MİKROORGANİZMALARIN morfolojileri ve HÜCRE YAPILARI

... konulu sunumlar: "MİKROORGANİZMALARIN morfolojileri ve HÜCRE YAPILARI"— Sunum transkripti:

1 MİKROORGANİZMALARIN morfolojileri ve HÜCRE YAPILARI
Genel Mikrobiyoloji MİKROORGANİZMALARIN morfolojileri ve HÜCRE YAPILARI

2 MİKROORGANİZMALARIN MORFOLOJİLERİ

3 Hücre Şekilleri Mikroorganizma boyutları mikrometre ile ölçülebilir
Bakterilerin çoğu µm çapındadır Kok çapı 0.5 µm Maya ve ptrotozoa büyüklükleri 10 µm nin altındadır Geniş yüzey alanın asahip olmaalrı bazen yüksek düzeyde madde değişimine neden olur. Ör; 500 kg ağırlığında bir sığı 24 saatte 0.5 kg protein oluştururken kg maya hücresi aynı süre ve koşullarda 50 tondan fazla protein oluşturabilir

4 1-Yuvarlak şekilde (kok)
Hücre Şekilleri 1-Yuvarlak şekilde (kok) - Monokok -Diplokok (diplococcus) -Streptokok (streptococcus) -Stafilokok (staphylococcus) - Tetrad -sarsina

5 Cocci in pair – Diplococcus
Tetrad – groups of four Cocci in chain - Streptococci Sarcina – groups of eight Cocci in cluster - Staphylococci

6 Staphylococcus aureus
Diplococcus Micrococcus Sarcinia Streptococcus

7 2-Çomak şekilde (basil)
Kokobasil Fuziform basil Çomak şeklinde (Bacillus, Difteri basili) Streptobasil

8 3-Sarmal şekilde (Spiral)
-Spiroketler Treponema Borelia Leptospira -Spiriller (Vibrio)

9 MİKROORGANİZMALARIN HÜCRE YAPILARI

10

11 (b) A thin section through the bacterium Bacillus coagulans (TEM)
Pili: attachment structures on the surface of some prokaryotes Nucleoid: region where the cell’s DNA is located (not enclosed by a membrane) Ribosomes: organelles that synthesize proteins Plasma membrane: membrane enclosing the cytoplasm Cell wall: rigid structure outside the plasma membrane Capsule: jelly-like outer coating of many prokaryotes Flagella: locomotion organelles of some bacteria (a) A typical rod-shaped bacterium 0.5 µm Bacterial chromosome

12 Prokaryot Ökaryot

13 Prokaryotların genel özellikleri:
Nukleusları yoktur Kromozomları hücre içindedir. Nükleik asitleri çembersel yapıdadır. Nükleik asit sentezi belli bir dönemde değil, devamlıdır. Endoplazmik retikulumları ve Golgi yoktur Ribozomlarının çökme hızı 70 s dir. Bazı türleri sil, flagella yapıları gösterir.

14 PROKARYOTLARDA HÜCRE YAPISI

15 Bakteri yapısı Tüm hücreler 3 ana bileşenden oluşur: Ayrıca;
DNA (‘nucleoid”) Genetik şifre Sitoplazmik membran Hücre içine geçişi denetler DNA ve membran arasındaki sitoplazma Metabolik reaksiyonlar gerçekleşir Özellikle ribozomlarda protein sentezi Ayrıca; Hücre duvarı Osmotik basınca dirençlidir flagella hareket pili tutunma kapsül Koruma ve biyofilm

16

17 Sitoplazma Saydam, hafif yapışkan, homojen kolloidal yapıdadır
Çeşitli granüller içerir (Bakteri yaşlandıkça çoğalır) Bazı granüllerde yüksek enerjili fosfat bağları (ATP) ile enerji depolanır Endoplazmik retikulum ve golgi cihazı yoktur Çok sayıda ribozom içerir (RNA nın %80’i buradadır) DNA dan ayrı çoğalabilen plazmidler içerir (direnç ve toksin genleri)

