bakteri hücre yapısı - ha · pdf fileamaç 1.-çoğalırlar 2.-yiyecekleri...

Bakteri Hücre Yapısı

Dr.Cumhur Özkuyumcu

1

Hücre

• 1665 Robert Hooke

• Matthias Schleiden

• Theodore Schwann 1838-1839

• Proto(ilk)plasm(öz)a

• Nükleus

• Nükleer membran

• Nükleoid

• Sitoplasma

3

AMAÇ

1.-Çoğalırlar

2.-Yiyecekleri enerji kaynağı olarak kullanırlar.

3.-Hücre yapı taşlarını sentez ederler.

4.-Atıkları dışarı atarlar.

5.-Çevre değişikliklerine cevap verirler.

6.-Genetik değişikliklere uğrarlar.

4

Büyütme

• Çözünürlük

• 200nm.

• Parlak Işık

• Faz Kontrast

• Karanlık Alan

• Flöresan

5

Işık Mikroskobu

Oküler

Objektif

Kondensatör

Ayar düğmeleri

Işık kaynağı

6

Yeşil alg, Ökaryot

Fototropik bakteri, Prokaryot

7

Normal Işık Mikroskop

Saccharomyces cerevisiae

8

Faz-kontrast mikroskop


Frits

Zernike,

1936

9

Karanlık alan mikroskop


10

Cyanobacteria

Işık Mikroskop Floresan Mikroskop 11

Leucothrix mucor, “acridine orange”, 12

Elektron Mikroskop

“transmission electron microscope”

“scanning electron microscope”

13

“differential interference contrast

microscopy”

“atomic force microscopy”

“colfocal scanning laser microscopy”

14

• Preparat Hazırlanması

• Kromofor

• Bazik Boyalar

– Kristal viyole

– Metilen mavisi

– Malasit yeşili

– Safranin

• Asidik boyalar

– Negatif boyama

– Eozin

– Asit Fuksin

– Nigrosin

15

Boyama Yöntemleri

• Basit – “Mordant”

– Metilen mavisi, karbolfuksin, kristal viyole, safranin

• Ayırt edici – Gram

– Aside Dirençli Boyama

• Özel – Kapsül

– Endospor

– Flagella

16

Gram

• Mikrobiyolojinin en

önemli boyası

• Safranin yerine fuksin

Hans Christian Gram, 1884

17

Gram Boyama

• Bazı bakteriler kötü boyanır,

• Eski kültürler kötü boyanır,

• Enfeksiyon hastalığı tedavisinde yol

göstericidir.

18

Gram pozitif kok

19

Gram-negatif kokobasil

21

Gram-pozitif flamentöz basil

23

Aside Dirençli Boyama

Mycobacterium

tuberculosis

Mycobacterium

leprae

Nocardia

Karbol fuksin

Asit-alkol

Metilen mavisi

24


25


26

Negatif boyama

1.-Adım :Çini mürekkebi,

Nigrosin

2.Adım :Safranin

Welch yöntemi

Sıcak kristal viyole

Bakır sülfat ile yıkama

28

Schaeffer-Fulton Boyası

•Malasit yeşili, 5 dakika, sıcak

•30 saniye yıkama

•Safranin 29

Flagella

Tannik asit tuzları

32

Ökaryotik Hücre

33

Ökaryotik Hücre

• Nukleus

– Membran

– Birden fazla kromozom

– Kromozomal protein (histon ve diğer)

• Membran ile kaplı organel

– Mitokondri, ER, Golgi, Lizozom, Kloroplast

• Basit hücre duvarı var

• Mitoz ile çoğalma

• Hücre iskeleti

– Mikrotübül

– Mikroflaman

– Ara flaman

34

Sitoplazmik membran

•Membran protein

•Fosfolipid

Bitki hücreleri

•Selüloz

Hareket Organelleri

•Flagella

•Clia

Ökaryotik Hücre

35

Bacteria,Archae

•Hücre Duvarı

•Sitoplazmik membran

•Ribosom

•İnklüzyonlar

•Karbon, Nitrojen, Sülfür,

Fosfor

•Nükleoid

•Flagella

36

Prokaryot-Ökaryot

• Büyüklük

• Çekirdek

• Membran kaplı organel

• Kapsül

• Hücre duvarı

• Plasma membranı

• Ribozom

• Kromozom

• Hücre bölünmesi

37

Prokaryot

Şekilleri

38

Prokaryot

Şekilleri

39

Epulopiscium fishelsoni

Paramecium

0.5-2m. 40

Küçük Olmanın

Önemi Nedir?

