Bakteriyel hücre yapısı - Bacterial cell structure

Bakteri, basitliğine rağmen, bazı benzersiz biyolojik yapılarından ve patojenitesinden sorumlu olan iyi gelişmiş bir hücre yapısı içerir . Birçok yapısal özellik bakterilere özgüdür ve arkeler veya ökaryotlar arasında bulunmaz . Bakterilerin daha büyük organizmalara göre basitliği ve deneysel olarak kolayca manipüle edilebilmeleri nedeniyle, bakterilerin hücre yapısı iyi çalışılmış ve daha sonra diğer organizmalara uygulanan birçok biyokimyasal ilke ortaya çıkarılmıştır .

hücre morfolojisi

Bakteriler çok çeşitli şekillerde gelir.

Bakterilerin belki de en temel yapısal özelliği onların morfolojisidir (şekli). Tipik örnekler şunları içerir:

Hücre şekli genellikle belirli bir bakteri türünün karakteristiğidir, ancak büyüme koşullarına bağlı olarak değişebilir. Bazı bakterilerin sap ve uzantıların (örneğin Caulobacter ) üretimini içeren karmaşık yaşam döngüleri vardır ve bazıları üreme sporları taşıyan ayrıntılı yapılar üretir (örneğin Myxococcus , Streptomyces ). Bakteriler genellikle ışık mikroskobu ile incelendiğinde farklı hücre morfolojileri ve Petri plakaları üzerinde büyütüldüklerinde farklı koloni morfolojileri oluştururlar .

Bakterilerin belki de en belirgin yapısal özelliği (bazı istisnalar dışında) küçük boyutlarıdır. Örneğin, Escherichia coli hücreleri, bir "ortalama" ölçekli bakteri, 2 um (yaklaşık olarak mikrometre 0.6-0.7 um bir hücre hacmi olan ve uzun) ve çapı 0.5 um 3 . Bu , hücrenin çoğunlukla sudan oluştuğunu varsayarsak , yaklaşık 1 pikogram (pg) ıslak kütleye karşılık gelir . Tek bir hücrenin kuru kütlesi, ıslak kütlenin %23'ü olarak tahmin edilebilir, bu da 0,2 pg'dir. Bir bakteri hücresinin kuru kütlesinin yaklaşık yarısı karbondan oluşur ve ayrıca yaklaşık yarısı proteinlere atfedilebilir. Bu nedenle, tipik bir tam olarak büyümüş 1 litre kültür Escherichia coli (c tekabül eden 1.0 bir optikal yoğunlukta. 10 9 hücre / ml), 1 g ıslak hücre kütlesinin yaklaşık verim. Küçük boyut son derece önemlidir çünkü besinlerin hızlı alımına ve hücre içi dağılımına ve atıkların atılmasına izin veren geniş bir yüzey alanı-hacim oranına izin verir. Düşük yüzey alanı-hacim oranlarında, besin maddelerinin ve atık ürünlerin bakteri hücre zarı boyunca difüzyonu, mikrobiyal metabolizmanın oluşabileceği hızı sınırlar ve hücreyi evrimsel olarak daha az uyumlu hale getirir. Büyük hücrelerin varlığının nedeni bilinmemekle birlikte, artan hücre hacminin öncelikle fazla besin maddelerinin depolanması için kullanıldığı tahmin edilmektedir.

Tipik bir bakteri hücresi ile tipik bir insan hücresinin karşılaştırması (her iki hücrenin de küre olduğu varsayılarak):

bakteri hücresi insan hücresi Karşılaştırmak
Çap 1μm 10μm Bakteri 10 kat daha küçüktür.
Yüzey alanı 3.1μm² 314μm² Bakteri 100 kat daha küçüktür.
Ses 0,52μm³ 524μm³ Bakteri 1000 kat daha küçüktür.
Yüzey-hacim oranı 6 0.6 Bakteri 10 kat daha fazladır.