18 Genetik materyali Belirli zarla çevrili çekirdek yoktur, ancak genetik materyal; Bakterinin orta kısmına yakın yerdedir Tek bir kromozomdan oluşur Yumak şeklinde DNA içerir Mutasyon dışında tür ve tipler korunarak bölünür Plazmit; ekstrakromozomal element

19 HÜCRE ZARI Akıcı mozaik zar modeli Seçigi geçirgen bariyer
Fosfolipid ve proteinden oluşur İçe doğru kıvrılarak Mezozom’u oluşturur Mezozom, bakteri kromozomuna yapışıktır ve bölünme bu noktadan başlar. Akıcı mozaik zar modeli Seçigi geçirgen bariyer Membran güçlendirici ajanlar Ökaryotlarda sterol Bakterilerde hopanoidler Archaea ökarya ve bakterilerden daha farklı yapıda lipit içerirler

20 Bakteri ve ökaryotlarda
Arkede; Dallanmış uzun fitanil (izopren) zincirler eter bağları L-gliserol Monolayer Bakteri ve ökaryotlarda Düz yağ asidi zincirler, ester bağları D-gliserol Bilayer

21 Bakterilerde hücre zarı

22 Bakterilerde hücre zarı

23 Hücre Zarı Selektif olarak geçirgendir Solunum enzimleri içerir
Hidrolitik enzimler içerir Mezozomda DNA için gerekli protein ve enzimleri içerir Reseptörler vardır.

24 Membrandan geçiş Pasif taşıma Difüzyon/osmoz Aktif taşıma
Kolaylaştırılmış difüzyon Aktif taşıma

25 Hücre Duvarı Sitoplazma membranı ile kapsül arasında bulunur
Bakteriye şeklini verir ve onu iç basınçtan korur Gram boyama yöntemi ile Gram pozitif (Gr +) ve Gram negatif (Gr -) olmak üzere ikiye ayrılır.

26 Hücre duvarı Peptidoglikan
Bakteride hücre duvarının en büyük bileşenidir ve polisakkarit yapıdadır Arke hücre duvarları peptidoglikan içermez Yapısı: Polisakkarit zincirleri (glikan) aminoasit peptit zincirleri ile çapraz bağlanır. İki altbirim vardır: N-Asetilglukozamin (G) ve N-Asetilmuramik asit (M)

27 Gram Pozitif Hücre duvarı
Kalın peptidoglikan tabakası Teikoik asit Lipoteikoik asit

28 Gram pozitif bakteri duvarı;
Bol miktarda teikoik asit ve teykuronik asitler vardır. Az miktarda lipopolisakaritleri bulunur. Teikoik asitler : Hücre duvarının major antijenleridir Türlere göre değişiklik gösterebilir Magnezyum (Mg) iyonlarının hücre içine alınmasında rol oy nar.

29 Gram Negatif hücre duvarı
Dış zar LPS-lipopolisakkarit (Endotoksin) Porinler Periplasm Gram Negatif hücre duvarı

30 Gram (–) bakteri duvarı
Tek bir mürein tabakasından oluşur (Gram +lerde 50) Oldukça ince ve teikoik asit içermez. Dış membranla kuşatılmıştır. Dış membranda; Proteinler; Nonspesifik porları oluşturur Çeşitli antijenler (faj, sex pilusları vs)için reseptördür Lipopolisakkaritler (Lipid A) Endotoksik etkiden sorumludur Polisakkaridler Major yüzey antijenidir (O antijeni) Fosfolipitler Lipoproteinler bulunur

31 Mycoplasma sp. Cyanobacteria en küçük bakteri hücre duvarı yok
plazma membranlarında steroller mevcut Cyanobacteria peptidoglikan yapıda hücre duvarı Gram negatif bakterilere yakın duvar yapısında

32 Bakterilerin L Formları
Bakterilerin, hücre duvarını kaybetmiş ancak bölünebilen ve üreyebilen şekillerine L formu denir. Hücre duvarı, lizozim veya peptidoglikan sentezini bloke eden antibiyotiklerle (penisilin) ortadan kaldırılabilir. Bu durumda bakterinin yaşaması için uygun osmotik basınç olmalıdır.

