Arkeler
Arkealar, fiziksel benzerlikleri nedeniyle başlangıçta bakteri oldukları düşünülen ("arkeabakteriler" şeklindeki ilk ismi açıklayan) bir grup organizmadır. Daha güvenilir genetik analizler, Arkelerin hem Bakterilerden hem de Ökaryotlardan farklı olduğunu ortaya çıkarmış ve 1977 yılında Woese tarafından önerilen Üç Alan Sınıflandırmasında Ökarya ve Bakterilerin yanında kendi alanlarını kazanmalarını sağlamıştır.
Bakterilerle Benzerlikler
Peki, neden başlangıçta arkelerin bakteri olduğu düşünülüyordu? Belki de en önemlisi, bir çekirdeğe veya başka zara sarılı organellere sahip olmamalarıdır; bu da onları prokaryotik kategoriye sokar (eğer geleneksel sınıflandırma şemasını kullanıyorsanız). Çoğu tek hücrelidir, 70S büyüklüğünde ribozomları vardır, tipik olarak birkaç mikrometre boyutundadırlar ve sadece eşeysiz olarak ürerler. Plazmidler, inklüzyonlar, flagella ve pili gibi bakterilerin sahip olabileceği yapıların çoğuna sahip oldukları bilinmektedir. Kapsüller ve slime tabakaları bulunmuştur ancak arkelerde nadir görülmektedir.
Arkeler başlangıçta asit, tuz veya sıcaklığın yüksek olduğu yerler gibi ekstrem ortamlardan izole edilerek "ekstremofiller" adını almış olsalar da, yakın zamanda bakteriler açısından zengin tüm yerlerden izole edilmişlerdir: yüzey suyu, okyanus, insan derisi, toprak vb.
Anahtar Farklılıklar
Plazma Zarı
Plazma zarının Arkelere özgü olan ve onları diğer alanlardan ayıran birkaç özelliği vardır. Bu karakteristiklerden biri de fosfolipid başı ile yan zincir arasındaki gliserol bağlantısının kiralitesidir. Arkelerde L-izomerik formdayken, bakteri ve ökaryotlarda D-izomerik formdadır. İkinci bir fark ise bakteri ve ökaryotlarda bulunan ester bağlı lipitlerin aksine gliserol ile yan zincir arasında eter bağının bulunmasıdır. Eter bağı membrana daha fazla kimyasal stabilite sağlar. Üçüncü ve dördüncü bir fark ise yan zincirlerin kendileriyle ilişkilidir; bakterilerde ve ökaryotlarda dallanmamış yağ asitleri, arkelerde ise izoprenoid zincirler bulunur. Bu izoprenoid zincirleri dallanan yan zincirlere sahip olabilir.
Son olarak, Arkenin plazma zarı, fosfolipitlerin izopren zincirlerinin bir tanesinin diğer taraftaki fosfolipitin izopren zincirleriyle bağlandığı monolayer olarak bulunabilir. Bakteriler ve ökaryotlar sadece zarın iki tarafının ayrı kaldığı lipid çift tabakalara sahiptir.
Hücre Duvarı
Bakteriler gibi, arkeal hücre duvarı da hücreyi çevreden ve hücre içi basınçtan korumak için tasarlanmış yarı sert bir yapıdır. Bakterilerin hücre duvarları tipik olarak peptidoglikan içerirken, bu özel kimyasal arkealarda eksiktir. Bunun yerine, arkeler organizmanın çevresine uyarlanmış çok çeşitli hücre duvarı tipleri sergiler. Bazı arkealarda hücre duvarı hiç yoktur.
Evrensel olmasa da, çok sayıda Arkea, hücre duvarının bir parçası olarak kabul edilen proteinli bir S katmanına sahiptir (S katmanının hücre duvarına ek bir yapı olduğu Bakterilerin aksine). Bazı Archaea'larda S-katmanı tek hücre duvarı bileşeniyken, diğerlerinde buna ek bileşenler katılır (aşağıya bakınız). Arkeal S-katmanı protein ya da glikoproteinden oluşabilir ve genellikle hücrenin plazma zarına sabitlenir. Proteinler, pürüzsüz bir dış yüzeye sahip iki boyutlu kristal bir dizi oluşturur. Birkaç S-katmanı iki farklı S-katmanı proteininden oluşur.