Hücre çeperi

Peptidoglikanın yapısı

Hücre kılıfı oluşan hücre zarı ve hücre duvarı . Diğer organizmalarda olduğu gibi bakteri hücre duvarı , hücreye yapısal bütünlük sağlar. Olarak prokaryotlar , hücre çeperinin temel işlevi, iç hücreyi korumaktır turgor basıncı dış çevresine göre, hücre içinde protein çok daha yüksek konsantrasyonlarda, ve diğer moleküller tarafından neden oldu. Bakteri hücre duvarı , hücre zarının hemen dışında bulunan peptidoglikanın varlığı ile diğer tüm organizmalardan farklıdır . Peptidoglikan, eşit miktarlarda değişen N-Asetilmuramik asit (NAM) ve N-asetilglukozamin (NAG) kalıntılarından oluşan bir polisakkarit omurgasından oluşur . Peptidoglikan , bakteri hücre duvarının sertliğinden ve hücre şeklinin belirlenmesinden sorumludur. Nispeten gözeneklidir ve küçük yüzeyler için bir geçirgenlik bariyeri olarak kabul edilmez. Tüm bakteri hücre duvarları ( Mycoplasma gibi hücre dışı parazitler gibi birkaç istisna dışında ) peptidoglikan içerirken, tüm hücre duvarları aynı genel yapılara sahip değildir. Hücre duvarı, bakterinin yaşamda kalması için gerekli değildir, ancak bazı mevcut olduğu göz önüne alınarak ökaryotlarda , çeşitli antibiyotikler (özellikle penisilinler ve sefalosporinler üzerine bir etkiye sahip iken), hücre çeperi sentezine müdahale yoluyla bakteriyel enfeksiyonları engelleyen insan hücreleri bir hücre çeperine sahip, sadece bir hücre zarı. İki ana bakteri hücre duvarı türü vardır: Gram boyama özellikleriyle ayırt edilen gram pozitif bakteriler ve gram negatif bakteriler . Her iki bakteri türü için de yaklaşık 2 nm'lik partiküller peptidoglikandan geçebilir. Bakteri hücre duvarı tamamen kaldırılırsa protoplast , kısmen kaldırılırsa sferoplast olarak adlandırılır . Penisilin gibi beta-laktam antibiyotikler , bakteri hücre duvarında peptidoglikan çapraz bağlarının oluşumunu engeller. İnsan gözyaşında bulunan lizozim enzimi ayrıca bakterilerin hücre duvarını da sindirir ve vücudun göz enfeksiyonlarına karşı ana savunmasıdır.

Gram pozitif hücre duvarı

Gram pozitif hücre duvarları kalındır ve peptidoglikan ( mürein olarak da bilinir ) tabakası bazı gram pozitif bakterilerde hücre duvarının yaklaşık %95'ini ve gram negatif bakterilerde hücre duvarının %5-10 kadarını oluşturur. Gram pozitif bakteriler kristal menekşe boyayı alır ve mor boyanır. Bazı gram pozitif bakterilerin hücre duvarı, N-asetilmuramik asit ve N-asetilglukozamin arasındaki bağlara saldıran lizozimler tarafından tamamen çözülebilir . Staphylococcus aureus gibi diğer gram-pozitif bakterilerde, duvarlar lizozimlerin etkisine karşı dirençlidir. Bazı muramik asit kalıntılarının karbon-6'sında O-asetil grupları vardır. Gram pozitif bakterilerin duvarlarındaki matris maddeleri polisakkaritler veya teikoik asitler olabilir . İkincisi çok yaygındır, ancak yalnızca gram pozitif bakterilerde bulunmuştur. İki ana teikoik asit türü vardır: ribitol teikoik asitler ve gliserol teikoik asitler . İkincisi daha yaygın. Bu asitler sırasıyla ribitol fosfat ve gliserol fosfat polimerleridir ve yalnızca birçok gram pozitif bakterinin yüzeyinde bulunur. Bununla birlikte, teikoik asidin kesin işlevi tartışmalıdır ve tam olarak anlaşılamamıştır. Gram pozitif hücre duvarının önemli bir bileşeni lipoteikoik asittir . Amaçlarından biri antijenik fonksiyon sağlamaktır. Lipid element, yapışkan özelliklerinin zara bağlanmasına yardımcı olduğu zarda bulunur.

