Arkeler 9. Sınıf

ARKELER

Onlar bakterilerle birlikte dünyamızın en eski sahipleridir Yaşam sahnesine yaklaşık üç buçuk milyar yıl önce çıktıkları tahmin edilmektedir Bunlar en eski ve en ilkel organizma olarak bilinir Fakat bilim adamları onların farkına ancak otuz yıl önce varabildi

Bugün bu organizmalara arkeler denilmekte fakat ilk keşfedildikleri 1970’li yıllarda arke bakteriler (eski bakteriler) olarak tanımlanmışlardır Çünkü bu canlıların doğadan yalıtılan ilk örneklerinin yaşadıkları ortamlar oksijensiz, bol kükürtlü ve sıcaklığın yüksek olduğu yerlerdi Bunlar, dünyamızda yaşamın da başladığı kabul edilen ilk zamanlardaki yeryüzü koşullarına benziyordu Ayrıca bu mikroorganizmalar ,bakteriler gibi prokaryottu(çekirdek zarı içermeyen tek hücreli canlı) ve onlarla aynı ortamlarda yaşıyordu Bu nedenle bunlara arke bakteriler, bakterilere de öbakteriler yani “gerçek bakteriler adı verilmişti

Fakat bir süre sonra , moleküler biyoloji tekniklerine dayalı moleküler sınıflandırma araştırmalarından elde edilen bulguların artmasıyla, arkelerin bir tür bakteri olmayıp onlardan farklı bir prokaryot grubu olduğu anlaşıldı Hatta bu bulgular, arkelerin bakterilere olan yakınlıklarının bu organizmaların insan ya da meşe ağacına olan yakınlıklarından daha fazla olmadığını gösteriyordu Moleküler biyoloji devrimi, insanlığa ve bilim dünyasına bu kez yeni ve büyük canlı grubunu armağan ediyordu

Arkelerin bulunması , bilim adamlarının doğaya bakışında önemli değişikliklerin meydana gelmesine yol açtı Bu etki her geçen gün artarak devam etmektedir Yaşadıkları olağan dışı ortamlar diğer hiçbir canlıda görülmeyen genetik ve metabolik özellikleri , canlılığın kökeni ve biyolojik evrim konusunda sunduğu bilgiler, yüksek organizasyonlu canlılara(ökaryotlar) olan benzerlikleri , biyoteknolojik önemleri vb özellikleriyle arkeler, insanlığın ilgi odağına girmeye başladı

Arkelerin keşfi, bilim dünyasındaki ilk etkisini, canlıların sınıflandırılması ve gerçek bir soy ağacının oluşturulmasında göstermiş bulunuyor Bu konular, özellikle biyolojik evrimle yakından ilgili olduğu için çok önemlidir Antik çağın büyük doğa bilgini Aristoteles ‘ten beri , canlıların sınıflandırılmasında sorunlar yaşanmaktaydı Bunun nedeni, sınıflandırılmada kullanılan ölçütlerin kimi zaman canlılar arasındaki gerçek evrimsel bağların yani akrabalık ilişkilerinin ortaya çıkmasında yardımcı olmamasıdır Yani kim kimden önce evrimleşti, hangi canlı hangi başka canlıyla ortak atayı paylaşıyordu Bu durum birçok noktada belirsizlik taşıyordu Gözle görünür özelliklere dayanan sınıflandırma, özellikle yüz binlerce tür içeren mikroskobik canlılarda pek yararlı olmamaktaydı

Bu nedenle 20 yüzyılın ortalarına dek mikroorganizmalar, sınıflandırma güçlüğü olan basit bitki hayvan alt grupları olarak kabul ediliyordu