41

Prokaryot-Ökaryot

• Filogenetik grup – Bacteria, Archae

– Eukarya: Alg, fungus, protozoa, bitki, hayvan

• Büyüklük – <0.2-2 m

– 10-100 m

• Nükleer yapı – Membran -/+

– Nukleolus -/+

– Histon -/+

42

• Sitoplazmik membran

– Sterol -/+

– Hopanoid +/-

• Ribozom

– 70S

– 80S (mitokondri ve kloroplast ribozomları hariç)

• Membranöz organeller -/+

• Hücre duvarı

– +/Hepsinde değil ama basit var

• Endospor

– +/-

Prokaryot-Ökaryot

43

Glikokaliks

• Hücredışı polimer

• Polisakkarit

• Bacillus antracis

– Poli-D-glutamik asit

• Streptococcus pyogenes

– Hyaluronik asit

• Kapsül

• Slime

• Türden türe farklı

• Ag farklı

44

Glikokaliks

• Quellung reaksiyonu

• Virulans

– Tutunma

– Fagositoz

– Toksik

– Ab güç etkili

• Aşı çalışmaları

45

Glikokaliks

• “Slime layer”

• Deri, kalp kapakları,

kateter

• Streptococcus mutans

46

HÜCRE DUVARI

47

Hücre Duvarı

• Sitoplazmik membran dışında bulunur.

• Bakteriye şeklini veren,

• Birden fazla tabakadan oluşmuş, dayanıklı, kompleks bir yapı olan,

• Bakteri bütünlüğünü sağlar, bakteriyi parçalanmaktan koruyan,

• Biyosentezini gerçekleştirir, bölünmede önemli rol oynayan

• Yüzeyel antijeniteden sorumlu olan yapıdır.

48

BAKTERİ DUVAR SENTEZİ

51

PBP

• Enzim


• Transpeptidasyon, karboksipeptidasyon

• PBP 1a, 1b, 2, 3, 4, 5, 6

63

• Peptidoglikan

• Teikoik

• Polisakkaritler

Gram-Pozitif Bakteri Hücre

Duvarı

64

40 kat

%50 Duvar ağırlığı

%10 Hücre ağırlığı

65

Teikoik Asit

• Suda eriyebilen polimerler

• Fosfodiester bağları ile bağlanmış ribitol veya gliserol fosfat, buna bağlı şeker veya aminoasit (D-alanin)

– Ribitol teikoik asit (duvar teikoik asiti)

– Gliserol teikoik asit (lipoteikoik asit, membran teikoik asiti)

• Fosfat yoksa teikuronik asit

sentezlenir. 66

Teikoik Asit

• Magnezyum ve Sodyum iyonlarının hücre

içine girmesi

• Fajlar için reseptör

• Majör yüzey antijenini oluştururlar

• Membran teikoik asiti hücre duvarını

sitoplazmik membrana bağlar

• Endotoksik aktivite

67

Polisakkaritler

– Nötral şekerler

• Mannoz

• Arabinoz

• Galaktoz

• Ramnoz

• Glukozamin

– Asidik şekerler

• Glukuronik asit

• Mannuronik asit

68

Gram Negatif Bakteri Duvarı

• Peptidoglikan

• Lipoprotein

• Dış membran

– Fosfolipid

– Lipopolisakkarit

69

Lipoprotein

• Peptidoglikan ve

dış membran

arasında

• Türe özgül değil

• DAP

• Dış membranı

stabilize eder

72

Dış membran

• Fosfolipid

• Lipopolisakkarit

• Asimetrik

• Hidrofobik molekülleri dışarı atabilme

• Hidrofilik moleküller

73

Dış membran

• Porin, Trimetrik

• İki yüzüne penetre

• Omp A,C,D,F, PhE

• Şeker, AA, İyonlar

• Reseptör

• Büyük moleküller

• Vitamin B12, Demir sideroforları

• Fosfolipaz, Proteinaz, bazı PBP

74

Dış membran

• Yüksek negatif yük

• Fagositoz

• Kompleman etkisi

• Bariyer

– Antibiyotik

– Lizozim

– Deterjan

– Ağır metal

– Safra tuzları

75

Lipopolisakkarit

1. Lipit A Fosforile olmuş glikozamin disakkarit ünitelerine bağlı uzun

zincirli yağ asitleri( -hidroksi miristik asit)

2.-Kor Polisakkarit

3.-O Ag Tekrarlayan lineer trisakkarit, tetrasakkarit veya

pentasakkarit,.

76

PERİPLAZMİK ALAN

• Hücre hacminin %20-%40’ı

– Peptidoglikan

– Bağlayıcı proteinler, (aminoasit, şekeri tuz)

– Hidrolitik enzimler (AF, 5’ nükleotidaz)

– Detoksifiye Edici Enzimler (Beta laktamaz, aminoglokozid fosforilaz)

– Membran kaynaklı oligosakkaritler, MDO

– D-glikoz polimerleri

– Gliserol fosfat

78

79

Lipid

Glikolipid

Peptidoglikolipid

Fosfatilinositolmannosid,

PIM

Protoplastlar, Sferoplastlar,

L formları

• Lizozim (muramidaz) 1,4

– Ter, tükrük, nasal sekresyon

• EDTA+Lizozim

• Otolitik enzimler: Glikozidaz, amidaz, peptidaz

Gram pozitif bakteriprotoplast

Gram negatif bakterisferoplast

L form

80

Sitoplazmik

Membran

8 nm. Kalınlığında

Fosfolipid, protein, KH

84

Sterol

%5-25 total lipid

(membrandaki)

Metanotropik bakteriler

Mycoplasma

Hopanoid

C30 hopanoid diploptene

Mozaik

Mg++ ve Ca++

86

Fonksiyonları

• Geçirgenlik ve

Transport

• Elektron transportu ve

oksidatif fosforilasyon

• Hidrolitik enzimlerin

salınması

• Biyosentez

• Reseptör

87

Giriş Yolu

• Değişik

moleküllere karşı

membranın

geçirgenliği

• Aquaporin

88

Membran

Geçişi

• Basit taşıyıcı

• Grup

translokasyonu

• ABC

89

Membran

taşıyıcı sistemi

• Uniporter

– Tek yönlü

– Tek molekül

• Symporter

– Tek yönlü

– İki molekül

• Antiporter

– Çift yönlü

– İki molekül

90

Lac Permeas

• E.coli LacY permease

ile diğer basit

taşıyıcıların

karşılaştırılması

91

Grup Translokasyonu

Fosfonotransferaz Sistem

Glukoz, Mannoz, Fruktoz 92

“ATP Binding Cassette”

• Periplasmik saha

• PP Binding protein

• “Membrane-

spanning “

• ATP

93

Elektron Transportu ve Oksidatif

Fosforilasyon

• ETS, Flavoprotein, Demirli protein, Sitokrom

94

Hidrolitik Enzimlerin Salınması

• Periplazmik aralık

• Dış ortam

• Enzim ve toksinlerin

95

Sekresyon Pompaları

• Tip I Doğrudan, Devamlı

• Tip II Ayrı, Multiprotein

• Tip III Doğrudan, Kontakt

• Tip IV Bakteri-Bakteri veya Bakteri-Ökaryotik Hücre

• Polipeptid toksin

• Protein-DNA kompleksi –

• Tip V Ayrı,

• Sinyal sekans

• Refakatçi

96

Biyosentez

• Hücre duvarı

• Fosfolipid

• DNA

98

Ftz Proteinleri

• Flamentous

temprature

sensitive

• Divisom

• FtzZ, FtzA ve

FtzI

100

Hücre Membranını Etkileyenler

• Deterjanlar – Lipofilik

– Hidrofilik

• Deterjan etkisi gösterenler – Polimiksin

• Sentezini engelleyenler – Novobiocin

– Nalidiksik asit

• İyonofor – Valiomisin

101

Nükleoid

• Feulgen pozitif

• Yok – Membran

– Mitotik aygıt

– Histon

• Tek kromozom, çift sarmal, çembersel (3x109) dalton

• 1 mm. Uzunluğunda

• DNA, RNA, RNA-polimeraz, proteinler

• İstisna – Vibrio cholerae

– Brucella melitensis

– Borrelia burgdorferi

102

PLAZMİD

• Kromozom dışı DNA

• Çoğalabilir

• Aktarılabilir

• Varlığı şart değil

• Direnç

• Biyolojik özellikleri

• Ekzotoksin

103

TRANSPOZONLAR

• Kromozom dışı DNA

• Çoğalamaz

• Aktarılabilir

• Yer değiştirir

• Şart değil

• Direnç

104

RİBOZOM

105

RİBOZOM

• 10.000 ribozom/hücre

• Protein, rRNA

• Prokaryotik 70S

• Ökaryotik 80S

• Swedberg ünitesi

• Streptomycin, 30S

• Gentamycin, 30S

• Kloramfenikol, 50S

• Eritromisin, 50S

106

GRANÜLLER

107

GRANÜLLER

• Metakromatik granüller, Volutin tanecikleri

– İnorganikfosfat

– Corynebacterium diphtheriae

• Polisakkarit granülleri

– Glikojen, Nişaşta

– İyot

• Lipid “poly--hyroxybutric acid”

– Sudan

• Thiobacillus, Sülfür granülleri

108

GRANÜLLER

• “carboxysome”

• “ribulase 1,5-

diphosphate

carboxylase”

• Gas vezikülleri

– Proteinle çevrili

– Suyun derinlikleri

• “Magnetosome”

– Manyetit,Fe304

109

BAKTERİ YAPISI

• Flagella

• Fibriae ve Pili

• Spor

110

Flagella

• Flagellum

• Flagella

• Hareket

– Flagella

– Seğirme

– Kayma hareketi

– Gas vezikülleri

• İnce, 10-30 nm.

• Değişik şekiller

111

C ring 117

KİM HIZLI • 60 hücre/saniye

• 25 boy/saniye

118

Fototaksis

Kemotaksis

Aerotaksis

Elektron akseptör taksis

121

Fimbriae-Pili

Fimbria-Pilus

• Gram-negatiflerde

• Gram-pozitiflerde yok

• Corynebacterium renale

• Normal Pili

– Tutunma

• Seks Pilisi

– Konjugasyon

123

Fimbria-Pili • Tip I-VI

– Hemaglütinasyon

oluşturma

– Mannozun

hemagglütinasyonu

engellemesi

– Tip IV

• Seğirme hareketi

• F Fimbria

– Uzun

– Konjugasyon

– Depolimerizasyon

124

Endospor, Spor

Bacillus

Clostridium

125

Spor Yapısı

• Kor (spor protoplastı)

– Nükleoid

– Sitoplazma

– Sitoplamik yapılar

– Membran

• ETS

– Kalsiyum dipikolinik

asit

– 3-fosfogliserat

127

Spor Yapısı • Kor

• İç Membran

• Korteks

– En kalın

– Peptidoglikan

– Zayıf çapraz bağ

• Dış Membran

• Kılıf (manto)

– Keratin benzeri protein

• Ekzospor

– Lipoprotein

128

Asitte Eriyebilen Küçük Protein

“Small Acid-Soluble Protein”

• DNA’yı korumak

• Karbon ve enerji kaynağı

130

Germinasyon

• Aktivasyon – Isı

– pH değişikliği

– Serbest sülfidril grupları

• Germinasyon – L-Alanin ve Adenozin

– Direnç azalır

– Geçirgenlik artar

– Kalsiyum dipikolinik asit ve SASP azalır

– Farklı moleküller

• Üreme – Hücre şişer

– RNA, protein ve DNA sentezi başlar

133

Vejetatif Hücre-Endospor

• Mikroskobik görünüm

• Kalsiyum içeriği

• Dipikolinik asit

• Enzimatik aktivite

• Metabolizma

• Makromolekül sentezi

• mRNA

• Isıya direnç 135

Vejetatif Hücre-Endospor

• Radyasyona, Kimyasallara direnç

• Boyanabilme

• Lizozim etkisi

• Su içeriği

• SASP

• Sitoplazmik pH

136

Gram-Pozitif ve Gram-Negatif

• Gram reaksiyonu

• Peptidoglikan tabaka

• Teikoik asit

• Periplazmik aralık

• Dış membran

• LPS

• Flagella bazal cisim

• Endotoksin ?

• Lizozim tavrı

• Fimria

• Penisilin ve Sülfonamid

• Streptomisin, kloromfenikol ve tetrasiklin

• Sodyum azide direnç

• Kurumaya direnç 137

Prokaryot-Ökaryot

• Büyüklük

• Çekirdek zarı

• Çekirdekçik

• DNA

• Bölünme


• Ribozom

• Sitoplazmik organel

• Solunum sistemi

• Hücre duvarı

• Endospor

• Gaz vezikülleri

• Seksüel çoğalma

138

bakteri hücre yapısı - ha · pdf fileamaç 1.-çoğalırlar 2.-yiyecekleri...

Documents