Gram negatif hücre duvarı

Gram-negatif hücre duvarları, gram-pozitif hücre duvarlarından çok daha incedir ve ince peptidoglikan tabakalarına yüzeysel , sırayla sitoplazmik membrana bitişik ikinci bir plazma zarı içerirler . Gram negatif bakteriler pembe renkle boyanır. Dış zarın lipopolisakkaritinin kimyasal yapısı genellikle spesifik bakteri alt türlerine özgüdür ve bu suşların antijenik özelliklerinin çoğundan sorumludur .

Hücre zarı

Plazma membranı veya bakteriyel sitoplazmik membran oluşur fosfolipid çift-katlı ve bu nedenle genel fonksiyonları vardır hücre zarı gibi en moleküller için bir geçirgenlik bariyeri olarak hareket eden ve hücre içine moleküllerin taşınması için bir yer olarak öngörülebilir. Bu işlevlere ek olarak, prokaryotik zarlar , bir proton hareket kuvvetinin üretildiği yer olarak enerji tasarrufunda da işlev görür . Ökaryotların aksine , bakteri zarları (bazı istisnalar dışında, örneğin Mycoplasma ve metanotroflar ) genellikle sterol içermez . Bununla birlikte, birçok mikrop, muhtemelen aynı işlevi yerine getiren, hopanoidler adı verilen yapısal olarak ilişkili bileşikler içerir . Ökaryotlardan farklı olarak , bakterilerin zarlarında çok çeşitli yağ asitleri bulunabilir . Tipik doymuş ve doymamış yağ asitleri ile birlikte bakteriler, ilave metil , hidroksi ve hatta siklik gruplara sahip yağ asitleri içerebilir . Bu yağ asitlerinin nispi oranları, zarın optimum akışkanlığını korumak için (örneğin sıcaklık değişimini takiben) bakteri tarafından modüle edilebilir.

Gram negatif ve mikobakterilerin iç ve dış bakteri zarı vardır. Bir fosfolipid çift tabakası olarak , bakteri dış zarının lipid kısmı, yüklü moleküllere karşı geçirimsizdir. Bununla birlikte, dış zarda , birçok iyonun , şekerin ve amino asidin dış zar boyunca pasif taşınmasına izin veren porin adı verilen kanallar bulunur. Bu nedenle bu moleküller , sitoplazmik ve dış zarlar arasındaki bölge olan periplazmada bulunur. Periplazma peptidoglikan tabaka ve alt tabaka bağlanması ya da sorumlu çok sayıda proteinler içeren hidroliz hücre dışı sinyallerin ve alımı. Periplazmanın, içinde bulunan yüksek protein konsantrasyonu ve peptidoglikan nedeniyle sıvıdan ziyade jel benzeri bir durumda var olduğu düşünülmektedir . Sitoplazmik ve dış zarlar arasındaki konumu nedeniyle, alınan sinyaller ve bağlanan substratlar, orada gömülü olan taşıma ve sinyal proteinleri kullanılarak sitoplazmik zar boyunca taşınmaya hazırdır .

Hücre dışı (dış) yapılar

Fimbria ve pili

Fimbria (bazen " ataşman pili " olarak adlandırılır ), Proteobacteria'nın birçok üyesinde dış zardan uzanan protein tüpleridir . Genellikle kısadırlar ve bakteri hücre yüzeyinin tamamında yüksek sayılarda bulunurlar. Fimbria genellikle bir bakterinin bir yüzeye (örneğin bir biyofilm oluşturmak için ) veya diğer hücrelere (örneğin patogenez sırasında hayvan hücreleri ) bağlanmasını kolaylaştırmak için işlev görür . Birkaç organizma (örn. Myxococcus ) , meyve veren cisimler gibi çok hücreli yapıların birleşmesini kolaylaştırmak için motilite için fimbria kullanır . Pili yapı olarak fimbriyaya benzer ancak çok daha uzundur ve bakteri hücresinde az sayıda bulunur. Pili , konjugasyon pili veya " seks pili " olarak adlandırılan bakteri konjugasyonu sürecinde yer alır . Tip IV pili (cinsiyet dışı pili) ayrıca bakterilerin kavrama yüzeylerine yardımcı olur.

