Bakteri Hücre Yapısı. Dr.Cumhur Özkuyumcu

Transkript

1 Bakteri Hücre Yapısı Dr.Cumhur Özkuyumcu 1

2 2

3 Hücre 1665 Robert Hooke Matthias Schleiden Theodore Schwann Proto(ilk)plasm(öz)a Nükleus Nükleer membran Nükleoid Sitoplasma 3

4 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

5 Büyütme Çözünürlük 200nm. Parlak Işık Faz Kontrast Karanlık Alan Flöresan 5

6 Işık Mikroskobu Oküler Objektif Kondensatör Ayar düğmeleri Işık kaynağı 6

7 Yeşil alg, Ökaryot Fototropik bakteri, Prokaryot 7

8 Normal Işık Mikroskop Saccharomyces cerevisiae 8

9 Frits Zernike, 1936 Faz-kontrast mikroskop Saccharomyces cerevisiae 9

10 Karanlık alan mikroskop Saccharomyces cerevisiae 10

11 Cyanobacteria Işık Mikroskop Floresan Mikroskop 11

12 Leucothrix mucor, acridine orange, 12

13 Elektron Mikroskop scanning electron microscope transmission electron microscope 13

14 differential interference contrast microscopy colfocal scanning laser microscopy 14 atomic force microscopy

15 Preparat Hazırlanması Kromofor Bazik Boyalar Kristal viyole Metilen mavisi Malasit yeşili Safranin Asidik boyalar Negatif boyama Eozin Asit Fuksin Nigrosin 15

16 Boyama Yöntemleri Basit Mordant Metilen mavisi, karbolfuksin, kristal viyole, safranin Ayırt edici Gram Aside Dirençli Boyama Özel Kapsül Endospor Flagella 16

17 Gram Hans Christian Gram, 1884 Mikrobiyolojinin en önemli boyası Safranin yerine fuksin 17

18 Gram Boyama Bazı bakteriler kötü boyanır, Eski kültürler kötü boyanır, Enfeksiyon hastalığı tedavisinde yol göstericidir. 18

19 Gram pozitif kok 19

20 20

21 Gram-negatif kokobasil 21

22 22

23 Gram-pozitif flamentöz basil 23

24 Aside Dirençli Boyama Mycobacterium tuberculosis Mycobacterium leprae Nocardia Karbol fuksin Asit-alkol Metilen mavisi 24

25 Aside Dirençli Boyama 25

26 Aside Dirençli Boyama 26

27 27

28 Negatif boyama 1.-Adım 2.Adım Welch yöntemi :Çini mürekkebi, Nigrosin :Safranin Sıcak kristal viyole Bakır sülfat ile yıkama 28

29 Schaeffer-Fulton Boyası Malasit yeşili, 5 dakika, sıcak 30 saniye yıkama Safranin 29

30 30

31 31

32 Flagella Tannik asit tuzları 32

33 Ökaryotik Hücre 33

34 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

35 Ökaryotik Hücre Sitoplazmik membran Membran protein Fosfolipid Bitki hücreleri Selüloz Hareket Organelleri Flagella Clia 35

36 Bacteria,Archae Hücre Duvarı Sitoplazmik membran Ribosom İnklüzyonlar Karbon, Nitrojen, Sülfür, Fosfor Nükleoid Flagella 36

37 Prokaryot-Ökaryot Büyüklük Çekirdek Membran kaplı organel Kapsül Hücre duvarı Plasma membranı Ribozom Kromozom Hücre bölünmesi 37

38 Prokaryot Şekilleri 38

39 Prokaryot Şekilleri 39

40 Epulopiscium fishelsoni Paramecium m. 40

41 Küçük Olmanın Önemi Nedir? 41

42 Prokaryot-Ökaryot Filogenetik grup Bacteria, Archae Eukarya: Alg, fungus, protozoa, bitki, hayvan Büyüklük <0.2-2 m m Nükleer yapı Membran -/+ Nukleolus -/+ Histon -/+ 42

43 Prokaryot-Ökaryot Sitoplazmik membran Sterol -/+ Hopanoid +/- Ribozom 70S 80S (mitokondri ve kloroplast ribozomları hariç) Membranöz organeller -/+ Hücre duvarı +/Hepsinde değil ama basit var Endospor +/- 43