Araştırmacılar 1960’lı yıllardan başlayarak canlıların sınıflandırmasında protein, deoksiribonükleik asit ve rübonükleik asit moleküllerini kullanmaya başladı Çünkü, ortak bir atadan evrimleştikleri için tüm canlılar ortak bir moleküler kalıtı paylaşmaktadır Milyarlarca yıldır süre gelen evrimleşme süreci içerisinde bu moleküllerin yapısında birçok kalıcı değişime(mutasyon) meydana geldi ve hala meydana gelmektedir Fakat bu moleküller her canlıda farklı bir çünkü yaşadıkları için, geçirdikleri değişimin boyutu da farklı oluyor Doğal olarak, birbirlerine daha yakın (akraba) canlıların molekülleri arasındaki fark daha az, uzak olanlarında ise fazladır Bu durumu insanlardan bir örnek vererek açıklamak vererek açıklamak gerekirse, bir bireyin sahip olduğu büyük ve küçük kan grupları en fazla ana, baba ve kardeşlerine benzemekte de, diğer insanlarla olan benzerlik ise, akrabalık derecesine bağlı olarak azalmaktadır

Bu gelişmeler dayalı olarak Carl Woese ve George Fox 1977 yılında yayınladıkları bir makale ile, canlıları hücrelerinde protein sentez fabrikaları olarak iş gören ribozomların bileşiminde yer alan ribozomal RNA moleküllerinin nükleotid dizilerinin karşılaştırılması sonucu, dünyamızdaki tüm canlıların üç büyük üst alem içinde yer aldığını açıkladılar Günümüzdeki şekli ile bunlar:

1 Bakteriler(bacteria)

2 Metanojen(metan gazı üreten), Hiperhalofil (çok tuzcul) ve Hipertermofilleri (çok sıcak sever) içeren arkeler(archaea)

3 Ökaryotlar

Görüldüğü gibi ,arkelerle yapılan moleküler sistematik araştırmalar genişleyerek, tüm canlılar arasındaki gerçek evrimsel ilişkilerin ortaya çıkmasını sağlamış bulunuyor

Bakteriler, tek hücreli prokaryotik mikroorganizmalardır Büyüklükleri 01 -

10 µm arasında değişir 3500 milyon yıldan daha uzun bir süredir dünyada var

oldukları bilinmektedir Hava, toprak, su ile canlı dokularında yaşarlar ve

biyolojik olarak hayatın devam etmesi için çok önemlidirler Siyanobakteriler

(cyanobacteria) fotosentez yapabilirler ve dünyada bilinen ilk yaşam formunu

oluşturmuşlardır [1] Bazı bakteri türleri hastalıklara neden olabilirler

Bakteri kelimesi Yunanca bakteria 'çubuk, kamış' kökünden gelir Bunun nedeni

bulunan ilk bakteri türlerinin çubuk şeklinde olmalarıdır [2]

Bakterilerin türlerinini bilimsel isimleri iki kelimeden oluşur İlk kelime

türün ait olduğu cinsin ismidir İkinci kelime ise, türünü tanımlar

Her gün yeni bir bakteri türü keşfedilirken, bilinen bakterilerin

sınıflandırılması gittikçe zorlaşmaktadır Bakterilerin taksonomik tasnifi

konusu fazlasıyla ihtilaflıdır Yine de Woese tarafından 1977'de yapılan ve 16S

RNA dizilimini temel alan sistematiğe göre, bakterilerden oluşan prokaryotlar

iki ana gruba ayrılır : Arkeabakteriler (Archaebacteria) ve Öbakteriler

(Eubacteria)'dir 1990'da gelen yeni yapılanma ile bu grupların adları Arkeler

(Archaea) ve Bakteriler (Bacteria) olarak değişmiş, kalan canlılara da

Ökaryotlar (Eukaryota) olarak adlandırılmaya devam etmiştir Tüm canlıların bu

üç üst aleme ayrıldığı yaygın kabul görmektedir

Bakterilerin sınıflandırılması

Bakteriler, şekilleri, kamçı durumları, beslenmeleri ve boyanmaları gibi

çeşitli özelliklerine göre gruplandırılabilirler

Şekillerine göre

Çubuk şeklinde olanlar (Bacillus)

Çubuk biçimdeki bakteriler silindirik veya buna yakın bir görünüme sahip olduklarından boyları enlerinden daha uzundur Ancak, bu formları cins ve türlere göre değişebileceği gibi, aynı tür mikroorganizma kültürünün çeşitli üreme fazlarında da farklılıklar meydana gelebilir Örn, E coli 'nin logaritmik üreme döneminde, genellikle, morfolojik yönden bir örneklik fazla görülmesine karşın, üremenin durma veya mikroorganizmaların ölme döneminde flamentöz formlara ve/veya değişik bireysel şekillere (involusyon formları) rastlamak mümkündür Besi yerinin bileşiminin ve diğer çevresel koşulların da bakterilerin morfolojilleri üzerine etkileri vardır