33 Bakterilerin L Formları
Protoplast : Hücre duvarını kaybetmiş Gr (+) bakteri Sferoplast : Hücre duvarını kaybetmiş Gr (-) bakteri Gram (-) bakterilerde hücre duvarı tamamen parçalanmaz) Olumsuz etki kalktığında normal hale dönebilir Birçok L formları stabildir Bazı bakteriler spontan olarak L formuna dönüşebilir. L formuna dönüşebilen bakteriler; Vücutta saklanarak kronik infeksiyonlara neden olabilir Bazı antibiyotiklere dirençlidir.

34 Ribozomlar ve Mesozomlar
protein sentezi çok sayıda (Escherichia coli’de 6000 adet) Mesozomlar kromozomal replikasyon hücre bölünmesi metabolizma

35 Vakuoller Depo vakuolleri Gaz vakuolleri
Sitoplazma tarafından ayrıştırılan organik ve inorganik maddelerin toplaandığı yer Yaşlı hücrelerde sayı ve hacmi büyük, genç hücrelerde bulunmaz Gaz vakuolleri Hücrelerin yeterli miktarda oksijen, ışık, besin maddesine ulaşabilecekleri derinliklere yüzebilmelerini sağlar suda yaşayan prokaryotlar, siyanobakteriler, fototrofik bakteriler ve halobakterilerde bulunur

36 Sitoplazma içi diğer organeller
Lamel paketleri: Tilakoid

37 Endosporlar Tüm yaşam formlarının en güçlüsüdür
Uygun olmayan çevre koşullarından kaçış Germinasyon: spor durumundan vejetatif duruma geçiş üreme şekli değil

38

39 Endospor Metabolik olarak inaktif Işığı kırar
Renk maddelerini geçirmez Neslin korunmasını sağlar, çoğalma şekli değildir Yüksek derecede suyunu kaybetmiş bir endospor; DNA, çok az miktarda RNA, ribozomlar, enzimler ve birkaç önemli küçük molekül içerir Sporulasyon süresi yaklaık 8 saat ve 200 den fazla gen aktivitesi sonucunda oluşur Olumsuz çevre faktörleri tetikler (besin azlığı, radyasyon, susuzluk, toksik maddeler vb)

40 HÜCRE DIŞI YAPILAR Glikokaliks (yumuşak salya veya sert kapsül şeklinde) Flagella Aksiyal filamentler Pili (fimbria)

41 Kapsül Hücre duvarını düzgün olarak çevrelemişse KAPSÜL, gelişigüzel çevrelemiş ve salgı yapıyorsa SALYA adını alır Polisakkarit yapıda yapışkan bir tabakadır. % oranında su içerir. Bakterinin yaşaması için mutlak gerekli değildir. Ancak patojen bakterilerin toksik etkisini artırır Genetik mutasyon ve çevre etkisiyle kaybolabilir. Patojenleri ayırt etmede öenmlidir Kapsül; Virülansla ilgilidir Mikroorganizmayı fagositozdan korur.

42 Salya; bakterini doğal çevresinde yüzeye yapışmasını sağlar
Dekstran yapıdaki salya kan plazması ilavesi olarak tedavide kullanılmaktadır.

43

44 Flagella (Kirpik, Kamçı)
Hareket organelidir. Genellikle basillerde ve spiral şekilli bakterilerde bulunur. Bulunduğu yere göre isimlendirilir: Monotrichia : Tek, polar flagella (V.cholerae) Lophotrichia : Polar, püskül biçimde (Spirillum serpens) Amphitrichia : İki uçta tek veya püskül (Spirillum minus) Peritirichia : Etrafı çevrili (P.vulgaris, S.typhi, Cl.tetani) Atrichia : Flagellası yok (Klebsiella, Staphylococ)

45 Flagella

46 Taksis Fototaksi: ışığa yönelim
Kemotaksi: rastlantısal hareket, bakterinin yakınındaki madde boyunca hareketi Aerotaksi: oksijene doğru hareket Ozmotaksi: bakterinin yüksek iyon gücüne karşı hareketi