S-katmanları

Bir S tabakası (yüzey tabakası), birçok farklı bakteride ve hücre duvarı görevi gördüğü bazı arkelerde bulunan bir hücre yüzeyi protein tabakasıdır . Tüm S-katmanları , iki boyutlu bir protein dizisinden oluşur ve simetrisi türler arasında farklılık gösteren kristal bir görünüme sahiptir. S-katmanlarının tam işlevi bilinmemektedir, ancak büyük alt tabakalar için kısmi geçirgenlik bariyeri görevi gördükleri öne sürülmüştür. Örneğin, bir S-katmanı , hücre dışı proteinleri, difüzyonlarını hücreden uzak tutarak hücre zarının yakınında tutabilir. Bazı patojenik türlerde, bir S-katmanı , konak savunma mekanizmalarına karşı koruma sağlayarak konak içinde hayatta kalmayı kolaylaştırmaya yardımcı olabilir.

Glikokaliks

Birçok bakteri hücre duvarlarının dışında glikokaliks adı verilen hücre dışı polimerler salgılar . Bu polimerler genellikle polisakkaritlerden ve bazen de proteinden oluşur . Kapsüller , Hindistan mürekkebi gibi boyalarla boyanamayan nispeten geçirimsiz yapılardır . Bakterileri fagositoz ve kurumadan korumaya yardımcı olan yapılardır . Balçık tabakası , biyofilm oluşturmak için bakterilerin diğer hücrelere veya cansız yüzeylere bağlanmasında rol oynar . Slime katmanları, hücre için besin rezervi olarak da kullanılabilir.

A- Monotrik ; B- Lofotrik ; C- Amfitrik ; D- Peritrik

kamçı

Belki de en çok tanınan hücre dışı bakteri hücre yapıları flagella'dır . Flagella, bakteri hücre duvarından çıkıntı yapan kamçı benzeri yapılardır ve bakteri hareketliliğinden (yani hareketten) sorumludur . Flagella'nın bakteri hücresi etrafındaki düzeni, gözlemlenen türe özgüdür. Yaygın formlar şunları içerir:

Bakteri kamçısı üç temel bileşenden oluşur: kırbaç benzeri bir filament, bir motor kompleksi ve bunları birbirine bağlayan bir kanca. Filament yaklaşık 20 nm çapındadır ve her biri binlerce flagellin alt biriminden oluşan birkaç protofilamentten oluşur. Demet bir kapakla bir arada tutulur ve kapsüllenmiş olabilir veya olmayabilir. Motor kompleksi, iç ve dış zarlarda kamçıyı sabitleyen bir dizi halkadan ve ardından filamentte dönme hareketini sağlayan proton tahrikli bir motordan oluşur.

Hücre içi (iç) yapılar

Gram pozitif bir bakterinin hücre yapısı

Ökaryotlarla karşılaştırıldığında , bakteri hücresinin hücre içi özellikleri son derece basittir. Bakteriler ökaryotlarla aynı anlamda organel içermezler . Bunun yerine, kromozom ve belki de ribozomlar , tüm bakterilerde bulunan, kolayca gözlemlenebilen tek hücre içi yapılardır . Bununla birlikte, bazıları aşağıda tartışılan daha karmaşık hücre içi yapılar içeren özelleşmiş bakteri grupları mevcuttur.

Bakteriyel DNA ve plazmitler

Ökaryotlardan farklı olarak , bakteri DNA'sı zara bağlı bir çekirdeğin içine alınmaz, bunun yerine bakteri sitoplazmasının içinde bulunur . Bu, hücresel bilginin translasyon , transkripsiyon ve DNA replikasyonu süreçleri aracılığıyla transferinin hepsinin aynı bölme içinde gerçekleştiği ve diğer sitoplazmik yapılarla, özellikle ribozomlarla etkileşime girebileceği anlamına gelir . Bakteriyel DNA iki yerde bulunabilir:

Bakteri DNA'sı kullanılarak paketlenmiş değildir histonları oluşturmak üzere kromatin olarak ökaryotlarda yerine yüksek ölçüde kompakt bir şekilde var olan süper sarılmış belirsiz kesin doğası yapısı. Çoğu bakteriyel kromozom daireseldir, ancak bazı lineer DNA örnekleri mevcuttur (örn. Borrelia burgdorferi ). Birden fazla kromozoma sahip bazı türler tanımlanmış olmasına rağmen, genellikle tek bir bakteri kromozomu mevcuttur.

