İçeriğe atla

Hücre zarfı

Hücre zarfı, bir bakterinin iç hücre zarını ve hücre duvarını içerir. Gram-negatif bakterilerde bir dış zar da bulunur.[1] Bu zarf, hücre duvarının bulunmadığı Mollicute'lerde mevcut değildir.

Bakteriyel hücre zarfları iki ana kategoriye ayrılır: gram boyama sırasında mor renkte boyanan gram-pozitif tip ve gram boyama sırasında pembe renkte boyanan gram-negatif tip. Her iki tip de ekstra koruma için polisakkaritlerden oluşan bir kapsüle sahip olabilir. Bir grup olarak bunlar polisakkarit kapsüllü bakteriler olarak bilinir.

İşlev

Diğer organizmalarda olduğu gibi, bakteriyel hücre duvarı hücreye yapısal bütünlük sağlar. Prokaryotlarda hücre duvarının birincil işlevi, hücreyi dış ortamına kıyasla hücre içindeki çok daha yüksek protein ve diğer molekül konsantrasyonlarının neden olduğu iç turgor basıncından korumaktır. Bakteriyel hücre duvarı, sitoplazmik membranın hemen dışında bulunan peptidoglikan (poli-N-asetilglukozamin ve N-asetilmuramik asit) varlığı ile diğer tüm organizmalardan farklıdır. Peptidoglikan bakteri hücre duvarının sertliğinden ve hücre şeklinin belirlenmesinden sorumludur. Nispeten gözeneklidir ve küçük substratlar için bir geçirgenlik bariyeri olarak kabul edilmez. Tüm bakteri hücre duvarları (birkaç istisna dışında, örneğin Mikoplazma gibi hücre içi parazitler) peptidoglikan içerirken, tüm hücre duvarları aynı genel yapıya sahip değildir. Bu durum özellikle gram pozitif ve gram negatif bakteriler olarak yapılan sınıflandırmada kendini göstermektedir.

Bakteriyel hücre zarfı türleri

Gram-pozitif hücre duvarı

N-Asetilglukozamin ve N-Asetilmuramik asit düzenini gösteren tipik gram-pozitif hücre duvarı şeması; Teikoik asitler gösterilmemiştir.

Gram-pozitif hücre duvarı, Gram boyama prosedürü sırasında kristal viyole boyalarının tutulmasından sorumlu olan çok kalın bir peptidoglikan tabakasının varlığı ile karakterize edilir. Sadece Actinomycetota (veya yüksek %G+C gram-pozitif organizmalar) ve Bacillota'ya (veya düşük %G+C gram-pozitif organizmalar) ait organizmalarda bulunur. Deinococcota grubundaki bakteriler de gram-pozitif boyama davranışı sergileyebilir ancak gram-negatif organizmalara özgü bazı hücre duvarı yapıları içerirler.

Gram-pozitif hücre duvarında teyikoik asitler olarak adlandırılan polialkoller bulunur ve bunların bir kısmı lipoteyikoik asitler oluşturmak üzere lipitle bağlanır. Lipoteyikoik asitler sitoplazmik membrandaki lipitlere kovalent olarak bağlı olduklarından, peptidoglikanın sitoplazmik membrana bağlanmasından sorumludurlar. Teyikoik asitler, teyikoik asit monomerleri arasındaki fosfodiester bağlarının varlığı nedeniyle gram-pozitif hücre duvarına genel bir negatif yük verir.

Hücre duvarının dışında, birçok Gram-pozitif bakterinin "kiremitli" proteinlerden oluşan bir S-tabakası vardır. S-tabakası bağlanma ve biyofilm oluşumuna yardımcı olur. S tabakasının dışında genellikle polisakkaritlerden oluşan bir kapsül bulunur. Kapsül, bakterinin konak fagositozundan kaçmasına yardımcı olur. Laboratuvar kültüründe, S-tabakası ve kapsül genellikle indirgeyici evrim (pozitif seçilim yokluğunda bir özelliğin kaybı) ile kaybolur.