Yuvarlak olanlar (Coccus)

Bunlar, çomak veya spiral formda olanlara oranla, morfolojik olarak, cins veya tür içinde daha fazla homojenite gösterirler Çapları, ortalama, 08-10 mikrometre (µm) arasında değişmesine karşın, daha küçük (04-08 mm) veya daha büyük (12-20 µm) olanları da bulunmaktadır Genel bir kaide olmamakla beraber, hastalık oluşturan türlerin çapları 08-15 µm arasında yer almaktadır Koklar, her ne kadar, yuvarlak biçimlerde olmalarına karşın bazı türlerde morfolojik değişikliklere rastlanılmaktadır

Coccus bakterileri kendi aralarında gruplara ayrılırlar:

•Monokok Bakteriler (Coccus): Grup halinde olmayan coccus bakterilerini içerir

•Diplokok Bakteriler (Diplococci): İki coccus bakterisinin oluşturduğu grupları içerir Örnek olarak bel soğukluğu hastalığına neden olan Neisseria gonorrhoeae türünü verebiliriz

•Stafilakok Bakteriler (Staphylococci): Coccus bakterilerinin üzüm salkımı şeklinde dizilmeleri sonucu oluşan grupları içerir Bu bakteriler parmakta dolama, göz kapağı iltihaplanması gibi hastalıklara sebebiyet verirler

•Streptekok Bakteriler (Streptococci): Tıpkı bir zincir şeklinde dizilen coccus bakteri gruplarını içerir

Spiral olanlar (Spirullum)

Uzun bir eksen etrafında helezoni tarzda sarılmış bir vücuda sahip, bükülebilir (fleksible) ve uzun eksen etrafında dönerek hareket edebilirler Uzunluk, sarmal sayısı ve sarmal yüksekliği türler arasında farklar gösterir Örnek olarak frengi hastalığına neden olan Treponema pallidum türünü verebiliriz

Virgül şeklinde olanlar (Vibrio)

Flagella(kamçı) ları ile birlikte virgül şeklini anımsatırlar

Gram boyası ile boyandığında mavi-mor renk veren bakterilere gram (+), kırmızı-turuncu renk veren bakterilere ise gram (-) bakteriler denir Farklı renklerin ortaya çıkması, hücre çeperinin özelliklerinden kaynaklanır Gram (+) bakteriler kalın, peptidoglikandan oluşmuş tek katmanlı bir çepere sahipken, gram (-) bakterilerde iki ince katmanlı (İlk tabaka karbonhidrat ve proteinlerden, ikinci tabaka ise yine peptidoglikandan oluşmak üzere) hücre çeperi bulunmaktadırLinkleri görmek için lütfen Giriş Yapın veya Kayıt Olun

Beslenmelerine göre

Bazı bakteriler ototrof olup, fotosentez veyakemosentez yaparlar Örnek olarak siyanobakterileri verebiliriz Çoğunluğu ise heterotrof olup, saprofit veya parazit yaşarlar

•Heterotrof Bakteriler 1Saprofit Bakteriler: Bakterilerin çoğunluğunu oluşturur Besinlerini bulundukları ortamlardan hazır sıvılar olarak alırlar Nemli, ıslak ve çürükler üzerinde yaşarlar En çok amino asit, glikoz ve vitamin gibi besinleri ortamdan alırlar Bu tür bakteriler

dış ortama salgıladıkları enzimlerle bitki ve hayvan ölülerini daha basit organik maddelere parçalayarak onların çürümesini sağlarlar Böylece hem toprağın humusunu artırırlar, hem de kendilerine besin sağlarlar çürütme sonucu çeşitli kokular meydana gelir Bu yüzden bu olaya kokuşma denir Bazı saprofit bakteriler, sütün yoğurt ve peynir olarak mayalanmasını sağlarlar Saprofitler, dünyada madde devrinin tamamlanmasında önemli rol oynadıklarından hayat için mutlaka gereklidir

2Parazit Bakteriler: Besinlerini cansız ortamdan değil de üzerinde yaşadıkları canlılardan temin ederler Çünkü sindirim enzimleri yoktur Bunların bazıları konak canlıya fazla zarar vermeden yaşayabilirler Sadece onun besinlerine ortak olurlar Kalın bağırsağımızdaki Escherichia coli bunun en iyi örneğidir Bazı parazit bakteriler ise konak canlının ölümüne bile sebep olabilen hastalıklara yol açarlar Bunlara

Patojen Bakteriler denir Patojenler ya toksin çıkararak ya da konak

canlının enzim ve besinlerini kullanarak zarar verirler toksinler ya dışarı

atılır (Ekzotoksin), ya da Bakterinin içinde kalır (Endotoksin) İçinde kalan

toksinler bakteriler ölünce zararlı hale geçerler Ekzotoksinler kadar zararlı

değillerdir Canlıların patojen bakterilere ve toksinlerine karşı oluşturdukları

savunmaya "Bağışıklık" denir Parazit bakterilerinin üremeleri oldukça hızlıdır

◦Ototrof Bakteriler1Fotosentetik Bakteriler (Fotoototroflar): Sitoplazmalarında serbest klorofil taşırlar Fotosentezlerinde elektron kaynağı olarak H2O yerine H2S ve H2 kullanırlar Fotosentez yaparlar fakat açığa oksijen çıkmaz

2Kemosentetik Bakteriler (Kemoototroflar): En önemlileri Nitrifikasyon Bakterileri, Denitrifikasyon Bakterileri (Güherçile Bozanlar) olmak üzere Demir Bakterileri, Kükürt Bakterileri gibi grupları içerir Bu bakteriler de madde döngüsünde -özellikle Azot (=Nitrifikasyon) döngüsünde- çok önemlidirler Amonyak, nitrit, nitrat, demir, kükürt gibi inorganik maddeleri oksitleyerek zararsız hale getirirler Oluşan maddeler ise bitkilerce genellikle Azotlu Tuz (Güherçile) (KNO3 , NaNO3 vb) olarak kullanılır Bu oksitleme sonucunda açığa kimyasal enerji çıkar(Substrat Düzeyinde Fosforilasyon) Bu enerjiyle de CO2 indirgemesi yaparak -yıkarak metabolik reaksiyonlarda enerji eldesi için kullanacakları- besinlerini sentezlerler Bu besinleri sentezleyebilmek için Işık veklorofil gerekli değildir Oksijen kullanılır Kemosentetik bakteriler en çokazotlu, kükürtlü, demirli

maddeleri oksitlerler Kemosentez sonucu:

■Bazı zararlı maddeler ortadan kaldırılmış,

■Bitkilerin alabileceği tuzlar oluşturulmuş,

■Kimyasal enerji kazanılmış

■Organik besin sentezlenmiş olmaktadır

Solunumlarına göre

3Anaerob Bakteriler: Bakteriler organik besinleri parçalayarak enerjilerini elde ederken genellikle oksijen kullanmazlar Bunlar havasız yerlerde de yaşayarak çoğalırlar ( Konservelerde olduğu gibi) Bunlardan bazıları oksijenin olduğu yerde hiç gelişemezler Örnek: Clastrodium tetani (Tetanos bakterisi)

4Aerob Bakteriler: Bazı bakteri grupları (Escherichia coli, Zatürree ve Yoğurt Bakterisi gibi) ancak oksijenli ortamda yaşayabilir Bunlarda mitokondri olmadığı için solunum hücre zarının iç kısmındaki kıvrımlarda (mezozom) gerçekleştirilir Örnek: Azot Bakterileri

5Geçici Aerob veya Geçici Anaerob Olanlar: Asıl solunumları oksijensiz olduğu halde kısa süre için aerob olanlara "Geçici Aerob" denir Normal solunum şekli aerob olanlar ise havasız kalınca fermantasyona başvururlar Bunlara "Geçici Anaerob" denir