44 Glikokaliks Hücredışı polimer Polisakkarit Bacillus antracis Poli-D-glutamik asit Streptococcus pyogenes Hyaluronik asit Kapsül Slime Türden türe farklı Ag farklı 44

45 Glikokaliks Quellung reaksiyonu Virulans Tutunma Fagositoz Toksik Ab güç etkili Aşı çalışmaları 45

46 Glikokaliks Slime layer Deri, kalp kapakları, kateter Streptococcus mutans 46

47 HÜCRE DUVARI 47

48 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

49 49

50 50

51 BAKTERİ DUVAR SENTEZİ 51

52 52

53 53

54 54

55 55

56 56

57 57

58 58

59 59

60 60

61 61

62 62

63 PBP Enzim Sitoplazmik membran Transpeptidasyon, karboksipeptidasyon PBP 1a, 1b, 2, 3, 4, 5, 6 63

64 Gram-Pozitif Bakteri Hücre Duvarı Peptidoglikan Teikoik Polisakkaritler 64

65 40 kat %50 Duvar ağırlığı %10 Hücre ağırlığı 65

66 Teikoik Asit Suda eriyebilen polimerler Fosfodiester bağları ile bağlanmış ribitol veya gliserol fosfat, buna bağlı şeker veya aminoasit (Dalanin) Ribitol teikoik asit (duvar teikoik asiti) Gliserol teikoik asit (lipoteikoik asit, membran teikoik asiti) Fosfat yoksa teikuronik asit sentezlenir. 66

67 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

68 Polisakkaritler Nötral şekerler Mannoz Arabinoz Galaktoz Ramnoz Glukozamin Asidik şekerler Glukuronik asit Mannuronik asit 68

69 Gram Negatif Bakteri Duvarı Peptidoglikan Lipoprotein Dış membran Fosfolipid Lipopolisakkarit 69

70 70

71 71

72 Lipoprotein Peptidoglikan ve dış membran arasında Türe özgül değil DAP Dış membranı stabilize eder 72

73 Dış membran Fosfolipid Lipopolisakkarit Asimetrik Hidrofobik molekülleri dışarı atabilme Hidrofilik moleküller 73

74 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

75 Dış membran Yüksek negatif yük Fagositoz Kompleman etkisi Bariyer Antibiyotik Lizozim Deterjan Ağır metal Safra tuzları 75

76 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

77 77

78 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 79

80 Protoplastlar, Sferoplastlar, L formları Lizozim (muramidaz) 1,4 Ter, tükrük, nasal sekresyon EDTA+Lizozim Otolitik enzimler: Glikozidaz, amidaz, peptidaz Gram pozitif bakteri protoplast Gram negatif bakteri sferoplast L form 80

81 81

82 82

83 83

84 Sitoplazmik Membran 8 nm. Kalınlığında Fosfolipid, protein, KH 84

85 85

86 Sterol %5-25 total lipid (membrandaki) Metanotropik bakteriler Mycoplasma Hopanoid C30 hopanoid diploptene Mozaik Mg ++ ve Ca ++ 86

87 Fonksiyonları Geçirgenlik ve Transport Elektron transportu ve oksidatif fosforilasyon Hidrolitik enzimlerin salınması Biyosentez Reseptör 87

88 Giriş Yolu Değişik moleküllere karşı membranın geçirgenliği Aquaporin 88

89 Membran Geçişi Basit taşıyıcı Grup translokasyonu ABC 89

90 Membran taşıyıcı sistemi Uniporter Tek yönlü Tek molekül Symporter Tek yönlü İki molekül Antiporter Çift yönlü İki molekül 90

91 Lac Permeas E.coli LacY permease ile diğer basit taşıyıcıların karşılaştırılması 91

92 Grup Translokasyonu Fosfonotransferaz Sistem Glukoz, Mannoz, Fruktoz 92

93 ATP Binding Cassette Periplasmik saha PP Binding protein Membranespanning ATP 93

94 Elektron Transportu ve Oksidatif Fosforilasyon ETS, Flavoprotein, Demirli protein, Sitokrom 94

95 Hidrolitik Enzimlerin Salınması Periplazmik aralık Dış ortam Enzim ve toksinlerin 95

96 Sekresyon Pompaları Tip I Doğrudan, Devamlı Tip II Ayrı, Multiprotein Tip III Doğrudan, Kontakt Tip IV Ökaryotik Hücre Bakteri-Bakteri veya Bakteri- Polipeptid toksin Protein-DNA kompleksi Tip V Ayrı, Sinyal sekans Refakatçi 96

97 97

98 Biyosentez Hücre duvarı Fosfolipid DNA 98

99 99

100 Ftz Proteinleri Flamentous temprature sensitive Divisom FtzZ, FtzA ve FtzI 100

101 Hücre Membranını Etkileyenler Deterjanlar Lipofilik Hidrofilik Deterjan etkisi gösterenler Polimiksin Sentezini engelleyenler Novobiocin Nalidiksik asit İyonofor Valiomisin 101

102 Nükleoid Feulgen pozitif Yok Membran Mitotik aygıt Histon Tek kromozom, çift sarmal, çembersel (3x10 9 ) dalton 1 mm. Uzunluğunda DNA, RNA, RNApolimeraz, proteinler İstisna Vibrio cholerae Brucella melitensis Borrelia burgdorferi 102

103 PLAZMİD Kromozom dışı DNA Çoğalabilir Aktarılabilir Varlığı şart değil Direnç Biyolojik özellikleri Ekzotoksin 103

104 TRANSPOZONLAR Kromozom dışı DNA Çoğalamaz Aktarılabilir Yer değiştirir Şart değil Direnç 104

105 RİBOZOM 105

106 RİBOZOM ribozom/hücre Protein, rrna Prokaryotik 70S Ökaryotik 80S Swedberg ünitesi Streptomycin, 30S Gentamycin, 30S Kloramfenikol, 50S Eritromisin, 50S 106

107 GRANÜLLER 107

108 GRANÜLLER Metakromatik granüller, Volutin tanecikleri İnorganikfosfat Corynebacterium diphtheriae Polisakkarit granülleri Glikojen, Nişaşta İyot Lipid poly- -hyroxybutric acid Sudan Thiobacillus, Sülfür granülleri 108

109 GRANÜLLER carboxysome ribulase 1,5- diphosphate carboxylase Gas vezikülleri Proteinle çevrili Suyun derinlikleri Magnetosome Manyetit,Fe

110 BAKTERİ YAPISI Flagella Fibriae ve Pili Spor 110

111 Flagella Flagellum Flagella Hareket Flagella Seğirme Kayma hareketi Gas vezikülleri İnce, nm. Değişik şekiller 111

112 112

113 113

114 114

115 115

116 116

117 C ring 117

118 KİM HIZLI 60 hücre/saniye 25 boy/saniye 118

119 119

120 120

121 Fototaksis Kemotaksis Aerotaksis Elektron akseptör taksis 121

122 122

123 Fimbriae-Pili Fimbria-Pilus Gram-negatiflerde Gram-pozitiflerde yok Corynebacterium renale Normal Pili Tutunma Seks Pilisi Konjugasyon 123

124 Tip I-VI Hemaglütinasyon oluşturma Mannozun hemagglütinasyonu engellemesi Tip IV F Fimbria Uzun Seğirme hareketi Konjugasyon Depolimerizasyon Fimbria-Pili 124

125 Endospor, Spor Bacillus Clostridium 125

126 126

127 Spor Yapısı Kor (spor protoplastı) Nükleoid Sitoplazma Sitoplamik yapılar Membran ETS Kalsiyum dipikolinik asit 3-fosfogliserat 127

128 Kor İç Membran Korteks En kalın Peptidoglikan Zayıf çapraz bağ Dış Membran Kılıf (manto) Keratin benzeri protein Ekzospor Lipoprotein Spor Yapısı 128

129 129

130 Asitte Eriyebilen Küçük Protein Small Acid-Soluble Protein DNA yı korumak Karbon ve enerji kaynağı 130

131 131

132 132

133 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

134 134

135 Vejetatif Hücre-Endospor Mikroskobik görünüm Kalsiyum içeriği Dipikolinik asit Enzimatik aktivite Metabolizma Makromolekül sentezi mrna Isıya direnç 135

136 Vejetatif Hücre-Endospor Radyasyona, Kimyasallara direnç Boyanabilme Lizozim etkisi Su içeriği SASP Sitoplazmik ph 136

137 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

138 Prokaryot-Ökaryot Büyüklük Çekirdek zarı Çekirdekçik DNA Bölünme Sitoplazmik membran Ribozom Sitoplazmik organel Solunum sistemi Hücre duvarı Endospor Gaz vezikülleri Seksüel çoğalma 138