47 Fototaksis: Tüm bir bakteri kolonisinin ışığa doğru yönelimi

48 Piluslar (Fimbria) Protein yapısında kısa iplikçiklerdir.
Hareketle ilgisi yoktur. Özellikle Gr (-) bakterilerde bulunur. Sitoplazmadaki bazal cisimcikten köken alır Konak hücreye bağlanmayı sağlar (virülans için önemli) Çeşitli türleri vardır (Örn: seks pilusları genetik madde aktarımında rol oynar)

49

50 Fimbriae ve Pili

51 İnklüzyon/Depo badileri(granüller)
Enerji moleküllerinin depolama fonksiyonu ya da yapısal blokların rezervuarı olarak işlev görürler

52 Polisakkaritler Polifosfatlar
Mantarlarda ve birçok bakteride; glikojen alglerde ve bazı bakterilerde; nişasta Polifosfatlar Volutin tanecikler-Metakromatik granüller (inorganik fosfat rezervleri)

53 Yağ ve benzeri maddeler: PHB (poly-B-hidroksibütirik asit)
Bir karbon/enerji depo polimeri mum ve triglisertler de diğer depo maddeleridir

54 Sülfür Granülleri

55 Magnetozomlar Demir oksit kristalleri: bakterinin manyetik alana tepki vermesini sağlar

56 Gaz vezikülleri Küçük gaz dolu protein yapıları;
Cyanobacteria “bloom” göl yüzeyinde EM of gas vesicles 

57 Ökaryot mikroorganizmalar
Gerçek nukleusları ve nukleolusları vardır Nukleuslarında kromozomları vardır Nükleik asit sentezi belirli bir dönemde yapılır Nukleus zarı vardır Endoplazmik retikulumları vardır Ribozomlarının çökme hızı 80 s dir. Sitoplazmalarında mitokondri, mikrotübül, mikroflamentler, siller, flagella bulunur.

58

59 Ökaryot mikroorganizmalar- SİTOPLAZMA
Prokaryotlardakine göre daha basittir Değişik polisakkaritlerden oluşur Alglerde; çoğunda selüloz yapıda Bazı mantarlarda selüloz içerikli, çoğunluğunda polisakkarit ve kitin ünitelerinden oluşmakta Mayalarda; glukan ve mannan polisakkaritleri bulunmakta Hücre duvarı bulunmayan ökaryotlarda aynı görevi plazma membranı üstlenir Pelikül: cıvık mantar ve amip benzeri protozoonlarda plazma membranının dış kısmındaki kılıf, örtü Hücre duvarı geçirgendir (suda çözünmüş tuzlar, küçük moleküllü maddeler, su).

60 Ökartotik hücreler-Sitoplazma membranı
Kimyasal bileşimi; lipitler, proteinler ve karbonhidratlar, steroller (kompleks lipit) Lipitler: fosfolipit Yarı geçirgen, seçici geçirgen özellikte

61 Ökartotik hücreler-sitoplazma
Mitokondri Golgi cisimciği Ribozomlar Endoplazmik retikulum Hücre iskeleti; mikrofilamentler, mikrotüpler Sitoplazmik akış

62 Mitokondri Çift katlı zar Dış membran düzgün yüzeyli ve geçirgen
(protein ve fosfolipit) Dış membran düzgün yüzeyli ve geçirgen İç membran katlanmaları Krista Kristaların iç kısmında Enzimler ve taşıyıcı proteinler (solunum ve ATP üretimi Matriks: Mitokondrinin merkezinde iç membranla kuşatılmış alan (Sitrat döngüsü enzimleri bulunur)

63 Mitokondri Mitokondri DNA sı 70 S ribozom Sayıları değişken (1-100)
Şekil ve büyüklük Değişken Hareketli Birleşme ve bölünme yeteneği

64 Endoplazmik Retikulum
Birbirine paralel iki membrandan meydana gelir Lamel, tüp veya küresel şekilli Sitoplazmayı kanallar ağı gibi sarar Proteinler asıl yapıtaşlarıdır Kimyasal tepkimeler için yüzey alanı oluşturur Hücre içindeki moleküllerin taşına yolu Sentezlenen moleküller için depo alanı

