Deinococcus radiodurans, ekstremofilik bir bakteri olup radyasyona karşı bilinen en dayanıklı canlılardan biridir. Bakteri, soğuk, dehidrasyon, vakum ve asit gibi diğer birçok aşırı koşula da dayanabilmekte ve bu nedenle arasında gösterilmektedir. Bu bakteri türü, en dayanıklı canlı olarak Guinness Rekorlar Kitabı'na işlenmiş durumdadır.
Deinococcus radiodurans | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() D. radiodurans tetrat oluşumu | |||||||||||||||
Biyolojik sınıflandırma | |||||||||||||||
| |||||||||||||||
İkili adlandırma | |||||||||||||||
Deinococcus radiodurans Brooks & Murray, 1981 |
İsim ve sınıflandırma
Deinococcus radiodurans adı Yunanca "korkunç tanecik" anlamına gelen deino ile kokkos sözcükleri ve Latince "radyasyondan kurtulan" anlamına gelen radius ve durare sözcüklerinden türetilmiştir. Bakteri türünün ilk adı Micrococcus radiodurans şeklindeydi. Dayanıklılığı sebebiyle bu canlı türü, "Conan the Barbarian" oyunundan esinlenilerek "Conan the Bacterium" (Türkçe: Bakteri Conan) olarak adlandırılmaktadır.
Başta Micrococcus cinsi içinde gösterilen bakteri, RNA zincirleri değerlendirildikten ve diğer deliller belirlendirkten sonra 'Deinococcus adı verilen kendine ait bir cinse dahil edildi. Bu cins, içinde sıcağa dayanıklı bakteri türlerini barındıran ile yakın akrabadır. Bu iki cins tek bir ad altında toplandığında şeklinde yazılıp gösterilir.
Deinococcus cinsi, Deinococcales takımının içinde yer alan tek cinstir. D. radiodurans ise bu cinsin olup en çok incelenen üyesidir. Bilinen tüm radyasyona dayanıklı cinsler D. proteolyticus, D. radiopugnans, D. radiophilus, D. grandis, D. indicus, D. frigens, D. saxicola, D. marmoris, D. deserti,D. geothermalis ve D. murrayi şeklinde sıralanır. Bu cinslerden son ikisi ayrıca veya başka bir deyişle ısıya dayanıklıdır.
Tarih
D. radiodurans, 1956 yılında Corvallis, Oregon'da yer alan Oregon Tarımsal Deney Merkezi'nde A.W. Anderson tarafından keşfedildi.Konserve yiyeceklerin yüksek dozda gama ışını uygulandığında bir daha bozulup bozulmayacağını araştıran bir deney sırasında bir miktar konserve ete de gama ışını yollandı. Ancak beklenenin aksine et bir süre sonra bozuldu ve D. radiodurans keşfedildi.
D. radiodurans türünün DNA zinciri 1999 yılında tümüyle Genom Araştırma Enstitüsü (TIGR) tarafından yayımlandı. Genomların açıklamalarının ve analizlerinin yer aldığı bir başka sürüm de 2001 yılında yayımlandı.
Açıklama
D. radiodurans, büyük ve küresel bir bakteri türüdür. Bireylerin çapları 1,5 ilâ 3,5 µm arasında değişir. Normal zamanlarda dört hücre birbirine yapışık halde bir tetrat biçiminde bulunurlar. Bakteri kolaylıkla kültür edilebildiğinden hastalığa yol açmaz. Bu bakterilerin bulunduğu koloniler düz bir dışbükey şeklinde ve pembe ilâ kırmızı arası renklerde bulunurlar. Her ne kadar hücrelerin dış kısımları ve zarı şaşırtıcı bir şekilde gram negatif özellikleri taşısa da hücreler aslında gram pozitiftir.
D. radiodurans, endospor oluşturamadığı gibi, veya bir başka deyişle hareketsizdir. Bireyler ayrıca oksijenli solunum yapar ve bu bağlamda oksijene bağımlıdırlar. Genellikle toprak, dışkı, et ve lağım gibi organik madde bakımından zengin yerlerde bulunurlar. Ancak kuru gıdalarda, oda tozunda, tıbbi malzemelerde ve kumaşlarda da rahatlıkla yaşayabilirler.
Tür, iyonlaştırıcı radyasyona, , susuzluğa, asidik ve elektrikli ortama karşı dayanıklıdır.
Genomu iki dairesel kromozom içerir. Bunlardan biri 2,65 milyon baz çifti barındırırken, diğeri 412.000 baz çifti ve ayrıca 177.000 baz çiftinden bir megaplazmid ve 46.000 baz çiftinden bir plazmid içerir. Bir hüncerede yaklaşık 3.195 kadar gen bulunur. Hücre sabit fazdayken her bir bakteri hücresi genomundan dört kopya barındırır. Hızlıca çoğalma esnasında her bakteride 8-10 kopya genom bulunur.
İyonlaştırıcı radyasyon dayanıklılığı
D. radiodurans, anlık olarak uygulanan 5.000 Gy'lik bir iyonlaştırıcı radyasyona hiçbir yaşamsal etkinliği aksamadan karşı koyma özelliğine sahiptir. Doz 15.000 Gy civarına kadar yükseltilirse, yaşamsal etkinlikler %37'ye kadar iner. Ancak birkaç doz 5.000 Gy'lik ışıma verildiğinde canlının DNA zincirinde birkaç yüz adet kırılma gözlenmektedir. Karşılaştırma yapılacak olunursa, Apollo görevi 1 miligray'lik radyasyon içerir; 10 Gy bir insanı, 60 Gy bir E. coliyi ve 4000 Gy radyasyona dayanıklı bir tardigradı öldürebilir.
Son yıllarda benzer bir radyasyona dayanıklılık özelliği sergileyen bazı türler keşfedildi. (phylum siyanobakterisi) ve (phylum ) cinsinden bazı türler bu sınıfta yer almaktadır. Yine arkealar arasında yer alan Thermococcus gammatolerans adlı bir tür de kayda değer radyasyona dayanıklılık özelliği sergilemektedir.Deinococcus, radyasyona karşı sağladığı bu denli dayanıklılığı, genomundan birden fazla kopyayı barındırmasına ve hızlı çalışan bir DNA onarım mekanizmasına borçludur. Hücreler, 12 ilâ 24 saat içinde iki adımlık bir işlemle beraber kromozomlarında yer alan bozulmaları onarabilmektedir.
Kullanım
Deinococcus, genetik mühendisliğinde çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Özellikle radyoaktif ortamlardaki çeşitli çözücüleri ve ağır metalleri sindirmesi sağlanmaktadır. Örneğin sentez kodunu barındıran bir genin, Escherichia coli'den Deinococcus'a aktarılmasıyla, nükleer silah fabrikalarından artan atıklarda yer alan civa iyonlarının zehirden arındırılması için kullanılmaktadır. Bazı araştırmacılar, bu bakteri için yeni bir kod geliştirerek, bu canlıların hem , hem de civayı zehirden arındırması için kullanılmasını amaçlanmaktadır.
, bu canlıların sahip olduğu hızlı DNA onarım mekanizmasından esinlenerek yeni bir sistem kullanarak yapay DNA parçalarını kromozomlara eklemeyi denedi. Bu denemenin amacı, adı verilen yeni bir sentetik organizma oluşturmaktı.
2003 yılında Amerikalı bilim adamları, bu bakterilerin nükleer bir felaket sonrası, barındırdıkları bilgileri saklayarak hayatta kalabildiklerini kanıtladı. Ardından adlı şarkıyı DNA zincirine dökerek 150 baz çifti oluşturdular. Daha sonra bu geni D. radiodurans'a enjekte ettiler. Sonuç olarak 100 bakteri nesli sonra bile bu DNA zincirine eksiksiz olarak ulaşılabilindi.
Popüler kültüre yansıma
- adlı bilgisayar oyunu Deinococcus radiodurans adlı bir parça barındırır. Bu parça sayesinde radyoaktif kaynaklardan zarar görmemek üzere "stim" (iksir) olarak kullanılır.
- 'in "The Washer at the Ford" adlı kısa öyküsünde, radyasyon aşılaması adı verilen ve DNA onarım mekanizması içeren nanomakinelere sahip bir mekanizmanın geliştirilmesine değinir. Yazar kitapta bunun esin kaynağının Deinococcus radiodurans (kitapta eski adı olan "M. Radiodurans" ifadesi yer alır) olduğu belirtilir.
- Ryan North'un karikatür sitesi olan "Dinosaur Comics"te 20 Şubat 2009 tarihinde deinococcus radiodurans'a değinildi7 Ocak 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
Kaynakça
- ^ Brooks BW, Murray RGE. (1981). "Nomenclature for "Micrococcus radiodurans" and other radiation-resistant cocci: Deinococcaceae fam. nov. and Deinococcus gen. nov., including five species". Int. J. Syst. Bacteriol. 31: 353-360. doi:10.1099/00207713-31-3-353.