Çoğu bakteri, kromozomal DNA'nın yanı sıra, plazmit adı verilen ve genellikle avantajlı olan ancak bakteriyel konakçıları için gerekli olmayan özellikleri kodlayan küçük bağımsız DNA parçaları da içerir. Plazmitler bir bakteri tarafından kolaylıkla kazanılabilir veya kaybedilebilir ve bir yatay gen transferi biçimi olarak bakteriler arasında transfer edilebilir . Dolayısıyla plazmitler, bir bakteri hücresindeki ekstra kromozomal DNA olarak tanımlanabilir.

Ribozomlar ve diğer multiprotein kompleksleri

Çoğu bakteride en çok sayıda hücre içi yapı, tüm canlı organizmalarda protein sentezi yeri olan ribozomdur . Tüm prokaryotlar (S = burada 70S sahip Svedberg ise birim) ribozomlar ökaryotlar büyük 80S içeren ribozomlar kendi içinde sitozol . 70S ribozomu , 50S ve 30S alt birimlerinden oluşur. 50S alt birimi 23S ve 5S rRNA'yı içerirken 30S alt birimi 16S rRNA'yı içerir . Bu rRNA molekülleri ökaryotlarda boyut olarak farklılık gösterir ve sayısı ve türü organizmalar arasında biraz değişebilen çok sayıda ribozomal protein ile kompleks oluşturur. Ribozom , bakterilerde en yaygın olarak gözlenen hücre içi multiprotein kompleksi iken, diğer büyük kompleksler meydana gelir ve bazen mikroskopi kullanılarak görülebilir .

hücre içi zarlar

Tüm bakteriler için tipik olmasa da, bazı mikroplar sitoplazmik zarlarına ek olarak (veya uzantıları olarak) hücre içi zarlar içerir. Erken bir fikir, bakterilerin mezozom adı verilen zar kıvrımlarını içerebileceğiydi , ancak daha sonra bunların, hücreleri elektron mikroskobu için hazırlamak için kullanılan kimyasallar tarafından üretilen eserler olduğu gösterildi . Örnek olarak bakteri hücre zarlarını içeren olan fototroflar , nitrifikasyon bakterileri ve metan - oksitleyici bakteriler. Hücre içi zarlar , iyi çalışılmamış Planctomycetes grubuna ait bakterilerde de bulunur , ancak bu zarlar ökaryotlardaki organel zarlara daha çok benzemektedir ve şu anda bilinmeyen bir işleve sahiptir. Kromatoforlar , fototrofik bakterilerde bulunan hücre içi zarlardır . Öncelikle fotosentez için kullanılırlar, bakteriyoklorofil pigmentleri ve karotenoidler içerirler .

hücre iskeleti

Prokaryotik hücre iskeleti, tüm yapısal için ortak adıdır filamanlar olarak prokaryotlar . Bir zamanlar prokaryotik hücrelerin hücre iskeletine sahip olmadığı düşünülüyordu , ancak görselleştirme teknolojisindeki ve yapı belirlemedeki son gelişmeler, bu hücrelerde filamentlerin gerçekten var olduğunu göstermiştir. Aslında ökaryotlardaki tüm önemli hücre iskeleti proteinlerinin homologları prokaryotlarda bulunmuştur. Hücre iskeleti elemanları , çeşitli prokaryotlarda hücre bölünmesi , koruma, şekil belirleme ve polarite belirlemede önemli roller oynar .

