunmaz. Bu yapı polisakkarit ve lipidlerin proteinlere eklenerek lipoprotein, glikoprotein ve çeşitli polisakkarit türevlerinin oluşturulması ve endoplazma ağındaki salgı veziküllerine aktarılması ile görevlidir.

Mikroyapılar; özgül enzimleri katalaz gibi, içeren organellerdir. Bunların bir tipi olan peroksizomlar bazı amino asitlerin hidrojen peroksit üretilerek oksitlendiği yerlerdir. Vakuoller; yaşlanan hücrelerde daha çok bulunurlar. Organik karbon, azot, fosfat gibi yedek maddeleri depo ederler. Bazı vakuoller hücreye madde alınması veya atıkların çıkarılması ile ilgilidirler.

Çekirdek Mantarın cinsine göre hücreler bir veya çok çekirdeklidir. Çekirdek zarı, çekirdek zarı porları, nukleoplazma, çift sarmallı linear kromozomlar ve çekirdekçikden oluşur.

Makroform mantarlar Yenebilen çok hücreli mantarlar Mikroform mantarlar (tek hücreli) Maya Küf DİMORFİK ???

Mayalar 4-5µm boyutunda (en büyük 24 µm ) Sferik veya yuvarlak Besiyerinde opak,yumuşak,beyaz renkli koloniler yapar Tomurcuklanmayla ürer Tomurcuk hücreden ayrılmaz ve zincirleme sürerse Psödohif oluşur Germ tüp (ana hücreden apikal uzantıdır)

KÜF ŞEKLİNDEKİ MANTARLARIN ÖZELLİKLERİ Hakiki hifler, sporlar yapıyı oluşturur Doğal ortamda organik maddeler (ekmek,meyva,sebze) üzerinde ürerler Fakültatif parazit, heterotrof, aeropturlar. Glukoz gibi tek bir karbon kaynağı ve organik nitrojen veya amonyum bileşikleri nitrojen kaynağı olarak üremelerine yeterli olur.

Üreme ısıları 0 ile 40 °C arasındadır Üreme ısıları 0 ile 40 °C arasındadır. Ancak küfler oda ısısında (22-27 °C) üretilirler. pH=2-9 arasında üreyebilirler. Optimal gelişme için asit pH’yı severler. Nemli oksijenli ortamda üremeyi severler. Laboratuvar şartlarında Sabouraud besiyeri kullanılır. Kolonileri geç gelişir (1-3 hafta), koloni morfolojisi türlere göre değişir (tüyümsü, tozumsu, pamuğumsu, çıplak).

Koloni rengi türlere göre çok değişiktir (sarı, turuncu, beyaz, kırmızı, yeşil, siyah, vb)

Bazı türler vitamine, tiamin, biyotin, inositol gibi dış kaynaklı vitamine gereksinim duyarlar. Bazı küflerde üreaz enzimi bulunur. Gelişme için ışığa gereksinmezler ancak sporların gelişmesinde ışık gerekebilir. Küflerin çoğu saprofitdir.

Değişik pigmentleri vardır. Koloni altında pigment rengi belirlenir Değişik pigmentleri vardır. Koloni altında pigment rengi belirlenir. Patates dekstroz besiyeri bu amaca uygundur. Bazik boyalarla iyi boyanmazlar. Laktofenol pamuk mavisi uygun bir boyadır.

Bazı türler fırsatçı patojen olarak deri, deri altı dokularını ve iç organları infekte edebilirler.

Hif: Küf mantarlarının en ilkel şeklidir çok hücrelidir 2-10µm çapında silindirik tüplerdir Septalı ve septasız olmak üzere iki çeşittir Vegetatif hifler Aerial hifler Çoğalma hifleri

MİSEL (MYCELİUM) Hiflerin dallanması, birbirine sarılması ile meydana gelen dokudur. Vejetatif misel; üzerinde geliştiği maddeye nüfus eden ve beslenmeyi sağlayan miseldir. Hava (aerial) miseli; mantarın üredikleri yerden yukarı doğru büyüyen kısmıdır. Çoğalma miseli; çoğalmayı sağlayan konidiyum ve sporların üretildiği miseldir.

