Prokaryotik ve Ökaryotik Hücreler PDF

Prokaryotik ve Ökaryotik Hücreler Prof. Dr. Yasemin Müşteri Oltulu Öğrenim Hedefleri Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin farkını bilir. Gram pozitif ve negatif bakterilerin özelliklerini sayar. Kapsül oluşturan bakterilerin özelliklerini bilir. Ökaryotik ve prokaryotik hücrel...

Prokaryotik ve Ökaryotik Hücreler Prof. Dr. Yasemin Müşteri Oltulu Öğrenim Hedefleri Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin farkını bilir. Gram pozitif ve negatif bakterilerin özelliklerini sayar. Kapsül oluşturan bakterilerin özelliklerini bilir. Ökaryotik ve prokaryotik hücrelerdeki metabolik olayları açıklar. Prokaryot ve ökaryotik hücrelerin hareketini sağlayan yapıları tanımlar.  Yapılarına göre hücresel sınıflandırma Ökaryot-(Eukaryote) Prokaryot (pro+ karyon) (yun: eu-gerçek (yun:pro- önce) Karyon- nükleus (çekirdek) Prokaryot: çekirdeksiz hücre Ökaryot: çekirdekli hücre Taksonomi  Prokaryotik hücre Çok farklı çevrelerde yaşayabilirler A) Arkebakteriler (anaerobik) Zorlu ortamlarda yaşarlar. Örneğin; -Metanojenler ,Aşırı halofiller ,Aşırı termofiller Bataklık, okyanus dipleri, tuzlu sular ve sıcak asit kaynakları gibi yaşanmaz çevrelerde yaşarlar. B) Bakteriler: Aerobik yeşil fotosentetik bakteriler, mor fotosentetik bakteriler, mavi-yeşil algler, spiroketler, gram pozitif ve fotosentetik olmayan gram negatif bakteriler Prokaryotik Hücre Yapısı  Prokaryotik hücre yaşam tarzı Tek hücreli: Koloni (basit kümeler): bir film oluşturma Filamentöz :doğrusal sıralı hücreler şeklinde  Ökaryotik hücre Yaşayan organizmanın en küçük fonksiyonel ünitesi Her hücre kendi homeostazını sürdürür Her hücre dokunun, organın ve/veya organizmanın homeostazına katkı da bulunur Prokaryotlar ile sitoplazmik membranın yapısı ve işlevi benzerlik gösterir. Zarlarında bulunan protein türleri farklıdır ayrıca karbonhidratlar, steroller içerir.  Ökaryotik çeşitlilik Çeşitli protozoa çeşitleri Tek hücreli ökaryotlar en fazla çeşitlilik gösterirler Protistaların (Tek hücreli/ kolonal) ~ 60 000 Türü biliniyor. Ökaryotik hücre 100 kat  Nüklear cisimcik (genetik materyal) Ökaryotik Prokaryotik Bir nüklear membranla Nüklear membran yok çevrili Nükleolus (çekirdekçik) --yok var Nüklear cisimcik nükleus (çekirdek) --nükleoid olarak adlandırılır olarak adlandırılır  Kromozom- Genler Ökaryotik Prokaryotik Birden fazla kromozom- Tek bir dairesel kromozom- Histon proteinleri var Histon proteinleri yok. Plazmidler olarak isimlendirilen küçük DNA moleküllerine sahip olabilirler Haploid  4000 gen Genel olarak diploid/ Bazı mantar ve protozoa haploid (6 000- 50 000 gen ) -  Hücre bölünmesi Ökaryotik Prokaryotik Mitoz bölünme -----yok Genellikle ikiye bölünme Diploid organizmalarda eşey ana hücreleri mayozla bölünür  Hücre bölünmesi Ökaryotik Prokaryotik -Kromozomlar iğ iplikçikleri -Kromozomlar plazma vasıtasıyla ayrılırlar membranına bağlanmak -Bölünme süresi hücre tipine suretiyle ayrılırlar göre değişir. -Bölünme süresi  20 dk. Ör: Deri hücreleri her 10 saatte bölünürler Karaciğer hücreleri ölen hücreler olduğu zaman bölünürler Beyin hücreleri bölünmezler  Sitoplazmik yapılar Ökaryotlar Prokaryotlar Mitokondri, endoplazmik ---yok retikulum, golgi aparatusu, vakuoller ve lizozomlar gibi iç membranla çevrili organellere sahip  Sitoplazmik yapılar Ökaryotlar Prokaryotlar ribozom   60S ve 40S alt ünitelerinden 50S ve 30S alt ünitelerden oluşmuş 70 oluşmuş 80 S’lik ribozom S’lik ribozom  Sitoplazmik yapılar Ökaryotlar Prokaryotlar Hücre iskeleti var Hücre iskeleti yok daha basit bir organizasyon Mitotik iğcik var