Besin depolama yapıları

Çoğu bakteri , her zaman çok miktarda besin içeren ortamlarda yaşamaz. Bu geçici besin seviyelerine uyum sağlamak için bakteriler , ihtiyaç zamanlarında kullanılmak üzere bolluk zamanlarında birkaç farklı besin depolama yöntemi içerir. Örneğin, birçok bakteri fazla karbonu polihidroksialkanoatlar veya glikojen şeklinde depolar . Bazı mikroplar gibi çözünür besin depolamak nitrat içinde vakuol . Kükürt çoğunlukla hücre içi veya hücre dışı olarak depolanabilen elementel (S 0 ) granüller olarak depolanır. Sülfür granülleri, elektron kaynağı olarak hidrojen sülfür kullanan bakterilerde özellikle yaygındır . Yukarıda bahsedilen örneklerin çoğu, bir mikroskop kullanılarak görüntülenebilir ve onları sitoplazmadan ayırmak için ince bir birim olmayan zar ile çevrilidir .

Kapanımlar

İnklüzyonlar , hücrenin metabolik aktiviteye sahip olmayan ve zarlarla sınırlı olmayan cansız bileşenleri olarak kabul edilir. En yaygın inklüzyonlar glikojen, lipid damlacıkları, kristaller ve pigmentlerdir. Volutin granülleri , kompleks halinde inorganik polifosfatın sitoplazmik inklüzyonlarıdır. Bu granüller metakromatik etki göstermelerinden dolayı metakromatik granüller olarak adlandırılırlar ; mavi boyalar metilen mavisi veya toluidin mavisi ile boyandıklarında kırmızı veya mavi görünürler.

gaz boşlukları

Gaz vakuolleri , bazı planktonik bakterilerde ve Siyanobakterilerde bulunan , genel hücre yoğunluğunu azaltarak bu hücrelere yüzdürme sağlayan membrana bağlı, iğ şeklindeki veziküllerdir . Fotosentez yapmaya devam edebilmeleri için hücreleri su sütununun üst kısımlarında tutmak için pozitif yüzdürme gereklidir . Yüksek derecede hidrofobik bir iç yüzeye sahip olan bir protein kabuğundan oluşurlar , bu da onu su geçirmez hale getirir (ve su buharının içeride yoğunlaşmasını engeller), ancak çoğu gaza karşı geçirgendir . Gaz keseciği içi boş bir silindir olduğundan, çevredeki basınç arttığında çökmeye eğilimlidir . Doğal seçimi gayet direncini en üst düzeye çıkarmak için gaz vezikülün yapısı ayarlanmış olan bükülen yerine bir örgülü hosepipe yeşil iplik gibi bir dış takviye protein, GvpC dahil. Gaz keseciğinin çapı ile çökeceği basınç arasında basit bir ilişki vardır - gaz keseciği ne kadar genişse o kadar zayıf olur. Bununla birlikte, daha geniş gaz kesecikleri daha verimlidir ve dar gaz keseciklerine göre birim protein başına daha fazla kaldırma kuvveti sağlar. Farklı türler, farklı çaplarda gaz kesecikleri üreterek, su sütununun farklı derinliklerini kolonize etmelerine izin verir (hızlı büyüyen, en üst katmanlarda geniş gaz kesecikleri olan oldukça rekabetçi türler; yavaş büyüyen, karanlığa adapte olmuş, güçlü dar gaz kesecikleri olan türler). daha derin katmanlar). Gaz keseciğinin çapı, farklı su kütlelerinde hangi türlerin hayatta kaldığını belirlemeye de yardımcı olacaktır. Kış karışımı yaşayan derin göller, hücreleri tam su sütunu tarafından üretilen hidrostatik basınca maruz bırakır. Bu, daha dar, daha güçlü gaz vezikülleri olan türleri seçecektir.

Hücre, gaz keseciklerini sentezleyerek su sütununda yüksekliğe ulaşır. Hücre yükseldikçe, artan fotosentez yoluyla karbonhidrat yükünü artırabilir. Çok yüksekse hücre fotoağarmaya ve olası ölüme maruz kalır, ancak fotosentez sırasında üretilen karbonhidrat hücrenin yoğunluğunu artırarak hücrenin batmasına neden olur. Karanlık saatlerde fotosentez ve karbonhidrat katabolizmasından oluşan günlük karbonhidrat oluşumu döngüsü , hücrenin su sütunundaki konumuna ince ayar yapmak, karbonhidrat seviyeleri düşük olduğunda ve fotosenteze ihtiyaç duyduğunda yüzeye çıkarmak için yeterlidir. hücrenin karbonhidrat seviyeleri yenilendiğinde zararlı UV radyasyonundan uzaklaşmak için . Aşırı karbonhidrat fazlalığı, hücrenin iç basıncında önemli bir değişikliğe neden olur, bu da gaz keseciklerinin bükülmesine ve çökmesine ve hücrenin çökmesine neden olur.

