Bakteriyel Yapı ve Sınıflandırma
Bakteriyel yapı ve sınıflandırma, bakteriyoloji alanının, bakteri hücrelerinin nasıl inşa edildiğini ve bakterilerin muazzam çeşitliliğinin tutarlı bir adlandırma ve ilişki sistemine nasıl organize edildiğini tanımlayan bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu alan, prokaryotik hücrenin sitolojisini, zarfını ve şeklini, türlerin nasıl sınırlandırıldığı ve filogenetik bir taksonomiye nasıl düzenlendiği ilkeleriyle birleştirmektedir.
Tanım
Bakteriyel yapı ve sınıflandırma, prokaryotik hücresel anatominin tanımını ve bakterilerin fenotipik, kemotaksonomik ve genomik kanıtlara dayanarak taksonlara sistematik olarak sıralanmasını kapsamaktadır.
Kapsam
Bu alan, okuyucuyu prokaryotik hücre planına, hücre duvarı ve zarfının kimyasına ve mimarisine, bakteri hücrelerinin morfolojisine ve düzenlenişine, bakteriyel sınıflandırmanın polifazik ve genom tabanlı ilkelerine ve yapıyı laboratuvar tanımlamasına bağlayan diferansiyel boyama yöntemlerine (başta Gram boyama olmak üzere) yönlendirmektedir. Bu, bir referans genel bakış niteliğindedir; alt konuları ayrıntılı temel bilgileri içermektedir.
Alt konular
Temel sorular
- Prokaryotik hücreyi ökaryotik hücreden ayıran yapısal özellikler nelerdir?
- Hücre zarfının kimyası, Gram-pozitif ve Gram-negatif ayrımının temelini nasıl oluşturmaktadır?
- Bakteri türleri ve daha yüksek taksonlar hangi kanıtlara dayanarak tanımlanmakta ve adlandırılmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Prokaryotik hücre planı
- Hücre zarfı ve peptidoglikan
- Gram-pozitif ve Gram-negatif duvar tipleri
- Hücre morfolojisi ve düzenlenişi
- Polifazik taksonomi
- Genom tabanlı tür sınırlandırması
- Diferansiyel boyama
Temel kuramlar
- Üç Alanlı Filogenetik Sistem
- Küçük alt birim ribozomal RNA dizilerinin karşılaştırılması, hücresel yaşamı Bakteri, Archaea ve Eucarya olmak üzere üç alana ayırmakta, böylece doğal bakteriyel sınıflandırmanın temeli olarak morfoloji yerine moleküler filogeniyi tesis etmektedir.
Mekanizmalar
Bakteri hücreleri ortak bir mimariye sahiptir: zarla çevrili bir çekirdeği olmayan bir nükleoid, 70S ribozomları içeren bir sitoplazma, bir plazma zarı ve çoğu türde peptidoglikan içeren bir hücre duvarı bulunmaktadır. Ancak, zarf kimyası ve şekli açısından hem fonksiyonel hem de tanısal olarak önemli farklılıklar göstermektedirler. Peptidoglikan tabakasının kalınlığı ve organizasyonu ile dış zarın varlığı veya yokluğu, Gram-pozitif ve Gram-negatif zarf tiplerini tanımlamakta ve Gram boyama sırasında kristal-mor kompleksinin tutulmasını veya kaybını açıklamaktadır. Sınıflandırma, bu yapısal ve genomik çeşitliliği bir hiyerarşiye dönüştürmektedir: modern bakteriyel sistematik, fenotipik ve kemotaksonomik karakterleri dizi ve tüm genom verileriyle birleştirerek polifazik, filogenetik temelli bir taksonomi oluşturmaktadır.
Klinik önem
Gram reaksiyonu, hücre şekli ve düzenlenişi, klinik bir örnek üzerinde yapılan ilk gözlemler arasında yer almakta ve laboratuvarların izolatları nasıl tanımlayıp gruplandırdığını şekillendirmektedir; zarf yapısı ise Gram-pozitif ve Gram-negatif organizmalar arasındaki duyarlılıktaki birçok içsel farklılığın temelini oluşturmaktadır. Bu alan, tanısal mikrobiyolojide kullanılan yapısal ve taksonomik terminolojiyi açıklamaktadır; bu, açıklayıcı bir referans materyalidir ve bireysel tanı veya tedavi kararları için bir temel teşkil etmemektedir.
Kanıt ve kılavuzlar
Filogenetik çerçeve, ribozomal RNA ve tüm genom karşılaştırmalarına dayanmakta, tür sınırlandırması ise genom tabanlı kriterlerde birleşmektedir; taksonların önerilmesi ve uzlaştırılmasına yönelik resmi kurallar ise bakteriyel sistematik üzerine uluslararası komitelerden türemektedir. Standart mikrobiyoloji ders kitapları yapısal açıklamayı sentezlemektedir.
Tarihçe
Erken bakteriyoloji, organizmaları şekillerine, boyanma davranışlarına ve fizyolojilerine göre sınıflandırmıştır. 1880'lerde Gram boyamasının tanıtılması, tıbbi bakteriyolojinin büyük bir kısmını organize eden yapısal bir ikilik sağlamıştır; yirminci yüzyılın sonları ise sınıflandırmanın temelini morfolojiden moleküler filogeniye kaydırmış, bu durum üç alanlı sistemle ve daha yakın zamanda genom tabanlı taksonomilerle sonuçlanmıştır.
Tartışmalar
- Bir bakteri türünü hangi kanıtlar tanımlamalıdır?
- Bakteriyel sistematik, DNA-DNA hibridizasyonu ve fenotipik polifazik kriterlerden tüm genom ölçütlerine doğru ilerlemiştir ve türlerin sınırlandırılmasında fenotip ile genom dizisine verilen göreceli ağırlık hala tartışma konusu olmaya devam etmektedir.
Öne çıkan isimler
- Carl Woese
- Hans Christian Gram
- Thomas Silhavy
İlgili konular
Temel eserler
- woese-1990
- wayne-1987
- silhavy-2010
Sıkça sorulan sorular
- Bakteriler neden hücre zarflarına göre sınıflandırılmaktadır?
- Zarf kimyası, özellikle peptidoglikan miktarı ve dış zarın varlığı, Gram-pozitif ve Gram-negatif tipleri tanımlamakta ve birçok yapısal ve fizyolojik farklılıkla ilişkilendirilmektedir; bu nedenle, moleküler filogeninin yanı sıra uzun süredir pratik bir düzenleyici özellik olmuştur.
- Bakteriyel sınıflandırma görünüme mi yoksa genetiğe mi dayanmaktadır?
- Modern bakteriyel taksonomi polifazik ve filogenetiktir: şekil ve boyama hala faydalı tanımlayıcılar olarak kalmakla birlikte, temel sınıflandırma ribozomal RNA ve tüm genom dizisi karşılaştırmalarına dayanmaktadır.