Gram-negatif hücre duvarı

N-Asetilglukozamin ve N-Asetilmuramik asit düzenini ve lipopolisakkarit içeren dış membranı gösteren tipik gram-negatif hücre duvarı şeması.

Gram-negatif hücre duvarı, sitoplazmik membrana bitişik olarak gram-pozitif duvara göre daha ince bir peptidoglikan tabaka içerir; bu da Gram boyama sırasında etanol ile renk açılması üzerine hücre duvarının kristal viyole boyasını tutamamasından sorumludur. Peptidoglikan tabakasına ek olarak gram-negatif hücre duvarı ayrıca dış ortama bakan fosfolipitler ve lipopolisakkaritlerden oluşan ek bir dış membran içerir. Lipopolisakkaritlerin yüksek yüklü doğası gram-negatif hücre duvarına genel bir negatif yük kazandırır. Dış membran lipopolisakkaritlerinin kimyasal yapısı genellikle spesifik bakteri suşlarına (yani alt türlere) özgüdür ve bu suşların antijenik özelliklerinin çoğundan sorumludur.

Bir fosfolipid çift tabaka olarak, dış zarın lipid kısmı tüm yüklü moleküllere karşı büyük ölçüde geçirimsizdir. Bununla birlikte, dış zarda birçok iyon, şeker ve amino asidin dış zar boyunca pasif olarak taşınmasına izin veren porin adı verilen kanallar mevcuttur. Dolayısıyla bu moleküller plazma zarı ile dış zar arasındaki bölge olan periplazmada bulunur. Periplazma, peptidoglikan tabakasını ve substrat bağlanması veya hidrolizinden ve hücre dışı sinyallerin alınmasından sorumlu birçok proteini içerir. Periplazmanın, içinde bulunan yüksek konsantrasyondaki proteinler ve peptidoglikan nedeniyle sıvıdan ziyade jel benzeri bir halde bulunduğu düşünülmektedir. Sitoplazmik ve dış membranlar arasındaki konumu nedeniyle, alınan sinyaller ve bağlanan substratlar, buraya gömülü taşıma ve sinyal proteinleri kullanılarak sitoplazmik membran boyunca taşınmaya hazırdır.

Doğada, kültüre edilmemiş birçok Gram-negatif bakteri de bir S-tabakasına ve bir kapsüle sahiptir. Bu yapılar genellikle laboratuvar ekimi sırasında kaybolur.

Mikobakteriler (Aside dirençli bakteriler)

Mikobakteriler, gram-pozitifler veya gram-negatifler için tipik olmayan bir hücre zarfına sahiptir. Mikobakteriyel hücre zarfı gram-negatiflerin karakteristik dış zarından oluşmaz, ancak dış geçirgenlik bariyeri sağlayan önemli bir peptidoglikan-arabinogalaktan-mikolik asit duvar yapısına sahiptir. Bu nedenle, sitoplazmik membran ile bu dış bariyer arasında belirgin bir 'psödoperiplazma' kompartımanı olduğu düşünülmektedir. Bu bölmenin doğası tam olarak anlaşılamamıştır.[2] Mikobakteriler gibi asit has bakteriler, boyama prosedürleri sırasında asitlerin renk açmasına karşı dirençlidir. Mikobakterilerin yüksek mikolik asit içeriği, zayıf emilim ve ardından yüksek retansiyondan oluşan boyama modelinden sorumludur. Asit-hızlı bakterileri tanımlamak için kullanılan en yaygın boyama tekniği, asit hızlı basillerin parlak kırmızıya boyandığı ve mavi bir arka plana karşı net bir şekilde öne çıktığı Ziehl-Neelsen boyası veya asit-hızlı boyadır.

Peptidoglikan hücre duvarına sahip olmayan bakteriler

Chlamydiaceae familyasındaki zorunlu hücre içi bakteriler, enfeksiyöz formlarının hücre duvarında tespit edilebilir miktarda peptidoglikan içermedikleri için morfolojileri açısından benzersizdir.[3] Bunun yerine, bu gram-negatif bakterilerin hücre dışı formları, diğer gram-negatif bakterilerdeki peptidoglikan tabakasına benzer bir şekilde sitoplazmik membran ile dış membran arasında yer alan disülfid bağı çapraz bağlı sistein bakımından zengin proteinlerden oluşan bir tabakaya dayanarak yapısal bütünlüklerini korurlar.[4] Bakterinin hücre içi formlarında disülfit çapraz bağlantısı bulunmaz, bu da bu formu mekanik olarak daha kırılgan hale getirir.

