Tipik Bir Bakteriyel Hücrenin Elektron Mikroskobik Yapısı

Tipik Bir Bakteriyel Hücrenin Elektron Mikroskobik Yapısı!

Bunlar esas olarak sitoplazma ile çevrili merkezi nükleer maddeden oluşan bir zarf sistemidir.

Protoplastın kütlesinin tamamı sadece bir plazma zarı içinde bulunur.

Bakteriyel hücreler tipik bir prokaryotik yapı gösterir. En dıştaki sümük örtüsünü, orta hücre duvarını ve en içteki plazma zarını kaplayan üç tabaka içine alınır.

[I] Sümük Katmanı, Kapsül, Glikokaliks:

Hücre duvarının dış yüzeyinde bulunan, genellikle polisakkaritlerden (örneğin dekstran, dekstrin, levan) ve veya amino asitlerin polipeptit zincirlerinden oluşan jelatinli bir tabakadır. Bu tabakanın bileşenleri sadece viskoz bir tabaka oluşturan polisakaritler olduğunda, sümük tabakası olarak adlandırılır. Ancak azotlu maddeler (yani amino asitler) polisakaritler ile birlikte de mevcutsa, buna kapsül denir.

Kapsülün üretimi / oluşumu çevresel ve beslenme faktörlerine bağlıdır. Aynı türün çeşitli suşları, birkaç farklı suşa özgü polisakarit kapsülüne sahip olabilir. Farklı bir yapı olan Glikokaliks, bakteri yüzeyinden uzanan karışık bir ince polisakkarit elyafı kütlesidir. Kapsül veya glikokaliks birçok önemli rol oynayabilir.

1. Kalın bir kapsül, hücreyi dehidrasyondan koruyabilir. Bununla birlikte, suda çözünür besinlerin ve atık ürünlerin geçişini engellemez.

2. Kapsül, bazı patojenleri vücudun beyaz kan hücreleri tarafından yutulma ve tahribattan korur, böylece bir organizmanın hastalığa neden olma yeteneğine katkıda bulunur.

3. Kapsülün aksine, glikokaliks, tek bir hücreyi tahribata karşı koruyamaz. Bununla birlikte, bakteri hücrelerinin birbirine yapışmasına yardımcı olabilir, böylece kan hücrelerinin geçmesini zor bulabilecekleri bir bakteri toprağı oluşturur.

4. Glikokaliksin polisakaritleri, bazı bakterilerin yüzeylere yapışmasına izin vermekten sorumludur.

Kürk:

Bazı bakteri türleri, özellikle tatlı su ve deniz ortamlarından gelenler, bir kılıf veya tübül içine alınır. Kılıflar, metabolik aktivitelerinin ürünleri olarak hücrelerin etrafına çökelen ferrik ve manganik oksitler gibi çözünmeyen metal bileşiklerden oluşur. Kılıf, hücrenin hayati bir parçası değildir.

sapları:

Bazı bakteri türleri, hücreden uzanan sap olarak adlandırılan yarı sert bir eklentinin oluşturulmasıyla karakterize edilir. Distal ucunda üretilen yapışkan bir madde yardımıyla hücrenin katı yüzeylere yapışmasını sağlar.

[II] Hücre duvarı:

Bakteriyel hücre duvarı, hemen hücre zarını saran yapıdır. Hücre duvarı, birkaç maddeden oluşan karmaşık bir yapıdır. Hücre çeperinin yapısının sertliği esas olarak sadece prokaryotlarda bulunan bir madde olan peptidoglikandan (ayrıca murein veya muko-peptid olarak da bilinir) kaynaklanmaktadır.

Bu çok büyük polimerler üç çeşit yapı taşından oluşur:

1. N-asetil glukozamin (NAG)

2. N-accetyl muramic ve (NAM) ve

3. L-alanin, D-alanin, D-glutamik asit ve lisin ya da diaminopimelik asit olmak üzere dört ya da beş amino asitten oluşan bir peptid.

NAG ve NAM şekerleri, uzun paralel zincirler oluşturmak üzere değişmektedir. NAM moleküllerine bağlı dört veya beş amino asidin kısa yan zincirleridir. Tek bir peptidoglikan tabakası, amino asit yan zincirlerinden birbirine bağlanmış bitişik şeker zincirlerinin bir ağıdır, böylece tüm hücreyi kaplayan çapraz bağlı bir yapı oluşturur.