Mikro bölmeler

Bakteriyel mikro bölmeler, çeşitli enzimleri çevreleyen ve çevreleyen bir protein kabuğundan yapılmış yaygın, zara bağlı organellerdir. daha ileri düzeyde bir organizasyon sağlamak; bunlar, lipid membranlardan ziyade polihedral protein kabukları ile çevrelenmiş bakteri içindeki bölmelerdir. Bu "çokyüzlü organeller", ökaryotlarda zara bağlı organeller tarafından gerçekleştirilen bir işlev olan bakteri metabolizmasını lokalize eder ve bölümlere ayırır.

karboksizomlar

Karboksizomlar , Siyanobakteriler, Knallgasbakteriler, Nitroso ve Nitrobakteriler gibi birçok ototrofik bakteride bulunan bakteriyel mikro bölmelerdir. Morfolojileri faj başlarını andıran proteinli yapılardır ve bu organizmalarda karbondioksit fiksasyonu enzimlerini (özellikle ribuloz bifosfat karboksilaz/oksijenaz, RuBisCO ve karbonik anhidraz) içerirler. Bikarbonatın karbonik anhidraz tarafından karbon dioksite hızlı dönüşümü ile birlikte enzimlerin yüksek lokal konsantrasyonunun, sitoplazma içinde mümkün olandan daha hızlı ve daha verimli karbondioksit fiksasyonuna izin verdiği düşünülmektedir. Benzer yapıların, bazı Enterobacteriaceae'de (örn. Salmonella) 1,3-propandiole gliserol fermantasyonunun anahtar enzimi olan koenzim B12 içeren gliserol dehidratazı barındırdığı bilinmektedir .

manyetozomlar

Manyetozomlar , manyetotaktik bakterilerde bulunan ve kendilerini bir manyetik alan ( manyetotaksi ) boyunca algılamalarına ve hizalamalarına izin veren bakteriyel mikro bölmelerdir . Manyetotaksinin ekolojik rolü bilinmemektedir ancak optimal oksijen konsantrasyonlarının belirlenmesinde rol oynadığı düşünülmektedir. Manyetozomlar, mineral manyetit veya grejitten oluşur ve bir lipid çift katmanlı zarla çevrilidir. Manyetozomların morfolojisi türe özgüdür.

endosporlar

Belki de strese en iyi bilinen bakteri adaptasyonu endosporların oluşumudur . Endosporlar, birçok farklı kimyasal ve çevresel strese karşı oldukça dirençli olan ve bu nedenle bakterilerin normal vejetatif formlarında bu hücreler için öldürücü olabilecek ortamlarda hayatta kalmalarını sağlayan bakteriyel hayatta kalma yapılarıdır. Bu yayınlar sorgulanmasına rağmen endospor oluşumunun bazı bakterilerin yüz milyonlarca yıl (örneğin tuz kristallerinde) hayatta kalmasına izin verdiği öne sürülmüştür. Endospor oluşumu, Bacillus ve Clostridium gibi birkaç gram pozitif bakteri türü ile sınırlıdır . Üreme sporlarından farklıdır, çünkü hücre başına sadece bir spor oluşur, bu da endospor çimlenmesi üzerine hücre sayısında net kazanç sağlamaz. Bir hücre içindeki bir endosporun konumu türe özgüdür ve bir bakterinin kimliğini belirlemek için kullanılabilir. Dipikolinik asit , bakteri sporlarının kuru ağırlığının %5 ila %15'ini oluşturan ve endosporların ısı direncinden sorumlu olduğu düşünülen kimyasal bir bileşiktir. Arkeologlar, Mısır mumyalarının bağırsaklarından ve ayrıca Kuzey İsveç'teki binlerce yıllık olduğu tahmin edilen göl çökellerinden alınan uygun endosporlar buldular.

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar