Çevrimdışı

1970'lerde yapılan çalışmalarda arkeler farklı bir yaşam biçimine sahip canlılar olarak kabul edilmişti.
1990'larda yapılan çalışmalarla sistematik üzerine çalışan bilim insanları bu canlıları bakterilerden ayırmayı önermişlerdir. Bu ayrımı arkelerin hücresel, metabolik ve filogenetik özellikleri ile gen yapılarına bakarak yapmışlardır.

Günümüzde arkeler ile ilgili olarak yapılan çalışmaların çoğu bu canlıların sistematik özellikleri ile ilgili değil, ekolojik özellikleri ile ilgilidir. Prokaryot hücreli canlılar olan arkeler yaşadıkları zorlayıcı şartlar nedeniyle ilgi odağı olmuştur.
Arkeler, kaynayan jeotermal kaynaklardan, yanardağ bacalarının etrafına, derin deniz termal çukurlarından, tuz göllerine, yüksek asit ve yüksek bazik özelliğe sahip sular ve topraklara kadar son derece zorlayıcı şartlarda (aşırı tuzluluk, yüksek sıcaklık, düşük pH vb.) yaşayabilen canlılardır.

Yakın zamana kadar arkelerin sadece diğer canlıların bulunmadığı şartlarda yaşayabildikleri düşünülmesine rağmen günümüzde ılımlı koşullarda (ortalama tuzluluk, sıcaklık ve pH vb.) başka gruplar ile birlikte de yaşayabildikleri saptanmıştır.
Zorlayıcı şartlara uyum sağlamış bu canlıları yaşadıkları çevresel koşullara bağlı olarak dört grupta inceleyebiliriz.


Metanojenik arkeler (metanojenler): CO2'i hidrojen ile birleştirip metan (CH4) gazı oluşturarak enerji elde ederler. Zorunlu anaerob olan bu gruba oksijen zehir etkisi yapar. Bataklıklarda, kirli sularda, çiftlik gübresinde, çöplerde ve otçul canlıların sindirim sistemlerinde bol miktarda bulunur.
Buralarda çürümekte olan artık maddelerde beslenirler.

Bazıları karbon dioksit ve hidrojen kemosentez yoluyla besin üretir. Metanojenlerin bazı türleri otçul canlıların sindirim sisteminde yaşarlar ve selülozun parçalanmasında etkilidirler. Bazı türlerinin volkanik bölgelerde 110 derecede yaşadıkları görülmüş ve 84 derecenin altında yaşayamadıkları tespit edilmiştir.
Aşırı tuzcullar (halofiller): Bu grupta yer alan arkebakteriler, çok tuzlu ortamda yaşayabilirler. Tuz gölü ve Kızıldeniz gibi tuzlu yerlerde yaşar. Tuzluluk derecesi %36 olan ortamlarda rahatça yaşadıkları tespit edilmiştir. Bazı türler gelişebilmek için deniz suyundan on kat fazla tuz oranına ihtiyaç duyar. Klorofilleri bulunduğu için fotosentez yaparlar.

Aşırı termofiller: Sıcak ortamlarda yaşar. Bu canlılar için en uygun sıcaklıklar 65-85 °C arasında değişmekle birlikte bazı türler 105 °C ve daha yüksek sıcaklıklardaki yanardağ bacalarının etrafında ve derin deniz termal çukurlarında da gelişme gösterebilir.

Soğuk seven (psikrofilik arke): Bu grubun üyelerinin %80'inden fazlası sıcaklığı 5 °C'un altındaki alanlarda yaşar. Soğuk seven arke türleri neredeyse suyun donma noktasındaki zorlayıcı yaşam şartlarına direnç gösterir. Bu şartlarda yaşayabilmek için enzim aktivitesini, hücre zarı akışkanlığını, protein yapılarını, besin maddelerinin ve artık ürünlerin hücreye giriş çıkışını değiştirebilir. Soğuk seven arkelerin sahip oldukları bu özellikler sayesinde biyoteknolojik çalışmalardaki yerleri her geçen gün artmaktadır.

Arkelerin Gram boyanmaları, şekilleri, solunum ve beslenmeleri gibi fiziksel ve kimyasal özellikleri bakterilere benzer. Arkeler yukarıdaki gruplamanın dışında bu özellikleriyle de gruplandırılabilir.

Biyolojik ve ekonomik özellikleri açısından bakıldığında arkeler, özellikle ılıman şartlarda yaşayan bakterilerin yaşayamadığı koşullarda yaşayabilirler ve bozulmadan kalabilen dirençli enzimlere sahiptir. Bu enzimler, endüstride pek çok tepkimenin gerçekleşmesinde, atık metallerin zehirli özelliklerinin azaltılmasında, kalitesi düşük metal cevherlerinin biyolojik yollarla kullanılabilir hale getirilmesinde vb. kullanılmaktadır. Ayrıca metallerin bulaşması ile kirlenmiş suların yeniden kullanılabilir hale gelmesinde ve boya endüstrisinin anaerobik arıtma tanklarında bulunan atık suyun yeniden temizlenmesinde de arkelerden yararlanılmaya başlanmıştır. Çiftliklerde çöpler ve hayvan gübresi üzerinde gelişebilen metanojen arkeler ise biyogaz olarak adlandırdığımız metan gazını oluşturur. Ayrıca otçul canlıların bağırsaklarında selüloz sindiriminde etkilidir.


Onlar bakterilerle birlikte dünyamızın en eski sahipleridir. Yaşam sahnesine yaklaşık üç buçuk milyar yıl önce çıktıkları tahmin edilmektedir. Bunlar en eski ve en ilkel organizma olarak bilinir. Fakat bilim adamları onların farkına ancak otuz yıl önce varabildi.
Bugün bu organizmalara arkeler denilmekte fakat ilk keşfedildikleri 1970?li yıllarda arke bakteriler (eski bakteriler) olarak tanımlanmışlardır. Çünkü bu canlıların doğadan yalıtılan ilk örneklerinin yaşadıkları ortamlar oksijensiz, bol kükürtlü ve sıcaklığın yüksek olduğu yerlerdi. Bunlar, dünyamızda yaşamın da başladığı kabul edilen ilk zamanlardaki yeryüzü koşullarına benziyordu. Ayrıca bu mikroorganizmalar ,bakteriler gibi prokaryottu(çekirdek zarı içermeyen tek hücreli canlı) ve onlarla aynı ortamlarda yaşıyordu. Bu nedenle bunlara arke bakteriler, bakterilere de öbakteriler yani ?gerçek bakteriler adı verilmişti.
Fakat bir süre sonra , moleküler biyoloji tekniklerine dayalı moleküler sınıflandırma araştırmalarından elde edilen bulguların artmasıyla, arkelerin bir tür bakteri olmayıp onlardan farklı bir prokaryot grubu olduğu anlaşıldı. Hatta bu bulgular, arkelerin bakterilere olan yakınlıklarının bu organizmaların insan ya da meşe ağacına olan yakınlıklarından daha fazla olmadığını gösteriyordu. Moleküler biyoloji devrimi, insanlığa ve bilim dünyasına bu kez yeni ve büyük canlı grubunu armağan ediyordu.
Arkelerin bulunması , bilim adamlarının doğaya bakışında önemli değişikliklerin meydana gelmesine yol açtı. Bu etki her geçen gün artarak devam etmektedir. Yaşadıkları olağan dışı ortamlar diğer hiçbir canlıda görülmeyen genetik ve metabolik özellikleri , canlılığın kökeni ve biyolojik evrim konusunda sunduğu bilgiler, yüksek organizasyonlu canlılara(ökaryotlar) olan benzerlikleri , biyoteknolojik önemleri vb. özellikleriyle arkeler, insanlığın ilgi odağına girmeye başladı.
Arkelerin keşfi, bilim dünyasındaki ilk etkisini, canlıların sınıflandırılması ve gerçek bir soy ağacının oluşturulmasında göstermiş bulunuyor. Bu konular, özellikle biyolojik evrimle yakından ilgili olduğu için çok önemlidir. Antik çağın büyük doğa bilgini Aristoteles ?ten beri , canlıların sınıflandırılmasında sorunlar yaşanmaktaydı. Bunun nedeni, sınıflandırılmada kullanılan ölçütlerin kimi zaman canlılar arasındaki gerçek evrimsel bağların yani akrabalık ilişkilerinin ortaya çıkmasında yardımcı olmamasıdır. Yani kim kimden önce evrimleşti, hangi canlı hangi başka canlıyla ortak atayı paylaşıyordu. Bu durum birçok noktada belirsizlik taşıyordu. Gözle görünür özelliklere dayanan sınıflandırma, özellikle yüz binlerce tür içeren mikroskobik canlılarda pek yararlı olmamaktaydı.
Bu nedenle 20. yüzyılın ortalarına dek mikroorganizmalar, sınıflandırma güçlüğü olan basit bitki hayvan alt grupları olarak kabul ediliyordu.
Araştırmacılar 1960?lı yıllardan başlayarak canlıların sınıflandırmasında protein, deoksiribonükleik asit ve rübonükleik asit moleküllerini kullanmaya başladı. Çünkü, ortak bir atadan evrimleştikleri için tüm canlılar ortak bir moleküler kalıtı paylaşmaktadır. Milyarlarca yıldır süre gelen evrimleşme süreci içerisinde bu moleküllerin yapısında birçok kalıcı değişime(mutasyon) meydana geldi ve hala meydana gelmektedir. Fakat bu moleküller her canlıda farklı bir çünkü yaşadıkları için, geçirdikleri değişimin boyutu da farklı oluyor. Doğal olarak, birbirlerine daha yakın (akraba) canlıların molekülleri arasındaki fark daha az, uzak olanlarında ise fazladır. Bu durumu insanlardan bir örnek vererek açıklamak vererek açıklamak gerekirse, bir bireyin sahip olduğu büyük ve küçük kan grupları en fazla ana, baba ve kardeşlerine benzemekte de, diğer insanlarla olan benzerlik ise, akrabalık derecesine bağlı olarak azalmaktadır.
Bu gelişmeler dayalı olarak Carl Woese ve George Fox 1977 yılında yayınladıkları bir makale ile, canlıları hücrelerinde protein sentez fabrikaları olarak iş gören ribozomların bileşiminde yer alan ribozomal RNA moleküllerinin nükleotid dizilerinin karşılaştırılması sonucu, dünyamızdaki tüm canlıların üç büyük üst alem içinde yer aldığını açıkladılar. Günümüzdeki şekli ile bunlar:
1. Bakteriler(bacteria)
2. Metanojen(metan gazı üreten), Hiperhalofil (çok tuzcul) ve Hipertermofilleri (çok sıcak sever) içeren arkeler(archaea)
3. Ökaryotlar
Görüldüğü gibi ,arkelerle yapılan moleküler sistematik araştırmalar genişleyerek, tüm canlılar arasındaki gerçek evrimsel ilişkilerin ortaya çıkmasını sağlamış bulunuyor.



EKONOMİK OLARAK İLİŞKİSİ
Moleküler biyolojide temel rolü olan genetik transkripsiyon ve translasyon mekanizmaları bakterilere pek benzemeyip, çoğu bakımdan ökaryotlara benzemektedir. Örneğin arke translasyonu ökaryotik-benzeri başlatma (initiation) ve uzatma (elongasyon) faktörleri kullanır, trankripsiyonda ökaryotlardaki gibi TATA-bağlanma proteinleri ve TFIIB rol oynar. Çoğu arke tRNA ve rRNA genlerinde arkelere has intronlar bulunur ki bunlar ve ökaryotik intronlara, ne de bakteryel intronlara benz farklı kılan çeşitli başka özellikler vardır. Bakteri ve ökaryotlarda olduğu gibi arkaelerde de gliserollu fosfolipitlere sahiptirler. Ancak arke lipitlerinin üç özelliği değişiktir:
Arke lipitlerindeki gliserolun stereokimyası bakteri ve ökaryotlardakinin tersidir. Bu, farklı bir biyosentetik yol olduğuna işarettir.
Çoğu bakteri ve ökaryotun hücre zarları gliserol-lipit Lipit, hem bitki hem de hayvan hücrelerinde yedek madde olarak depolanan maddeler.

Çoğu bakteri ve ökaryotun hücre zarları gliserol-lipitesterlerinden oluşur, oysa arkelerin zarları gliserol-lipit Ester Alm. Ester m, Fr. Esther m, İng. Ester. RCOOR1 genel formülü ile gösterilen organik bileşikler sınıfı. R ve R1 alkil gruplarını temsil eder. Çok Ünlü olan elde edilmesi, asitlere alkollerin etki ettirilmesiyledir:

RCOOH + HOR1 ® RCOOR1 + H2O

asit alkol ester su

Esterlerin adlandırılması, karboksilli asitlerin tuzlarının adlandırılması gibidir. HCOOCH3, formik asit ile metil alkolden elde edilir ve adı metil formiyattır.

CH3 COOC2H5 = Et

eterlerinden oluşur. Bakterilerde eter bağlantılı lipitler olsa dahi bunlardaki gliserol sterokimyası bakteriyel biçimdedir. Arke lipitleri Eter Alm. Ather m, Fr. Ether m, İng. ether. Karbon, hidrojen ve oksijenden meydana gelen, R-O-R1 genel formülü ile gösterilen organik maddeler sınıfından herhangi bir üye. R ve R1 alkil veya aril gruplarıdır (R ve R1 aynı bir grup veya ayrı da olabilirler. Aynı olmaları halinde eter basit bir eterdir. Farklı iseler karışık eter sözkonusu olur). Bu sınıfın en tanınmış üyesi, anestezik (uyuşturucu) bir madde olan dietileter (veya kısaca ?eter?)dir.


Bu beş karbonlu bileşik bakteri ve ökaryotlardaki bazı vitaminlerde yer almasına rağmen, yalnızca arkeler onu lipitlerinin inşasında kullanırlar. Çoğunlukla bu lipitler 20 karbonlu (4 monomerden oluşmuş) veya 40 karbonlu (8 monomer) olurlar. Kırk karbonlu lipitlerin uzunluğu hücre zarının kalınlığı kadar olduğu için bazı arkelerin İzopren Kapalı formülü C5H8 olan renksiz, uçucu sıvı hidrokarbon. 2-metil-1.3- bütadien olarak da bilinir. Petrol veya kömürün damıtılması ile elde edilir.

İzopren doymamış bir bileşik olarak polimerleşmeye yatkındır. İzoprenden tabii kauçuğa çok benzeyen sun?i kauçuk polimerleşme işlemiyle elde edilmektedir. İzoprenin en çok kullanıldığı saha sun?i kauçuk üretimidir.

hücre zarında bu lipit zincirinin iki ucunda gliserol fosfat grupları bağlıdır, zar başka canlı türlerinde olduğu gibi iki lipit tabakasından değil, tek bir tabakadan oluşur. Tek tabakalı zar özellikle ısısever (termofilik) arkelerde yaygındır.

Arke hücre duvarları da bakteri ve ökaryotlarda ender görülen özelliklere sahiptir. Örneğin, çoğu arkenin hücre duvarı S-tabakası olarak adlandırılan yüzey proteinlerinden oluşur. S-tabakası bakterilerde de görülür, bazı canlılarda hücre duvarının tek bileşenidir (örneğin Hücre Zarı ya da Hücre Membranı, hücrenin dış kısmında bulunan, molekülleri özelliklerine göre hücre içine alan veya dışarı bırakan katmandır.

Planctomyces) veya peptidoglikanlı canlılarda bir dış tabaka oluşturur. Peptidoglikan, uzun paralel polisakkarit zincirlerine kovalent çapraz bağlarla bağlanmış kısa peptit zincirlerinden meydana gelen büyük molekül|moleküller.

Metanojenlerin bir grubu haricinde arkelerde peptidoglikan duvar yoktur. Metanojenlerde olan peptidoglikan dahi bakterilerdekinden çok farklıdır.

Arkelerin flagellası, bakteri flagellasına yüzeysel olarak benzer


Habitatları

Çoğu arke, aşırıseverdir ( ekstremofil). Bazısı yüksek sıcaklıklarda, Ekstremofiller çoğunlukla tek hücreli olup ekstrem koşullarda yaşama gereksinim duyan ve bu koşullarda optimum olarak gelişen organizmalara denir.Ekstremofiller karasal mezofilik organizmaların büyümeleri ve üremeleri için gerekli optimal koşullardan çok farklı olan ekstrem çevrelerde gelişirler.Çoğu ekstremofiller(ekstrem koşulları seven) mikroorganizmalardır.Archaea domaini ekstremofillerin geniş dağılımlı olduğu bir domain olarak bilinmesine karşın,ekstremofiller hem bakterilerin hem

geyzerlerde veya deniz dibi sıcak su kaynaklarında oluğu gibi, çoğu zaman 100 °C'nin üstünde yaşarlar. Diğerleri çok soğuk ortamlarda, veya aşırı tuzlu, asit veya alkali ortamlarda bulunurlar. Buna karşın başka arkeler ılıman şartlarda yaşarlar (mezofil), bataklık, deniz suyu, toprak ve atık sularda bulunmuşlardır. Çoğu metanojenik bakteri geviş getiren hayvanların, insanların ve termitlerin sindirim sisteminde bulunur. Arkeler genelde diğer organizmalar için zararsızdır ve hastalık etmeni olarak bilineni yoktur.

Arkeler tercih ettikleri habitatlarına göre üç gruba ayrılırlar. Bunlar tuzsevenler ( halofiller), metanojenler ve ısısevenlerdir ( termofiller). Halofiller aşırı tuzlu ortamlarda yaşar. Metanojenler anaerobik ortamda yaşarlar ve metan üretirler. Bunlar tortu tabakalarında ve hayvanların bağırsaklarında bulunurlar. Termofiller sıcak su kaynakları gibi yüksek sıcaklıklı yerlerde yaşarlar. Bu gruplar mutlaka moleküler genetik yöntemlerle belirlenmiş filojenilere uymayabilirler, tüm arkeleri kapsamayabilirler ve birbirlerini dışlamayabilirler. Gene de, daha ayrıntılı çalışmalara başlangıç olarak faydalı sayılırlar.




aLinti..

__________________

#MustafaKemaLAtatürkTorunuyum..ღ ❦

{22~02~`22..∞}
{09~09~`22..ღ}