Mollicute bakteri sınıfının hücre zarfları hücre duvarına sahip değildir.[5] Bu sınıftaki başlıca patojen bakteriler mikoplazma ve ureaplazmadır.[5]

L-form bakteriler, normalde hücre duvarına sahip olan bakterilerden türetilen hücre duvarına sahip olmayan bakteri türleridir.[6]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Dorland's Medical Dictionary'de "envelope"
  2. ^ IC Sutcliffe, DJ Harrington.Lipoproteins of mycobacterium tuberculosis: an abundant and functionally diverse class of cell envelope components. FEMS Microbiology Reviews 28 (2004) 645-759
  3. ^ Chopra I, Storey C, Falla TJ, Pearce JH. Antibiotics, peptidoglycan synthesis and genomics: the chlamydial anomaly revisited. Microbiology. 1998 144 ( Pt 10):2673-8.
  4. ^ Hatch TP. Disulfide cross-linked envelope proteins: the functional equivalent of peptidoglycan in chlamydiae? J. Bacteriol. 1996 178:1–5.
  5. ^ a b Rottem S (April 2003). "Interaction of mycoplasmas with host cells". Physiol. Rev. 83 (2). ss. 417-32. doi:10.1152/physrev.00030.2002. PMID 12663864. 
  6. ^ Leaver M, Domínguez-Cuevas P, Coxhead JM, Daniel RA, Errington J (February 2009). "Life without a wall or division machine in Bacillus subtilis". Nature. 457 (7231). ss. 849-53. doi:10.1038/nature07742. PMID 19212404. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bakteri</span> mikroorganizma üst âlemi

Bakteri (İngilizce telaffuz: [bækˈtɪəriə] ( dinle); tekil isim: bacterium), tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu, kimi virgül şeklinde olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücrelerinin sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur; toplu olarak dünyada beş nonilyon (5×1030) bakteri bulunmaktadır, bunlar dünyadaki biyokütlenin çoğunu oluşturur. Bakteriler gıdaların geri dönüşümü için hayati bir öneme sahiptirler ve gıda döngülerindeki çoğu önemli adım, atmosferden azot fiksasyonu gibi, bakterilere bağlıdır. Ancak bu bakterilerin çoğu henüz tanımlanmamıştır ve bakteri şubelerinin sadece yaklaşık yarısı laboratuvarda kültürlenebilen türlere sahiptir. Bakterilerin araştırıldığı bilim bakteriyolojidir, bu, mikrobiyolojinin bir dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Streptokok</span>

Streptokok (Streptococcus). Streptococcaceae ailesinde yer alan gram-pozitif, yuvarlak şekilli, fakültatif anaerop, katalaz negatif, sporsuz ve hareketsiz bakterilerdir.

<span class="mw-page-title-main">Gram negatif bakteri</span> Bakteri ayrımında kullanılan Gram boyasını tutmayan bakteri grubu

Gram-negatif bakteriler Gram boyama prosedürü sırasında kristal viyole boyasını tutmayan bakterilerdir. Gram-pozitif bakteriler, alkolle yıkandıktan sonra mavi rengi tutmaya devam ederlerken, Gram-negatif bakteriler mavi rengi kaybederler. Gram boyama testinde kristal viyoleden sonra bir karşı boya eklenir. Bu boya Gram-negatif bakterileri kırmızı-pembe renge boyar. Bu test, hücre duvarlarının türüne göre çok farklı olan iki bakteri tipini ayırmakta son derece faydalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Fagositoz</span>

Fagositoz, bir fagositin solid partikülleri yakalayıp yutması ve sitoplazmasında oluşturduğu fagosom adı verilen boşluğa hapsederek eritme (sindirme) çabasıdır. Fagosite ettikleri başlıca solid partiküller canlı etkenler (mikroplar), ölü hücre ve doku artıkları, suda erimeyen mineraller ve metal tuzları, yabancı cisimler vb. oluşumlardır. Fagositler ve fagositoz olgusu ilk kez 1882 yılında İlya İlyiç Meçnikov tarafında bulundu. Bu buluşu ona Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü kazandırdı.