Bazı bakteriler birkaç katman peptidoglikan içerebilir. Penisilin ve sefalosporin antibiyotikleri, peptidoglikan sentezine müdahale ederek bakteri hücrelerinde ölüme neden olur. Peptidoglikanlar, diğer iki hücre duvarı bileşeni ile birlikte, diaminopimelik asit ve teikoik asit prokaryotlara özgüdür. Peptidoglikanlar içindeki peptiddeki amino asitlerin D konfigürasyonunda bulunduğuna dikkat etmek önemlidir.

Gram pozitif ve Gram negatif bakteriler hücre duvarı kompozisyonlarında farklılıklar gösterir. Bu bakterilerin boyanma özellikleri, hücre duvarı bileşimine bağlıdır. Bazı suşların antibiyotik direnci de hücre duvarı bileşimine bağlıdır.

[III] Sitoplazmik membran:

Hücre duvarını lipoprotein plazma membranı veya sitoplazmik membran izler. Solüsyondaki kimyasal maddelerin hücre içine ve dışına geçişini kontrol eder. Ayrıca, mineral iyonlarını, şekerleri, amino asitleri, elektronları ve diğer metabolitleri zar boyunca hareket ettirmek için biyokimyasal makineyi sağlar. Sitoplazmik membran, bitki ve hayvan hücrelerinde bulunana benzer bir fosfolipid-protein çift tabakasıdır.

Ancak en büyük fark, prokaryotlarda hiç sterol bulunmamasıdır. Solunum enzimleri (sitokromlar, Krebs siklusu, NADH, vb.), Ökaryotlarda bulunan zarlarla ayrı olarak bağlanmaz: sitoplazmik zarın iç yüzeyi, bu enzimlerin eklenmesi için yerler sağlar.

Hücre zarı, aşağıdakileri içeren birçok fonksiyonun bölgesidir:

1. Moleküllerin hücre içine ve dışına taşınması

2. Hücre dışı enzimlerin salgılanması,

3. Solunum ve fotosentez,

4. Üreme Yönetmeliği ve

5. Hücre duvarı sentezi.

[IV] Sitoplazma ve sitoplazmik kapanımlar:

Bakteriyel sitoplazma, karbonhidrat, protein, lipit, mineral, nükleik asit ve sudan oluşan karmaşık bir karışımdır. Organik materyali glikojen, volutin ve poli-P-hidroksibutirat şeklinde depolar. Bazı fotosentetik ve fotosentetik olmayan bakteriler de sitoplazmalarında kükürt ve demir biriktirir.

Mavi-yeşil algler CO ₂ ve H ₂ O'yu, güneş enerjisi tarafından toplanan, topluca 'fikobilin' (mavi) ve fikoeritin (kırmızı) 'den oluşan fotosentetik pigmentlerin varlığı nedeniyle sağlanan enerji ile kullanabilirler. . Rhodospirillum sp. Gibi fotosentetik bakteriler. ve Chromatium sp. Ototrofik alışkanlıklarını özel bir klorofil, bakteri-klorofil türüne borçludur.

Sıvı kısmı ve depolama partiküllerinin yanı sıra, bakteriyel sitoplazma ayrıca kromatik veya nükleer bir alan ve başka bazı kapanımlar içerir. Bakteriyel hücre, mitokondri, endoplazmik retikulum, centrozome ve Golgi cisimlerinden yoksundur.

1. Nükleer Malzeme:

Bakteriyel bir çekirdeğin karakteristik özelliği, nükleer membran, nükleolus, kromonemata ve nükleer özsuyunun olmamasıdır. Böyle bir çekirdek, nükleoid veya genophore olarak adlandırılır. Elektron mikroskobu altında nükleoidin fibriller olduğu ve bir çift veya tek iplikli DNA'dan oluştuğu görülmektedir. Yaklaşık 5 x ¹⁰⁶ baz çiftine ve yaklaşık 3 x 10 ⁹ moleküler ağırlığa sahiptir.