- ^ Sarah DeWeerdt. "The World's Toughest Bacterium". 10 Ağustos 2015 tarihinde kaynağından .
- ^ Huyghe, Patrick (Temmuz-Ağustos 1998). (PDF). The Sciences. New York Academy of Sciences. ss. 16-19. 27 Eylül 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ocak 2010.
- ^ a b c Makarova, K S (1 Mart 2001). . Microbiology and molecular biology reviews : MMBR. 65 (1). ss. 44-79. doi:10.1128/MMBR.65.1.44-79.2001. (PMC) 99018 $2. (PMID) 11238985. 6 Temmuz 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ocak 2010.
- ^ de Groot A, Chapon V, Servant P, Christen R, Saux MF, Sommer S, Heulin T (1 Kasım 2005). "Deinococcus deserti sp. nov., a gamma-radiation-tolerant bacterium isolated from the Sahara Desert". Int J Syst Evol Microbiol. 55 (Pt 6). s. 2441–2446. doi:10.1099/ijs.0.63717-0. (PMID) 16280508.
- ^ a b Cox, Michael M (1 Kasım 2005). (PDF). Nature reviews. Microbiology. 3 (11). ss. 882-92. doi:10.1038/nrmicro1264. (PMID) 16261171. 8 Ekim 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ocak 2010.
- ^ Anderson, A W (1956). "Studies on a radio-resistant micrococcus. I. Isolation, morphology, cultural characteristics, and resistance to gamma radiation". Food Technol. 10 (1). ss. 575-577.
- ^ a b Battista, J R (1997). "Against all odds: the survival strategies of Deinococcus radiodurans" (PDF). Annual review of microbiology. Cilt 51. ss. 203-24. doi:10.1146/annurev.micro.51.1.203. (PMID) 9343349. 5 Kasım 2011 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 21 Ocak 2010.
- ^ Brim H, McFarlan SC, Fredrickson JK, Minton KW, Zhai M, Wackett LP, Daly MJ (2000). (PDF). Nature Biotechnology. 18 (1). ss. 85-90. doi:10.1038/71986. (PMID) 10625398. 17 Aralık 2008 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ocak 2010.
- ^ Craig Venter's TED talk 7 Haziran 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (February 2005) mentions D. radiodurans as the ultimate genome assembly machine
- ^ Data stored in multiplying bacteria 22 Nisan 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde ., New Scientist, 8 January 2003
Dış bağlantılar
- Deinococcus'un sınıflandırılması 12 Kasım 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Deinococcus radiodurans ekstremofilik bir bakteri olup radyasyona karsi bilinen en dayanikli canlilardan biridir Bakteri soguk dehidrasyon vakum ve asit gibi diger bircok asiri kosula da dayanabilmekte ve bu nedenle arasinda gosterilmektedir Bu bakteri turu en dayanikli canli olarak Guinness Rekorlar Kitabi na islenmis durumdadir Deinococcus radioduransD radiodurans tetrat olusumuBiyolojik siniflandirmaUst alem BacteriaSube Sinif Takim Familya Cins Tur D radioduransIkili adlandirmaDeinococcus radioduransBrooks amp Murray 1981Isim ve siniflandirmaDeinococcus radiodurans adi Yunanca korkunc tanecik anlamina gelen deino ile kokkos sozcukleri ve Latince radyasyondan kurtulan anlamina gelen radius ve durare sozcuklerinden turetilmistir Bakteri turunun ilk adi Micrococcus radiodurans seklindeydi Dayanikliligi sebebiyle bu canli turu Conan the Barbarian oyunundan esinlenilerek Conan the Bacterium Turkce Bakteri Conan olarak adlandirilmaktadir Basta Micrococcus cinsi icinde gosterilen bakteri RNA zincirleri degerlendirildikten ve diger deliller belirlendirkten sonra Deinococcus adi verilen kendine ait bir cinse dahil edildi Bu cins icinde sicaga dayanikli bakteri turlerini barindiran ile yakin akrabadir Bu iki cins tek bir ad altinda toplandiginda seklinde yazilip gosterilir Deinococcus cinsi Deinococcales takiminin icinde yer alan tek cinstir D radiodurans ise bu cinsin olup en cok incelenen uyesidir Bilinen tum radyasyona dayanikli cinsler D proteolyticus D radiopugnans D radiophilus D grandis D