<span class="mw-page-title-main">Gram boyama</span>

Gram boyama, bakterileri hücre duvarlarının kimyasal ve fiziksel özelliklerine göre iki büyük gruba ayırmak için kullanılan empirik bir yöntemdir.

<span class="mw-page-title-main">Gram pozitif bakteri</span>

Gram pozitif bakteri, gram boyama prosedüründen geçtikten sonra mikroskop altında mavi-siyah veya mor renk alan bakterilerdir. Bu rengin sebebi Gram pozitif bakterilerin hücre duvarlarının kristal viyole/iyot karışımını tutmasıdır. Gram negatif bakterilerin aksine Gram pozitif bakterilerin hücre duvarlarının dışında "dış zar" bulunmaz. Peptidoglikan hücre duvarı daha kalın olan gram pozitiflerin boyaları tutma kuvvetleri fazladır.

<span class="mw-page-title-main">Bakteriyofaj</span> Bakteri enfekte eden virüs

Bakteriyofaj, bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır.

Kapsül, bakteri hücre duvarının dışında yer alan bir tabakanın ismidir. Genelde polisakkaritlerden oluşmakla beraber içinde başka tür malzeme de bulunabilir. Kapsül bakterinin fagositoz yapmasını engeller, ayrıca içinde bulunan su bakteriyi kurumaya karşı korur. Kapsüller fajları dışlarlar, ayrıca deterjanlar gibi çoğu hidrofobik maddenin bakteriye ulaşmasına engel olurlar.

S-tabakası, hücre zarfının bir parçasıdır ve genellikle gram-pozitif ve gram-negatif bakterilerde bulunur. Yapısında protein ve glikoprotein vardır. Gram - negatif bakterilerde, S-tabakası doğrudan dış membrana bağlıdır. Gram-pozitif bakterilerde, S-tabakası peptidoglikan tabakaya bağlıdır. S-tabakası hücreyi iyon ve pH değişimleri dışında osmotik basınç ve yabancı enzimlere karşı da korur. Ayrıca bazı bakteri hücrelerinde şeklin oluşumunda ve zarfın sağlamlığında rol oynar. Ancak, bu bir hücre membranı değildir.

Teyikoik asit gram+ bakterilerdeki peptidoglikan tabakası içinde bulunan moleküllerin genel adıdır. Teikonik asitler fosfat, şeker ve bazı aminoasitler içeren poligliserol veya poliribitol moleküllerine sahiptir. Teikonik asit polimerleri bazı durumlarda plazma membranına tutunmuş durumdadır ve bu formları lipoteikonik asit olarak isimlendirilir. Teikonik asit moleküllerinin fonksiyonları tam olarak bilinmemektedir. Bununla birlikte gram+ bakterilerin doğada yaşayabilmeleri için gerekli olan moleküllerdir.

<i>Bacteroides</i>

Bacteroides, gram-negatif, çubuk şekilli bakterilerdir. Doğrulanmış toplam 41 türü mevcuttur. Bacteroides türleri endospor oluşturmayan, anaerop ve bağımsız veya bir şeye bağlı hareket edebilen türlerdir. DNA baz düzenlemesinin, %40-48'i GC'dir. Bacteroides, zarları sfingolipidleri içeren nadir bakteriyal organizmalardandır. Hem de, onların peptidoglikan tabakası meso diaminopimelik asitini içerir.

Kalıp tanıma reseptörleri veya PRRler, mikrobiyal patojenler veya hücresel stresle ilgili molekülleri tanımak için bağışıklık sistemi hücrelerince üretilen proteinlerdir. Örnek, desen veya patern tanıma reseptörleri olarak da adlandırılabilmektedirler.