Dimorfik mantarlar Farklı ortam koşullarında Farklı üreme şekilleri gösteren mantar Isıya bağlı 37ºC-25ºC (en sık) Dokuya Besiyerine pH’ ya bağlı

DİMORFİK MANTARLAR Değişik koşullarda biri küf fazı, diğeri maya fazı olmak üzere farklı iki yapı özelliği gösteren mantarlardır. Dimorfizmin gelişmesinde besin, oksidasyon-redüksiyon potansiyeli, CO 2 basıncı, çevre ısısı gibi faktörler rol oynar.

DİMORFİK MANTARLAR Küf fazı invitro ortamda, 22-25  C de (oda ısısı), rutin mikoloji besiyerlerinde gelişirken maya fazı 37  C de besiyerlerinde, ayrıca insan veya hayvan organizmasında gerçekleşir. Genellikle bu durum mantarın saprofit özellikten patojen özelliğe geçişini gösterir.

Funguslarda Üreme Funguslar hem Eşeysiz (anamorfik) hem de Eşeyli (telemorfik) üreme devresine sahiptirler. Bazı funguslarda tüm fungal yapı üretken bir yapıya dönüşebilir. Buna “halokarpik” adı verilir. Fungusların çoğu “eukarpik” tir. Yani fungus vücudunun (thallus) bir kısmı üretken yapıya dönüşür.

Funguslarda üreme Eşeysiz üreme • Somatik yapının parçalanması • Somatik hücre bölünmesi • Tomurcuklanma (Mayalarda görülür) • Eşeysiz spor (konidi) oluşturarak üreme konidi oluşumu Tomurcuklana

Eşeysiz Üreme Şekilleri Çekirdek bölünmesinin yer almadığı üreme şeklidir. Mitozla çoğalma görülür. Burada oluşan elemanlara konidiyum denir. Sporogenezis Konidiyogenezis

Sporogenezis Aseksüel sporlar mitozu takiben gelişir. Sporangium denilen keseye benzer yapı içinde sporangiosporlar (endosporlar) oluşur. Sporangiumu taşıyan hife sporangiyofor denir. Kolumella (hiflerin dallarının sonunda oluşan etrafında sporangiumun geliştiği kubbe tarzında şişlikler )

Konidiyogenezis Hareketsiz, mitoz sonucu aerial hifler üzerinde oluşan, hem maya hem küf yapısında görülen sporları oluşturan üreme şeklidir. Blastik gelişme Tallik gelişme

Blastik gelişme Ana hücrenin bir kısmından tomurcuklanma ile blastospor gelişir. Tallik gelişme Hiflerin uclarından veya duvarlarından tomurcuklanma veya bölünme ile gelişen sporların hepsine genel olarak konidiyum denir

Konidiyum yapıcı hücreler Konidiyofor Fiyalid (özel konidiyum yapıcı hücre) Sterigma (uç kısmı şişe biçimindeki şişkin konidiyofor) Vezikül (konidiyoforların yuvarlak veya elips biçimindeki baş kısımları)

Funguslarda eşeysiz devre sporları Eşeysiz sporlar Klamidospor (kalın çeperli istirahat sporudur). Sporangiospor veya konidi’ler Klamidospor Konidi sporangiospor

Konidiofor ve konidi Konidi hif üzerinde oluşan ve konidofor adı verilen bir taşıyıcının ucunda oluşur. Aspergillus sp. Penicillium sp.

Sporangiofor ve soparangiospor Sporangium Sporangiofor Sporangiospor Phytophthora sp. Peronospora parasitica Phytophthora sp.

Eşeyli Üreme Şekilleri İki gametin haploid çekirdeklerinin birleşmesi sonucunda oluşan zigot içinde mayoz olayından sonra gelişen yeni fertlerdir. Eşey sporları ile çoğalmaya tam çoğalma şekli (teleomorf) denir.

Seksüel üreme Mayoz bölünme ile olur(4-8) Zygomycotina Zigospor Ascomycotina Askospor Basidiomycotina Basidiospor Deuteromycotina

Funguslarda eşeyli üreme Plazmogami (Sitoplazmaların birleşmesi ve çekirdeklerin yan yana gelmesi (n + n) Karyogami (Çekirdeklerin birleşmesi (2n) Mayoz [Kromozom sayısının yarıya inmesi, haploid devre, (n)]

Funguslarda eşeyli devre sporları Oospor Zigospor Basidiospor Askospor

Zigospor İki gametin birleşmesi ile oluşur. Bir miselin (homotallik) veya iki ayrı miselin (heterotallik) geliştirdiği gametangiaların füzyonu ile oluşan zigosporangium içinde gelişir. Zigospor kalın ve çok tabakalı duvar ile çevrilidir.

zygospor

Ascospor Ask (Ascus) denen kese içinde oluşan sporlardır. Askları içinde bulunduran özel yapıya askokarp denir. Çeşitli askospor üretim şekli vardır. Bazı türlerde ascogonium (dişi organ) ve antheridium (erkek organ) yapıca ayırdedilebilirken, diğerlerinde ayırdedilemez

askospor

Eşey organlarının birleşmesiyle antheridiumun çekirdekleri askogoniuma geçerler. Döllenmiş askogonium bir çok ask oluşturan hif üretir. Bu hiflerin herbir hücresi biri antheridiumdan diğeri askogoniumdan gelen iki çekirdek içerir.

Bu çekirdeklerin birleşmesiyle zigot oluşur Bu çekirdeklerin birleşmesiyle zigot oluşur. Herbir hücrede diploid çekirdek redüksiyon bölünmesi ile haploid hale geçer ve askogenöz hücre genç askus adını alır. Askospor oluşturan dört haploid çekirdek mitozla bölünebilir veya bölünmeyebilir. Her askosporun etrafında ikinci duvarlar oluşur ve sporlar olgunlaşır. Bazen askokarp yoktur ve asklar çıplaktır.

Basidiospor Basidium denen özel bir oluşumun üstünde dışarıya doğru gelişirler. Basidiumlar genellikle basidiokarp içinde veya üzerinde üretilir. Basidiokarpa örnek şapkalı mantarlar verilebilir. Basidiokarp yoksa bazidiumlar doğrudan somatik hiflerin üzerinde üretilir.

Somatik hiflerin her hücresinde iki çekirdek (dikaryon) bulunur. Bu çekirdekler birleşmeksizin mitoza geçerler. İki çekirdeğin arasına rastlayan kısımda kancaya benzer şekilde hifin kısa bir dalı gelişir (clamp connection).

Çekirdeklerden biri bu kanca kısmına doğru göç eder Çekirdeklerden biri bu kanca kısmına doğru göç eder. Her iki çekirdek de ayrı ayrı ve aynı zamanda bölünür. Bunlardan biri ana hücrede kalır diğeri yavru hücreye geçer. Eski ve yeni hücre arasında bölme (septa) oluşunca yeni dikaryonlu hücre meydana gelmiş olur.

Basidiospor

Bu hücredeki çekirdek çifti birleşir ve basidium denilen terminal hücrede mayozis gerçekleşir ve basidiumun tepesinde dört basidiospor üretilir. Bazı türlerde tekrar mitoz bölünme ile basidiospor zincirleri oluşur. Basidium şekilleri çok değişiktir ve önemli bir taksonomi ölçütüdür.

MANTARLARIN SINIFLANDIRILMASI Alem(Kingdom) : Fungi Şube(Phyla) : Ascomycota Şube(Phyla) : Basidiomycota Şube(Pyhla) : Chytridiomycota Şube(Phyla) : Zygomycota

MANTAR ALEMİNİN SINIFLANDIRILMASINDAKİ EKLER Şube (phyla) -mycota Altşube (subphylum) -mycotina Sınıf (class) -mycetes Altsınıf (subclass) -mycetidae Takım (order) -ales Aile (family) -aceae Cins (genus) ek yok Tür (species) ek yok

ASCOMYCOTA Septalı hifler, Eşeyli çoğalma askus içinde 4-8 askospor ile, Eşeysiz çoğalma konidiyumlar ile, Birçok tür ekonomik olarak önemli

BASIDIOMYCOTA Septalı hifler, Eşeyli üreme basidium organında 4 basidiospor ile

Yenen mantarlar, toksik ve allerjen özellikleri ile önemli.

Cryptococcus neoformans önemli insan patojeni.

CHYTRIDIOMYCOTA Basit, bitki ve su ile ilişkili mantarlar Eşeyli çoğalma oospor ile, Eşeysiz çoğalma sporangiospor ile Protozoaya yakın flajellası var. Bazı türler alglerde parazitdir.

ZIYGOMYCOTA Septasız (coenocytic) hifler, Eşeyli çoğalma zigospor ile, Eşeysiz çoğalma sporangiospor ile, Sporangiosporlar çoğu zaman hareketlidir, Hiflerde septa yaşlandıkça veya seks organları oluştukça gelişebilir, Absidia, Rhizopus, Mucor cinsi mantarlar bu şubede yer alır.

MANTARLARIN KLİNİK SINIFLANDIRILMASI Yüzeyel mantarlar (superficial) Malassezia furfur Kutanöz mantarlar Trichophyton türleri Subkutanöz mantarlar Cladosporium türleri Sistemik mantarlar Histoplasma capsulatum, Candida albicans

Mantar Hastalıkları Alerjik hastalıklar Çiftçi akciğeri Konağın immun yanıtı Partikül büyüklüğü Antijenitesi İnokulum miktarı En sık rastlanan allerjenler Penicillium Aspergillus Alternaria Micropolyspora

Mantar Hastalıkları Metabolitleri ve Toksinleri ile Miçetizm: Mantarların vücuda yerleşmeden oluşturdukları hastalık tablosudur. Besin zehirlenmesi Tahıl ürünlerini enfekte etmesi Alfa adrenerjik blokaja bağlı semptomlar oluşur Mikotoksikoz Toksinli gıdanın yenmesiyle ortaya çıkar Aflatoksin ve benzeri karsinojenler

Toksin oluşumunu etkileyen faktörler Besin maddeleri B Vit fazlalığı, protein azlığı Nem Isı (13-40ºC) Işık pH (3-4.5) Depolama süresi (ilk 4 ayında mikotoksin yapımı artar)

Mantar Hastalıkları Vücuda direkt yerleşerek(yerleştiği yere göre isimlendirilir) Yüzeyel mikozlar Subkütan mikozlar Derin mikozlar Sistemik mikozlar Fırsatçı mikozlar

Tanı Yöntemleri Doğrudan mikroskopi KOH(potasyum hidroksit)%10-30 Dermatofitler Gram boyama Tüm mayalar Çini mürekkebi C.neoformans PAS(periyodik asit-Schiff) B.dermatidis Wright H.capsulatum

Kültür yöntemleri SDA(3 haftaya kadar) Kanlı Sikloheksimitli 25ºC-37ºC Kanlı BOS kültürleri mutlaka anbiyotiksiz ve sikloheksimitsiz besiyerlerine ekilir Otomatik cihazlarla tanı(4 günde)

Serolojik yöntemler İmmun floresan antikor Kompleman birleşme reaksiyonu Aglütinasyon Presipitasyon Latex aglütinasyon ELİSA Polimeraz zincir reaksiyonu

Aşırı duyarlılık reaksiyonları Trikofitin Histoplazmin