indicus D frigens D saxicola D marmoris D deserti D geothermalis ve D murrayi seklinde siralanir Bu cinslerden son ikisi ayrica veya baska bir deyisle isiya dayaniklidir TarihD radiodurans 1956 yilinda Corvallis Oregon da yer alan Oregon Tarimsal Deney Merkezi nde A W Anderson tarafindan kesfedildi Konserve yiyeceklerin yuksek dozda gama isini uygulandiginda bir daha bozulup bozulmayacagini arastiran bir deney sirasinda bir miktar konserve ete de gama isini yollandi Ancak beklenenin aksine et bir sure sonra bozuldu ve D radiodurans kesfedildi D radiodurans turunun DNA zinciri 1999 yilinda tumuyle Genom Arastirma Enstitusu TIGR tarafindan yayimlandi Genomlarin aciklamalarinin ve analizlerinin yer aldigi bir baska surum de 2001 yilinda yayimlandi AciklamaD radiodurans buyuk ve kuresel bir bakteri turudur Bireylerin caplari 1 5 ila 3 5 µm arasinda degisir Normal zamanlarda dort hucre birbirine yapisik halde bir tetrat biciminde bulunurlar Bakteri kolaylikla kultur edilebildiginden hastaliga yol acmaz Bu bakterilerin bulundugu koloniler duz bir disbukey seklinde ve pembe ila kirmizi arasi renklerde bulunurlar Her ne kadar hucrelerin dis kisimlari ve zari sasirtici bir sekilde gram negatif ozellikleri tasisa da hucreler aslinda gram pozitiftir D radiodurans endospor olusturamadigi gibi veya bir baska deyisle hareketsizdir Bireyler ayrica oksijenli solunum yapar ve bu baglamda oksijene bagimlidirlar Genellikle toprak diski et ve lagim gibi organik madde bakimindan zengin yerlerde bulunurlar Ancak kuru gidalarda oda tozunda tibbi malzemelerde ve kumaslarda da rahatlikla yasayabilirler Tur iyonlastirici radyasyona susuzluga asidik ve elektrikli ortama karsi dayaniklidir Genomu iki dairesel kromozom icerir Bunlardan biri 2 65 milyon baz cifti barindirirken digeri 412 000 baz cifti ve ayrica 177 000 baz ciftinden bir megaplazmid ve 46 000 baz ciftinden bir plazmid icerir Bir huncerede yaklasik 3 195 kadar gen bulunur Hucre sabit fazdayken her bir bakteri hucresi genomundan dort kopya barindirir Hizlica cogalma esnasinda her bakteride 8 10 kopya genom bulunur Iyonlastirici radyasyon dayanikliligiD radiodurans anlik olarak uygulanan 5 000 Gy lik bir iyonlastirici radyasyona hicbir yasamsal etkinligi aksamadan karsi koyma ozelligine sahiptir Doz 15 000 Gy civarina kadar yukseltilirse yasamsal etkinlikler 37 ye kadar iner Ancak birkac doz 5 000 Gy lik isima verildiginde canlinin DNA zincirinde birkac yuz adet kirilma gozlenmektedir Karsilastirma yapilacak olunursa Apollo gorevi 1 miligray lik radyasyon icerir 10 Gy bir insani 60 Gy bir E coliyi ve 4000 Gy radyasyona dayanikli bir tardigradi oldurebilir Son yillarda benzer bir radyasyona dayaniklilik ozelligi sergileyen bazi turler kesfedildi phylum siyanobakterisi ve phylum cinsinden bazi turler bu sinifta yer almaktadir Yine arkealar arasinda yer alan Thermococcus gammatolerans adli bir tur de kayda deger radyasyona dayaniklilik ozelligi sergilemektedir Deinococcus radyasyona karsi sagladigi bu denli dayanikliligi genomundan birden fazla kopyayi barindirmasina ve hizli calisan bir DNA onarim mekanizmasina borcludur Hucreler 12 ila 24 saat icinde iki adimlik bir islemle beraber kromozomlarinda yer alan bozulmalari onarabilmektedir KullanimDeinococcus genetik muhendisliginde cesitli alanlarda kullanilmaktadir Ozellikle radyoaktif ortamlardaki cesitli cozuculeri ve agir metalleri sindirmesi saglanmaktadir Ornegin sentez kodunu barindiran bir genin Escherichia coli den Deinococcus a aktarilmasiyla nukleer silah fabrikalarindan artan atiklarda yer alan civa iyonlarinin zehirden arindirilmasi icin kullanilmaktadir Bazi arastirmacilar bu bakteri icin yeni bir kod gelistirerek bu canlilarin hem hem de civayi