Protoplazma; hücre membranı ile çevrili bir hücrenin yaşamsal içeriğidir. Sitoplazma için genel bir terimdir. Protoplazma küçük iyonlar, aminoasitler, monosakkaritler ve su gibi küçük moleküllerden ve ayrıca nükleik asit, protein, lipit ve polisakkarit gibi makromoleküllerin karışımından oluşur.

Endotoksinler bakteri gibi patojenlerin içinde bulunan, potansiyel olarak toksik olabilecek bileşiklerdir. Endotoksinler bakteri tarafından salgılanmazlar, ama bakterinin parçalanırsa ortama salınan, onun yapısal bir bileşenidirler. Endotoksinler ile enterotoksinler karıştırılmamalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Bağırsak bezi</span>

Bağırsak bezi veya Bağırsak kriptası ya da Liberkühn Kriptaları, ince bağırsaktaki basit veya dallanmış tübül bezleri(ekzokrin bez tipleri)dir.

Bakteriler, basit canlılar olmalarına karşın özel birçok biyolojik özelliklerden sorumlu çok iyi gelişmiş hücre yapısına sahiptir. Bu özelliklerden birçoğu sadece bakterilere özeldir ve arkelerde veya ökaryot canlılarda bulunmamaktadır. Bakteriler; kendilerinden daha büyük canlılara kıyasla daha basit yapılara sahip oldukları ve deneysel olarak kolayca değişime uğratılabildikleri için, yapıları çok iyi anlaşılmış ve kendisinden daha gelişmiş canlılarda da bulunan birçok biyokimyasal özelliğin bakterilerde bulunduğu ortaya çıkmıştır.

<span class="mw-page-title-main">MreB</span>

MreB, prokaryotik hücrelerin şeklini belirleyen temel bir protein olarak bilinir. Geçmişte hücre morfolojisinin peptidoglikanların senteziyle belirlendiği düşünülse de, günümüzde prokaryot hücrelerde bazı özgül proteinlerin bu süreçte önemli rol oynadığı ve peptidoglikanın yalnızca sınırlı bir etkiye sahip olduğu açıklığa kavuşmuştur. Hücre şeklini belirleyen bu proteinler, ökaryotik hücrelerdeki hücre iskeletinin temel bileşeni olan aktin ile benzerlik göstermektedir.

<span class="mw-page-title-main">Asit haslığı</span>

Asit haslığı bakterilerin, laboratuvar boyama prosedürleri boyunca, özellikle asitler tarafından gerçekleştirilen renksizleştirmeye karşı dirençlerini ifade eden fiziksel özellik. Numunenin bir parçası boyandığında, bahsi geçen organizmalar, çoğu boyama protokolünde yaygın olan, asit veya etanol temelli renksizleştirme prosedürlerine karşı direnç gösterebilirler ve bundan dolayı asit has ismini alırlar.

Mycoplasma mobile, tatlı su balıklarının solungaçlarında nekroza neden olan parazitik bir bakteri türüdür. Parazitik veya komensal olabilen azaltılmış genom boyutlarına sahip bakterileri kapsayan Mollicutes sınıfına aittir. Gram pozitif bir bakteridir, ancak hücrelerinde peptidoglikan katmanı yoktur. M. mobile hücreleri, nesneler ile yüzeylere tutunmadan ve yüzey proteinlerinin konağın bağışıklık yanıtlarından kurtulmasına olanak sağlayan bir düzenek olan antijenik çeşitlilikten sorumlu yüzey proteinlerini de içeren membrana bağlanmış proteinlerle kaplıdır. M. mobile hayatta kalması; konak hücrelerini bağlayıp enfekte etmesine, konağın bağışıklık sisteminden kaçmak için kendi yüzey proteinlerini değiştirmesine ve besinler ile iyonları taşımasına izin veren yüzey proteinlerine bağlıdır.

<span class="mw-page-title-main">Litik döngü</span>

Litik döngü, viral üremenin iki döngüsünden biridir, diğeri lizojenik döngüdür. Litik döngü, enfekte olmuş hücrenin ve zarının tahrip olmasıyla sonuçlanır. Yalnızca litik döngüden geçebilen bakteriyofajlara virülan fajlar denir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.