DNA molekülü yaklaşık 1000 um uzunluğundadır, genellikle halka benzeri bir yapı oluşturur veya bazen hücrenin sitoplazması boyunca dağınık kalır. Escherichia coli'nin nukloidi, DNA'nın 12-82 süper bobinleri ile çevrili merkezi bir RNA çekirdeğine sahiptir. Birkaç protein molekülü de DNA ile ilişkilidir.

Bakteriyel DNA histonlardan yoksundur, dolayısıyla ökaryotik hücrelerin kromozomları ile karşılaştırılamaz.

2. Plazmidler:

Bakteriyel hücreler ayrıca, bakteriyel kromozomlardan bağımsız olan veya içine entegre edilmiş bazı ekstra kromozomal kalıtsal determinantlar içerir. Lederberg (1952), bu gibi ekstra kromozomal kalıtsal determinantlar için plazmitler terimini kullandı. Plazmidler sadece gerekli olmayan genleri taşır ve bakterilerin canlılığı ve büyümesinde hiçbir rolü yoktur. Bu nedenle onlar da dağıtılabilir özerk unsurlar olarak tanımlanmaktadır.

Plazmidler, 1 Kb (Kilobase-1000 baz) ila 200 Kb'den daha büyük olan çift iplikli, kapalı dairesel DNA molekülleridir. Genellikle plazmid kaynaklı genler, belirli koşullar altında bakteriyel konakçı için avantaj sağlayan enzimleri kodlar.

Farklı plazmidlerin sağladığı fenotipler arasında:

a. antibiyotiklere direnç

b. antibiyotik üretimi

c. kompleks organik bileşiklerin bozunması

d. kolikin üretimi

e. enterotoksin üretimi.

f. kısıtlama ve modifikasyon enzimlerinin üretimi

Doğal koşullar altında, birçok plazmit, konjugasyona benzer bir işlemle yeni konakçılara iletilir. Çoğunlukla, plazmid DNA'nın replikasyonu, bakteriyel kromozomu çoğaltmak için kullanılan aynı enzim kümesi tarafından gerçekleştirilir. Bazı plazmitler 'sıkı kontrol' altındadır, yani kopyalanmaları konakçıya bağlanır, yani plazmidin sadece bir veya en fazla birkaç kopyası her bakteri hücresinde bulunur.

Öte yandan, 'rahat kontrol' altındaki plazmidler, 10-200 kopya sayısına sahiptir ve bu, konakçı protein sentezi durdurulursa hücre başına birkaç bine çıkarılabilir. Protein sentezinin yokluğunda, gevşemiş plazmid replikasyonu devam ederken, kromozomal DNA ve 'katı' plazmitlerin replikasyonu durur.

3. Ribozomlar:

Sitoplazmada dağılmış, RNA'dan oluşan sayısız ribozom vardır. Bu parçacıklar, protein sentezi için yerlerdir ve 'polibozomlar' veya 'polisomlar' olarak adlandırılan gruplar halinde bulunur ve büyük ve küçük alt birimlerden oluşur. Bakteriyel ribozomlar, 70 S tipindedir ve iki alt birimden oluşur.

Daha büyük alt birimin sedimantasyon sabiti, 50 S'dir ve daha küçük birimin 30 S'dir. Birincisi, iki RNA ve 35 amino asit molekülüne ve ikincisi bir RNA ve 21 farklı amino asit molekülüne sahiptir.

4. Mezozomlar:

Bunlar sitoplazmik membranın kompleks lokalize infüzyonlarıdır. Bir hücrede 2-4 mezozom olabilir ve bu sayı genellikle nitrifikasyon bakterileri gibi yüksek solunum aktivitesi gösteren bakterilerde daha yüksektir.

Sıklıkla, zarın hücre bölünmesinden önce istila etmeye başladığı bir noktada ortaya çıktığı ve 'nükleer' bölgeye bağlandıkları tespit edilir. Mezozomların hücre duvarı sentezinde ve nükleer maddenin bölünmesinde işlev gördüğüne inanılmaktadır.

[V] Flagella:

Bakteriyel flagellum, hücre zarfında ortaya çıkan ve hücre yüzeyinin ötesine uzanan uzun, filamentli bir kırbaç benzeri protoplazmik eklentidir. Bakteriyel flagellanın yapısı ve bileşimi, ökaryotik flagellandan tamamen farklıdır. Mikrotüpler içeren "9 + 2" tübülin düzenlemesi yerine, flagellin adı verilen tek bir küresel protein filamenti vardır.