65 Ribozomlar Sitoplazada serbest halde veya ER
Ye tutunmuş olarak bulunurlar Protein sentezinde görev yapar Oldukça küçük , yoğun ve küre şeklinde 80 S S: Svedberg birimi (1S=10-13 saniye, ultrahızdaki santrifüjde santrifüjleme sonrasındaki nispi sedimantasyon hızı) Asıl yapı maddeleri RNA ve protein Çekirdek DNAsında oluşur, orada depolanır veya sitoplazmaya geçer 5-6 ribozomdan oluşan demet: polizom

66 Golgi Organeli (diktiyozom)
4-8 adet yassı disklerden (sisterna) oluşur Sisternaların uç kısımlarında Küresel şekilli veziküler Çekirdek yaınındaki golgi ER ile birleşebilir Hücre tarafından sentezlenen protein, lipit, karbonhidratları depolar ve saklar Glikoproteinler senetezlenir ve veziküllerde saklanır

67 Lizozomlar Tek zarla çevrili Molekülleri parçalayacak enzimlere sahip
Golgi orgnelinden şekillenmiş Bir membranla çevrilmiş küre görünümünde

68 Sentrozom ve sentrioller
Ökaryotlara özgüdür Çekirdeğe yakın konumda bulunurlar Her sentrozom iki sentriolden oluşur Ökaryotik hücre bölünmesinde rol oynarlar Sentrioller karşı utuplara doğru hareket ederken ışınsı iplikleri uzatarak protein yapısında bir iğ şeklini alırlar Bu iplikçikler bölünen kromozomları kutuplara çeker

69 Kloroplastlar Algler ve yeşil bitkilerde bulunur Çift zar yapısında
Dış membran geçirgen, iç membran daha az geçirgen 70S ribozomlar, tilakoidler ve yağ damlacıklarını barındırır Klorofil pigmenti, fotosentez enzimi, DNA ve RNA sentezinde fonksiyonel enzimleri, Calvin döngüsünün anahtar enzimi Ribüloz 1,5 bifosfat dekarboksilaz enzimini içerir Klorofil pigmentleri tilakoidlerin içinde bulunur Tilakoidler geçirgen değildir

70 Kloroplastlar Hücre bölünmesi sırasında çoğalır
Işık enerjisini kimyasal enerjiye çevirir

71 Çekirdek Çift zarla çevrilidir: Dış zar ER ile bağlantılı
İç zar nükleoplazma ile ilişkili Merkezinde çekirdekçik bulunur Kromatinler, rRNA sentez merkezleri nükleoplazmada yer alır DNA; histon ve histon olmayan proteinlerle ilişkilidir

72 Flagella (kamçı) ve Silya
Hareket organelleri Kısa olan sil (Paramecium) Uzun olan kamçı (Euglena) Mikrotübüllerden meydana gelirler

73 Vakuoller (Kofullar) Boşluk şeklindedirler
Sitoplazma zarına benzer bir zarla çevrili İçinde inorganik tuzlar, organik maddeler, asit özellikteki eriyiklerle doludur Metabolizma ürünleri için depo görevi yapar Sayıları ve hacimleri hücre yaşlandıkça artar

74 Prokaryotlar&ökaryotlar
Farklılıklar Prokaryotlar DNA zarla çevrili değildir Membrana bağlı organelleri bulunmaz DNA ile alakalı histon proteileri bulunmaz Kompleks hücre duvarları bulunur Binary fizyon ile bölünürler Ökaryotlar Nukleuslu DNA vardır Membran-bağlı organelleri vardır Histon proteinleri bulunur Hücre duvarları yoktur ya da basit yapıdadır Mitozla bölünürler

75 Sitoskeleton ve akışkan değil
Özellikler Ökaryotik Prokaryotik Çekirdek zarı + - Mitoz bölünme Kromozom Biden çok, histonlu 1 adet, histonsuz Mitokondri - (mesozom) Golgi organeli ER Kloroplast Hücre duvarı Polisakkarit Peptidoglikan Sitoplazma zarı Sterol var Sterol yok Sitoplazma Sitoskeleton, akışkan Sitoskeleton ve akışkan değil Flagella Mikroskobik, kompleks Submikroskobik, basit Glikokaliks Mesozom ve plazmit Ribozom 80S 70S Vakuol Tipik Atipik Eşeyli üreme Düzenli, Mayoz Düzensiz, mayoz yok