yok Fotosentez Fotosentez için kloropastlar yok. (Sitoplazmik membranda genişlemelerle)  Metabolizma ve Enerji yolları Hücresel yerleşim Ökaryotik Prokaryotik Mitokondri iç membran Plazma membranı iç yüz – Piruvat oksidasyonu – Piruvat oksidasyonu – Solunum zinciri – Solunum zinciri Mitokondri Matriks - Sitrik asit (krebs) döngüsü Sitoplazma: Sitoplazma: -Glikoliz -Sitrik asit (krebs) döngüsü -Fermantasyon -Glikoliz -Fermantasyon  Solunum enzimleri ve elektron transport zincirleri Ökaryotik Prokaryotik Mitokondride yerleşik Sitoplazmik membranda yerleşik -mezozom denilen bölgelerde Prokaryotik Elektron Transport Zinciri (aerobik)  Sitrik asit (Krebs) döngüsü - Ökaryotik Prokaryotik Mitokondride Sitoplazmada  Prokaryotik, Ökaryotik Hücre karşılaştırılması- Plazma Membranı Fosfolipid tabaka  Sitoplazmik membran (hücre membranı, plazma membranı) Ökaryotlar Prokaryotlar Karbonhidratları ve Sterolleri Karbonhidratları içermeyen, içeren sıvı fosfolipid tabaka genellikle sterollerden yoksun sıvı fosfolipid tabaka Endositoz (fagositoz ve --- yok pinositoz) ve ekzositoz var Prokaryotik Hücre Zarı (Sitoplazmik Zar) Görevleri Kendi üzerindeki tüm yapıların sentezi *Lipit sentezi Gr – bakterilerde lipopolisakkaritler *Mürein sentezi (hücre duvar peptidoglikanı) Aerobik türlerde elektron transportu ve oksidatif fosforilasyon DNA replikasyonunun ve hücre bölünmesinin düzenlenmesi Özelleşmiş enzim sistemlerinin yerleşimi – CO2 fiksasyonu – fotosentetik pigmentler – Azot fiksasyonu  Hücre duvarı Yapısal destek sağlayan sert ve gözenekli yapı  Hücre duvarı Ökaryotik Prokaryotik A-Bitki hücreleri, algler, ve mayalar genellikle sellüloz yada kitinden oluşan hücre duvarına sahip B- Hayvan hücreleri ve protozoa’ lar hücre duvarına sahip değil Hücre Duvarı: suyun hücre dışı ortamda daha yoğun olduğu durumlarda, hücrenin parçalanmasını önler. Viral enfeksiyonlara dirençte önemli  peptidoglikan Gram + hücre Teikoik asitler duvarı GRAM(+) hücre duvarı HÜCRE Lipoteikoik asit Plazma zarı protein O antijeni peptidoglikan Gram – hücre Braun’s duvarı lipopolisakkarit lipoproteini GRAM(-) HÜCRE Dış zar porin hücre duvarı Periplazmik aralık Plazma zarı  Gram + Hücre Gram – duvarı Hücre duvarı İnce peptidoglikan Kalın peptidoglikan Teikhoik asit içerir Teikhoik asit yok Dış membran – LPS – O - polisakkarid – Lipid A  Mantar hücre duvarı Çoğunluğu kitin yapısında Üç temel molekülden oluşur: 1- Kitin (N- asetilglukozamin polimerleri) 2- Glukan (Glukoz polimerleri) 3- Proteinler  Hücre duvarı Kapsül Gram – ve + hepsinde ……bazılarında bulunur var Yapı: Peptidoglikan yok. Yapı: Peptidoglikan var. Yoğun bir polisakkarit tabaka Görev: Hücrenin Görev: Bakterinin kurumasını engellemek/ immün bütünlüğünü sürdürmek sistemden kaçmaya yardımcı Biyofilm oluşturmak suretiyle adhezyon  Glikokaliks: (Hücre örtüsü) Bir çok bakteri hücre zarının yüzeyini saran, özellikle glikozdan zengin özel bileşik salgılar Yapı: Glikolipid  Glikoprotein GLİKOKALİKS: Kapsül ve ekstraselüler polisakkarit  Glikokaliks Prokaryot Ökaryot Bazı türlerde bulunur Bazı hücrelerde bulunur, hücreden Varlığı çevre/stres ve büyüme koşulları hücreye farklılık gösterir. Hücre yüzey belirteçlerini bulundurur. Görev: Tutunma, kurumaya karşı koyma, besin Görev: Plazma membranı stabilizasyonu, kaybına karşı, besinleri yakalama seçicilik, koruyuculuk ve tanıyıcı bölge Yapısal olarak iki şekilde bulunabilir. 1- Kapsül: Daha organize ve hücre duvarına sıkıca tutunmuş *tutunma- bakteri-bakteri /diğer objeler *Lökositler tarafında öldürülmeyi inhibe eder- fagositoza karşı koruma *Besin kaybına karşı bakteriyi korur 2- Slime (Mukoz) tabaka – daha az organize ve ince hücre duvarına gevşek bağlı *Kurumaya karşı koyma *Besinleri yakalama Prokaryotik glikokaliks Ökaryotik gikokaliks Hücrede biri bulunur  Kapsül yapısı konak hücrenin tepkisine karşı oldukça etkili bir korunum sağlar ve kapsül oluşturan bakteri türleri oluşturmayanlara göre daha fazla oranda hastalığın etkenidirler  Biyofilm Bir yüzeye yapışarak kendi ürettikleri polisakkarid bir matriks içine gömülü halde yaşayan mikroorganizmaların oluşturduğu topluluktur (koloni) Biyofilmin Oluşum Basamakları: Biyofilm tabakası, bakterileri başta klor olmak üzere dezenfektanlardan, besinsizlikten, kuraklıktan, pH dalgalanmalarından ve toksinlerden korur.  Biyofilm Nerelerde Oluşur? Biyofilmler özellikle immün sistemi baskılanmış hastalarda ve kalıcı tıbbi araç veya kateteri olan hastalarda ciddi infeksiyonlara yol açabilmektedir. Nazokomiyal infeksiyonların yaklaşık %65’inde mikroorganizmaların oluşturduğu biyofilmlerin sorumlu olduğu bildirilmektedir.  Hareket organları Ökaryotik Prokaryotik Bazı hücreler flagella veya Bazı bakteriler rotasyon silia taşıyabilirler, hareketi yaptıran tek bir Bir membranla çevrili fibrilden oluşan ve membranla mikrotübüllerden oluşmuş çevrili olmayan flagellaya sahip 9+2 mikrotübül Ökaryotik flagella  Bakteriyel flagella Flagellin proteninin altünitelerinden oluşmuş Fonksiyonu:kemotaksi- besinlere yönelim, zararlı ortamdan uzaklaşma  Bakteriyel flagella Fonksiyonu: besinlere yönelim, zararlı ortamdan uzaklaşma Bakteriyel flagella : Gr- ve Gr + bakterilerde yapısal farklılık gösterir  Bakteriyel Pilus (Latince saç anlamına gelir; çoğul hali pili de kullanılır): Bazı gram negatif bakterilerde bulunur Fimbrium Pili Bakterinin (bakteri olmayan) Bakteri hücrelerinin (özellikle bir yüzeye bağlanmasını Gram-negatif olanlarının) sağlayan kısa bir pilus, yüzeyinde olan, bakteriyel sayıları çok olabilir birleşme (konjugasyon) için gerekli olan saç gibi bir yapıdır Pilus ve fimbriumlar başlıca pilin proteinlerinden oluşur.  Bakteriyel pili Yapısal protein: Pilin Sadece gram (-) bakterilerde Fonksiyonları Cinsiyet pilileri: DNA transferi için bakteriyel hücreleri birleştirmek (Konjugasyon) Genel pili/fimbrium—adhezyon  Cinsiyet pilileri Pilus, piluslu bakteriden alıcı bakteriye DNA transferini sağlar  Prokaryotik ve Ökaryotik organizmaların karşılaştırılması Önemi: * Deneysel model olarak kullanılması *Tıp/ çevre sağlığı: Prokaryotik etkenli hastalıkların mekanizmalarının anlaşılması/tedavi-mücadele *Tarım, endüstri, biyoteknoloji, ve çevre düzenlemesi ve onarımı gibi insan etkinliklerinin birçok alanı, mikroorganizmalarının işlevlerinin anlaşılması Protozoal enfeksiyonlar bakteriyel enfeksiyonlara göre daha zor tedavi edilir. Anti-protozoal ilaçlar daha fazla toksiktir.  ÖZET Prokaryotlar Ökaryotlar Organizmalar bakteri, siyanobakteri protozoa, maya, bitki, hayvan Hücre linear büyük. 1-10 m 10-100 µm Metabolizma anaerobik - aerobik aerobik Organeller - nukleus, kloroplastlar, mitokondria, endoplasmik retikulum, vs. DNA Çembersel (sitoplazmada) Nuklear zara bağlı çok uzun linear moleküller RNA ve protein RNA ve protein RNA nukleusta; aynı kompartmanda sentezlenir Protein sitoplazmada sentezlenir Sitoplazma Hücre iskeleti yok: Sitoplasmik protein filamentlerinden oluşmuş akışkanlık yok, endositoz ve hücre iskeleti;sitoplazmik ekzositoz yok akışkanlık; endositoz ve ekzositoz Hücre bölünmesi Kromozomlar plazma membranına Kromozomlar iğ iplikçiklikler bağlanmak suretiyle ayrılırlar vasıtasıyla ayrılırlar Hücresel organisaz. Esasen tek hücreli Çoğunlukla çok hücreli,