Mikrotübül içermeyen çıplak bir protein yapısıdır. Flagella, bakteriyel hücrelerin hareketinden sorumludur ve kemotakside yer alır ve bir bakterinin duyu organı olarak çalışır. Flagellumun uzunluğu 10 - 20 um arasında değişmektedir ve yaklaşık 0.2 | im kalınlığındadır. Bir flagellum üç bölümden oluşur.

(a) Bazal yapı veya Bazal granülü

(b) Kanca benzeri yapı ve

(c) Filament

Tüm bakteriler atriköz bakterilerde olduğu gibi flagellaya sahip değildir (örneğin Pasteurella, Lactobacillus). Bakteriyel flagella katıdır ve ileri geri kırbaçlama yapmaz. Bunun yerine, bir teknenin pervanesine çok benziyorlar.

[VI] Pili (Tekil-pilus):

Ayrıca fimbria (tekil fimbria) olarak da bilinir, bunlar yalnızca elektron mikrografında görülebilir. Flagella'dan daha sayılırlar. Bunlar, organizmanın hareketliliği ile ilgili olmayan küçük, düz, ince filamentli eklentilerdir. Merkezi bir çekirdek etrafına sarmal şekilde yerleştirilmiş pilin adı verilen bir proteinden oluşur. Bilinen işlevleri arasında şunlar bulunur:

1. F. pilus (sex pilus) adı verilen özel pilus, bakteri çiftleşmesi sırasında genetik materyalin giriş noktası olarak görev yapar (konjugasyon)

2. Çeşitli yüzeylere bağlanma aracı olarak servis yapın, yani bakterileri hayvanların ve bitkilerin besin elde edebileceği hücre yüzeylerine bağlayarak enfeksiyon oluşumuna katkıda bulunur.

Mycoplazma:

Mikoplazmalar, ilk önce Pasteur (1843) tarafından keşfedilen ve pleuropnömoninin sığır etkenlerine neden olan etken maddeyi inceleyen bir hücre duvarı olmayan bilinen en küçük aerobik prokaryotlardır. PPLO (plöropnömoni benzeri organizmalar) olarak adlandırıldılar. 1898'de Nocard ve Roux, bu mikroorganizmaların saf kültürlerini serum içeren ortamlarda elde etmede başarılı oldular.

Mikoplazmalar, organik madde bakımından zengin doku kültürlerinde sık görülen kirletici maddelerdir. Sıcak su kaynaklarında da bulunurlar. Toprakta, atık suda ve farklı yüzeylerde ve insanlarda, hayvanlarda ve bitkilerde bulunurlar.

Bu plöromorfik mikroorganizmalar, Borrel ve ark. Tarafından Asterococcus mycoides olarak adlandırılmıştır. (1910). Nowak (1929), bu organizmayı Mycoplasmatales mertebesinde Mollicutes sınıfına ait olan Mycoplasma cinsine yerleştirmiştir. Mycoplasma hücre içermeyen ortamlarda yetiştirilebilir.

Mikoplazmaların Yapısı:

Gerçek bir hücre duvarının yokluğu bu organizmaları oldukça plastik hale getirir ve kolayca deforme olabilir, dolayısıyla mikoplazmalar düzensizdir ve değişkendir. Hücreler kokoid, granül, armut biçimli, küme benzeri, halka benzeri veya filamentli olabilir.

Bu organizmalar 7.5-10 um kalınlığında bir birim lipo-protein sitoplazmik membran ile kaplanmıştır. Sitoplazma, ribozomlar ve nükleoplazma benzeri bir yapı içerir. Genetik materyal hem DNA hem de RNA'dan oluşsa da, genellikle diğer prokaryotlarda meydana gelen yarıdan daha azdır ve belki de hücresel organizma için gereken en düşük sınırdır. DNA miktarı yüzde 4'e, RNA ise yüzde 8'e kadar. DNA'daki G + C içeriği yüzde 23 ila 40 arasında değişmektedir.

PPLO hücreleri, DNA replikasyonunda, protein sentezinde yer alan transkripsiyon ve translasyonda ve ATP'nin anaerobik olarak şekerden üretilmesinde faydalı birçok enzime sahiptir.