Arkeler peptidoglikandan yoksun olsa da, birkaçı psödomürin olarak bilinen benzer kimyasal yapıya sahip bir madde içerir. Psödomürin, NAM yerine NAG'ye bağlı N-asetilalosaminuronik asit (NAT) ve gücü artırmak için peptit ara köprüler içerir.
Metanokondroitin; bazı arkeal hücrelerde bulunan -ve omurgalılarda bulunan bağ dokusu bileşeni kondroitine benzer- bir hücre duvarı polimeridir.
Bazı arkealar, S tabakasına benzer bir kafes yapısından oluşan bir protein kılıfına sahiptir. Bu hücreler genellikle filamentöz zincirler halinde bulunurlar, ancak protein kılıfı tek tek hücreler yerine tüm zinciri kaplar.
Ribozomlar
Arkeler, bakterilerle aynı olan 70S boyutunda ribozomlara sahip olsa da, bilim insanlarına arkelerin bakterilerden ayrı bir alanı hak ettiğini savunmak için kesin kanıt sağlayan şey; rRNA nükleotid farklılıklarıydı. Buna ek olarak, arkeal ribozomlar bakteriyel ribozomlardan farklı bir şekle sahiptir ve arkealara özgü proteinler içerir. Bu da onlara bakterilerdeki ribozomal işlevi engelleyen antibiyotiklere karşı direnç kazandırır.
Yapılar
Bakterilerde bulunan birçok yapı, arkealarda da bulunmuştur, ancak bazen madde ve yapı farklılıklarına rastlanmıştır.
Kanüller
Arkealara özgü bir yapı olan kanüller, bazı deniz arkeal türlerinde keşfedilmiştir. Bu içi boş tüp benzeri yapıların bölünmeden sonra hücreleri birbirine bağladığı ve sonunda çok sayıda hücre ve tüpten oluşan yoğun bir ağa yol açtığı görülmektedir. Bu, bir hücre topluluğunu bir yüzeye sabitlemenin bir yolu olarak hizmet edebilir.
Hami
Arkelere özgü bir başka yapı da hamus olup, uzak ucunda üç kanca bulunan uzun sarmal bir tüptür. Hami, hücrelerin hem birbirlerine hem de yüzeylere bağlanmasına izin vererek bir topluluk oluşumunu teşvik ediyor gibi görünmektedir.
Pili
Pililerin arkealarda da gözlemlenmesi, muhtemelen bakteriyel pilinden modifiye edilmiş proteinlerin kullanıldığı anlamına gelir. Ortaya çıkan tüp benzeri yapıların yüzeylere tutturmak için kullanılabileceği gösterilmiştir.
Flagella (Kamçı)
Arkeal flagellum, hareketlilik için kullanılsa da, bakteriyel flagellumdan o kadar belirgin bir şekilde farklıdır ki, onu bakteriyel muadilinden ayırmak için "archaellum" olarak adlandırılması önerilmiştir.
Bakteriyel kamçı ile arkeal kamçı arasındaki benzerlik nedir? Her ikisi de hareket için kullanılır; burada hücre, hücreden uzanan sert bir filamentin dönmesiyle itilir. Bundan sonra benzerlikler sona eriyor.
Aralarındaki farklar nelerdir? Bir arkeal flagellumun dönüşü, bakterilerde kullanılan proton güdü kuvvetinin aksine ATP tarafından desteklenmektedir. Arkeal flagellumu oluşturan proteinler, bakteri flagellumundan ziyade bakteri pili içinde bulunan proteinlere benzer. Arkeal flagellum filamentinin içi boş değildir, bu nedenle flagellin proteinleri filamentin ucuna eklenmek yerine tabanına yerleştirildiğinde büyüme gerçekleşir. Filament birkaç farklı flagellin türünden oluşurken, bakteri flagellum filamenti için sadece bir tür kullanılır. Saat yönünde dönme bir arkeal hücreyi ileri doğru iterken, saat yönünün tersine dönme bir arkeal hücreyi geriye doğru çeker. Koşular ve yuvarlanmalar arasında bir değişim gözlenmez.
Sınıflandırma
Şu anda tanınmış iki arke familyası bulunmaktadır: Euryarchaeota ve Proteoarchaeota. Birkaç ek filum önerilmiştir (Nanoarchaeota, Korarchaeota, Aigarchaeota, Lokiarchaeota), ancak büyük ölçüde kanıtların yalnızca çevresel sekanslardan gelmesi nedeniyle henüz resmi olarak tanınmamıştır.
Önceki Ders: Bakteriler: Yüzey Yapıları
Yorumlar
Yorum Gönder