zehirden arindirmasi icin kullanilmasini amaclanmaktadir bu canlilarin sahip oldugu hizli DNA onarim mekanizmasindan esinlenerek yeni bir sistem kullanarak yapay DNA parcalarini kromozomlara eklemeyi denedi Bu denemenin amaci adi verilen yeni bir sentetik organizma olusturmakti 2003 yilinda Amerikali bilim adamlari bu bakterilerin nukleer bir felaket sonrasi barindirdiklari bilgileri saklayarak hayatta kalabildiklerini kanitladi Ardindan adli sarkiyi DNA zincirine dokerek 150 baz cifti olusturdular Daha sonra bu geni D radiodurans a enjekte ettiler Sonuc olarak 100 bakteri nesli sonra bile bu DNA zincirine eksiksiz olarak ulasilabilindi Populer kulture yansimaadli bilgisayar oyunu Deinococcus radiodurans adli bir parca barindirir Bu parca sayesinde radyoaktif kaynaklardan zarar gormemek uzere stim iksir olarak kullanilir in The Washer at the Ford adli kisa oykusunde radyasyon asilamasi adi verilen ve DNA onarim mekanizmasi iceren nanomakinelere sahip bir mekanizmanin gelistirilmesine deginir Yazar kitapta bunun esin kaynaginin Deinococcus radiodurans kitapta eski adi olan M Radiodurans ifadesi yer alir oldugu belirtilir Ryan North un karikatur sitesi olan Dinosaur Comics te 20 Subat 2009 tarihinde deinococcus radiodurans a deginildi7 Ocak 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde Kaynakca Brooks BW Murray RGE 1981 Nomenclature for Micrococcus radiodurans and other radiation resistant cocci Deinococcaceae fam nov and Deinococcus gen nov including five species Int J Syst Bacteriol 31 353 360 doi 10 1099 00207713 31 3 353 Sarah DeWeerdt The World s Toughest Bacterium 10 Agustos 2015 tarihinde kaynagindan Huyghe Patrick Temmuz Agustos 1998 PDF The Sciences New York Academy of Sciences ss 16 19 27 Eylul 2011 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 21 Ocak 2010 a b c Makarova K S 1 Mart 2001 Microbiology and molecular biology reviews MMBR 65 1 ss 44 79 doi 10 1128 MMBR 65 1 44 79 2001 PMC 99018 2 PMID 11238985 6 Temmuz 2010 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 21 Ocak 2010 de Groot A Chapon V Servant P Christen R Saux MF Sommer S Heulin T 1 Kasim 2005 Deinococcus deserti sp nov a gamma radiation tolerant bacterium isolated from the Sahara Desert Int J Syst Evol Microbiol 55 Pt 6 s 2441 2446 doi 10 1099 ijs 0 63717 0 PMID 16280508 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link a b Cox Michael M 1 Kasim 2005 PDF Nature reviews Microbiology 3 11 ss 882 92 doi 10 1038 nrmicro1264 PMID 16261171 8 Ekim 2011 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 21 Ocak 2010 Anderson A W 1956 Studies on a radio resistant micrococcus I Isolation morphology cultural characteristics and resistance to gamma radiation Food Technol 10 1 ss 575 577 a b Battista J R 1997 Against all odds the survival strategies of Deinococcus radiodurans PDF Annual review of microbiology Cilt 51 ss 203 24 doi 10 1146 annurev micro 51 1 203 PMID 9343349 5 Kasim 2011 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 21 Ocak 2010 Brim H McFarlan SC Fredrickson JK Minton KW Zhai M Wackett LP Daly MJ 2000 PDF Nature Biotechnology 18 1 ss 85 90 doi 10 1038 71986 PMID 10625398 17 Aralik 2008 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 21 Ocak 2010 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link Craig Venter s TED talk 7 Haziran 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde February 2005 mentions D radiodurans as the ultimate genome assembly machine Data stored in multiplying bacteria 22 Nisan 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde New Scientist 8 January 2003Dis baglantilarDeinococcus un siniflandirilmasi 12 Kasim 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde