Mikrobiyoloji funguslar Funguslar Funguslar (funguslar); eukaryotik, tipik olarak filamentli (ipliksi) yap ıda olan canl ı- lard ır. Bitkiler gibi hüc r e duvar ına sahiptirler ve hemen hemen t ü m ü hareketsizdir. Fotosentetik pigment iç e r m e z l e r , bu nedenle besinlerini di ğer canl ılar ın haz ırlad ı ğ ı organik maddelerden genellikle absorbsiyonla al ırlar. Aerobik olarak geli şirler ve enerjiyi organik maddelerin oksidasyonundan temin ederler. Şekil, davran ı ş ve ha- yat devri bak ım ından birbirine uymayan ç o k say ıda organizma i ç e rd i k l e r i i ç i n kesin bir tan ım yapmak ç o k zordur. G ü n ü m ü z e kadar seksen bin fungus t ü r ü tan ımlanm ı şt ır. Funguslar ın habitatlar ı o ld u k ç a b ü y ü k farkl ıl ıklar gö st e r ir . Bir k ısm ı suculdur, ö z e l l i k l e tatl ı sularda ya şar. Denizlerde ya şayan b i r k a ç fungus t ü r ü de vard ır. Ancak b ü y ü k bir ço ğunlu ğu top- rakta ve ö l ü bitkisel at ıklarda ya şar. Bunun yan ında insan, hayvan ve bitkilerde pa- razit olanlar ı da mevcuttur. Funguslar ın yararl ı ve zararl ı faaliyetleri nelerdir? Hayvansal ve bitkisel at ıklar ın ç ü r ü t ü l m e s i n d e , bu yap ılarda bulunan azot, fosfor, potasyum, s ü l f ü r , demir ve kalsiyum gibi elementlerin serbest b ırak ılmas ında, baz ı peynir tiplerinin (Rokufort, Kamembert) eldesinde, antibiyotik (penisilin) eldesin- de, thiamin, biyotin, riboflavin gibi baz ı vitaminlerin, amilaz, pektolaz gibi enzimle- rin ve gibberellin gibi hormonlar ın eldesinde funguslardan yararlan ıl ır. Bir fungus grubu olan mayalar e k m e k ç i l i k t e ve şarap, bira gibi fermente ü r ü n l e r i n eldesinde kullan ıl ır. T ü m bu yararlar ın ın yan ıs ıra, funguslar ın çe şitli zararlar ı da olabilir. Ör- ne ğin; insan, hayvan ve bitkilerde çe şitli hastal ıklara, yiyecek ve g ıdalar ın bozulma- s ına ve hatta u ç a k l a r ın benzin depolar ında geli şerek u ç a k l a r ın dü şm e si ne dahi ne- den olabilirler. Funguslarda vejetatif yap ı tallus ad ın ı al ır. Tallus, yakla ş ık 5 mm ç ap ındaki ip- l i k ç i k l e r i n dallanarak ço ğalmas ından olu şur ve t ü m alana yay ıl ır. Vejetatif yap ıy ı olu şturan i p l i k ç i k l e r i n her birine hif, bir tür e ait hiflerin tüm ün e ise misel denir. Baz ı funguslarda hifi olu şturan uzun, silindirik hüc re l e r genelikle septum denen bö lm e le rl e birbirinden ayr ıl ır ( Şekil 2.5). Şekil 2.5: Dallanm ı ş Hif Yap ıs ın ın I ş ık Mikroskobunda G ör ü n ü ş ü Fungus h ü c re l e r i etraf ında, iyi geli şmi ş bir hü c r e ç e peri yer al ır. H ü c r e ç e peri ya sel- l ü l o z ya kitin veya her ikisini de i ç e re b i l i r . Funguslarda da di ğer eukaryotiklerde ol- du ğu gibi sitoplazmaya da ğ ılm ı ş olarak ribozomlar, kofullar ve baz ılar ında golgi ayg ıt ı da bulunur. Yedek besinler glikojen ve lipid olarak depo edilir. Y ü k s e k bitki ve hayvanlardaki kadar ç o k olmasa da endoplazmik retikulum yer al ır. Fungus h ü c r e l e r i bakteri hü c r e l e r in d e n farkl ı olarak sitoplazma i ç in d e ç e k i rd e k za- r ına sahip bir veya birden fazla n ü k l e u s i ç e re b i l i r l e r . Hareketli h ü c re l e r olan zoos- porlarda bakteri h ü c re l e r i n i n k i n e benzer yap ıda flagella ( k a m ç ı) bulunur. Funguslarda ço ğalma e şeyli ve e şeysiz olmak üz e r e iki çe şittir. Baz ı funguslar sade- ce e şeysiz olarak ço ğal ırken, baz ılar ı her iki yolla da ço ğalabilir. Funguslarda ço ğalma nasıl olur? Funguslarda e şeysiz ür e m e ço ğunlukla tomurcuklanma, p ar ç al an m a (fragmentas- yon) veya sporlar ile olur. Spor olu şumu ç o k yayg ın olup, ayn ı zamanda ç o k ta çe şit- lilik gö st e ri r . E şeysiz sporlar sporangium ad ı verilen bir kese i ç in d e olu şmu şsa sporangiospor ad ın ı al ır. E ğer bir hifin ucunda olu şmu ş sa konidia denir. Klami- dosporlar bir hifin ucunda veya ortalar ında olu şan, kal ın ve ç if t katl ı spor k ıl ıf ı ile ç e v r i l i dayan ıkl ı e şeysiz sporlard ır. Arthrosporlar hifin bö lü n m e s iy l e olu şur. Blastosporlar ise maya h ü c r e l e r in d e gö rül e n tomurcuklanmaya benzer e şeysiz spor olu şumlar ıd ır ( Şekil 2.6). Şekil 2.6: Funguslarda E şeysiz Ü r e m e Sporlar ı Funguslarda e şeyli ür e m e iki haploid n ü k l e u s u n birle şerek zigot olu şturmas ı ile olur ve genellikle üç evreden ibarettir. İlk evre olan plazmogamide iki protoplast birle şir. Olu şan hüc r e iki adet n ü k l e u s iç e r m e k te di r . Karyogami yani iki haploid n ü k l e u s u n birle şmesi ikinci evredir. Karyogamiyi izleyen 3. evre olan mayoz saf- has ında ise diploid kromozom say ıs ı yar ıya iner. Di şi ve erkek h ü c re l e r i n olu ştur- du ğu morfolojik yönd e n h i ç b i r farkl ıl ı ğ ı olmayan gametler izogamet ad ın ı al ır. Gametler genellikle morfolojik yönd e n farkl ıla şm ı ş gametangium ad ı verilen hü c- reler i ç i n d e olu şur ve erkek gametangiyum anteridyum, di şi gametangiyum oo- gonyum ad ın ı al ır. E ğer erkek ve di şi gametangiyum ayn ı vejetatif yap ıdan orijinlenmi şse yani tek bir spordan ü r e t i l m i şs e , organizma homotallik veya hermofrodit (veya monozoik) fungus olarak nitelendirilir. Heterotallik (dizoik) funguslarda ise fungus tallusu ya erkek ya di şidir yani, ya sadece erkek yada sadece di şi organ ı ta ş ırlar. Funguslar ın identifikasyonunda ve s ın ıfland ır ılmas ında e şeyli sporlar ın morfoloji- si ve bunlar ın bulundu ğu yap ılar ç o k ö n e m l i d i r . Ö r n e ğin, zygosporlar zygomy- cetes ü y e l e r i , askosporlar Askomycetes ü y e l e r i ve basidiosporlar Basidiomyce- tes ü y e l e r i taraf ından ü r e t i l i r ( Şekil 2.7). Şekil 2.7: Funguslarda E şeyli Ü r e m e Sporlar ı Fu ng us l ar ın S ın ıf la n dı r ılm ası Eskiden bitkiler aleminin iki alt bö l ü m ü (Myxomycotina ve Eumycotina) olarak s ı- n ıfland ır ılan funguslar g ü n ü m ü z d e ayr ı bir alem olarak kabul edilmektedir. Alexo- poulos ve Mims (1979)'e g ö r e funguslar şu şekilde s ın ıfland ır ılmaktad ır: ALEM : MYCETEAE ( =FUNGI ) 1. B Ö L Ü M : Gymnomycota 2. B Ö L Ü M : Mastigomycota 3. B Ö L Ü M : Amastigomycota 1. A l t b ö lü m : Zygomycotina 2. A l t b ö lü m : Ascomycotina 1. S ın ıf : Ascomycetes 3. A l t b ö lü m : Basidiomycotina 1. S ın ıf : Basidiomycetes 4. A l t b ö lü m : Deuteromycotina 1. Form-s ın ıf : Deuteromycetes Gymnomycota (C ıv ık mantarlar): C ıv ık mantarlar di ğer funguslardan fagotrofik beslenmeleri ile ayr ıl ırlar. Somatik yap ılar ında hüc re ç e peri yoktur. Protoplastlar ı plazma membran ı ile ç e v re l e n m i ştir. Mastigomycota: B i r k a ç t ü r haricinde hepsi belirli bir hü c r e ç e perine sahiptir. Be- sinlerini absorbsiyonla al ırlar. B i r k a ç ı h a r i ç ço ğunlu ğu ç o k h ü c r e l i d i r . C ıv ık man- tarlar h a r i ç hayat devrelerinde k a m ç ıl ı h ü c re l e r bulunan t ü m mantarlar bu gruba gi- rerler. Amastigomycota: H i ç b i r zaman k a m ç ıl ı h ü c re l e r i bulunmaz. Y ü k s e k funguslar olarak ta an ıl ırlar. D ö r t alt b ö lüm e sahiptirler. Bunlar; Zygomycotina, Ascomycoti- na, Basidiomycotina ve Deuteromycotina'd ır. 1. Zygomycotina (Ekmek k ü f l e r i , sinek mantarlar ı): Ekmek k ü f l e r i n i n de dahil oldu ğu funguslar ile v e s i k ü l e r- a r b i s k ü l e r mikoriza fun- guslar ın ı kapsar. Bu bö lü m ü n tipik bir ü y e s i olan Rhizopus stolonifer nemli ortamda bulunan ekmek ve meyvelerde ç o k yayg ın olarak gö z l e ni r . 2. Ascomycotina: En ö ne m li ö z e l l i k l e r i e şeyli ço ğalma sonucu olu şan sporlar ın ı (askosporlar) asko- karp ad ı verilen bir kese iç i n de olu şturmalar ıd ır. K a m ç ıl ı h ü c re l e r i yoktur. Vejetatif evre genelde septal ı hiflerden meydana gelmi ştir ve haploiddir. H ü c r e ç e p e rle ri ge- nellikle kitin ve glukandan ibarettir. Baz ı t ü r l e r i maya formundad ır. Ö z e l l i k l e para- zit olarak bitki yapraklar ı ü z e r i n d e ve saprofitik olarak toprakta par ç al an m a k t a olan bitki art ıklar ında, sucul formlar ı da sudaki art ıklar veya bitkiler ü z e r i n d e bulu- nur. Mayalar ve yaprak k ıv ırc ıkl ı ğ ı mantarlar ın ı kapsarlar.Mayalar bakteriler gibi tek h ü c re l i canl ılard ır. Genellikle yuvarlak, oval veya silindir şeklinde hüc re l e r e s ahiptirler. B ü y ü k l ü k l e r i cinslere g ö r e de ği şmekle birlikte 2-8 ?m ç ap ında ve 3-15 ?m uzunluktad ırlar. H ü c r e l e r ö z e l l i k l e aktif ür e m e s ü r e- since d ü z veya dallanm ı ş zincirler yaparlar. Mayalar tabiata ge niş ö lç üde yay ılm ı ş durumdad ırlar. Ö z e l l i k l e şeker bulunan habitatlarda ö rne ğin, meyvelerde ve ç i ç e k- lerde s ık bulunurlar. 47 ° C ' n i n üst ünde ve 0 ° C ' n i n alt ında faaliyet gö st e r e m e z le r . Aerobik ve anaerobik ortamda ya şayabilirler ancak hü c re s e l yap ılar ın sentezinde, tomurcuklanmada ve metabolik faaliyetlerin devam ında fazla enerjiye gereksinim duyuldu ğundan aerobik şartlar geli şmeleri i ç i n daha elveri şlidir. G ü n l ü k hayat ım ızda mayalardan nasıl yararlan ır ız? Mayalar bitki ve hayvanlarda parazit olarak zararl ı etkiler yapsa da, a l k o l ü n fer- mentasyonunda, ekmek yap ım ında, ya ğlar ın, proteinlerin ve B kompleks vitamin- lerin haz ırlanmas ında ve ç o k k ısa sür e d e ço ğalabilen en basit ö k a r yo t olduklar ın- dan m o l e k ü l e r biyolojide ö n e m li role sahiptirler. Etraf ım ızda en ç o k kar ş ıla şt ı ğ ım ız ve en ç o k ç al ı ş ılm ı ş maya t ü r ü Saccharomyces cerevisiae (ekmek mayas ı) dir. İnsan deri hastal ıklar ına yol aç an , bitkisel ve hayvansal at ıklar ü z e r i n d e geli şen ve bozunmaya neden olan mavi ve siyah k ü f l e r ö r ne ğin Aspergillus ve Penicillum t ü r l e r i , bitkilerde parazit k ü l l e m e mantarlar ı ve kadeh b i ç i m l i mantarlar da bu alt- bö l ü m d e d ir . Ö rn e ğin; Claviceps purpurea ç a vd a r bitkisinde ç a vd a r mahmuzu hasta- l ı ğ ı etmenidir. Morchella vulgaris halk aras ında kuzu g ö b e ği mantar ı olarak bilin- mektedir. 3. Basidiomycotina: Ç e v r e m i z d e gö r dü ğ ü m ü z şapkal ı mantarlar, bitkiler ü z e r i n d e parazit olan pas, ras- t ık ve sür m e mantarlar ı bu s ın ıfa dahildir. K a m ç ıs ız hüc re le r e sahiptirler. Septumla- r ı şi şkin ve ortas ı delik olup, zar ıms ı bir por kapa ğ ı mevcuttur. E şeysel üre m e ço ğunlukla ö z e lle şmi ş somatik hifler taraf ından yerine getirilir. Kar- yogami ve mayoz basidium ad ı verilen yap ı i ç in d e ge r ç e k le şir ve burada olu şan sporlar basidiospor ad ın ı al ırlar. Şapkal ı mantarlardan olan Agaricus bisporus t ü m d ü n y a d a yemeklik olarak yeti şti- rilir. Bir şapkal ı mantar, şapka (pileus)y ı ta ş ıyan bir sap ve şapka alt ında sapa do ğru ı ş ınsal olarak uzanan plaka benzeri yap ılar olan lamellerden meydana gelir. Lamel- lerin her taraf ı basidiumlar ile kapl ıd ır. Her basidiumda karyogami ve mayozu taki- ben genellikle 4 spor ortaya ç ıkar. Sap etraf ında ve şapka kenar ın ın alt ında bir halka bulunur ( Şekil 2.8). Paslar ve rast ık mantarlar ı tah ıllarda ö ne m li zararlara yol a ç a r- lar. Ö rne ğin, Puccinia graminis tah ıllarda kara pas, Ustilago zeae m ıs ır rast ı ğ ı etmeni olarak ç e vr e m iz d e yayg ın b iç i m de gö z l e n ir l e r . Şekil 2.8: Bir Şapkal ı Mantar ın Genel Gö r ü n ü ş ü Deuteromycotina Bu al tbö lüm ü y e l e r i n i n e şeyli ür e m e evreleri yoktur. Bu nedenle Fungi Imperfecti olarak ta an ıl ırlar. E şeysiz ü re m e l e r i konidiumlar ile olur.Konidiumlar b a si t ç e tek tek geli şmi ş konidiofor ü z e r i n d e bulunabilece ği gibi aservulus ve piknidium gi- bi yap ılar iç in d e de olu şabilir. Bu gruba giren mayalar ise tomurcuklanarak ço- ğal ırlar. Bunlar ın yan ında sklerotium ve klamidosporlar ile ço ğalanlar da var- d ır. K o n t ro l l ü ç e vr e şartlar ı alt ında k ü l t ü r edildiklerinde e şeyli ür e m e yapmaya y ö n e- len pek ç o k ü y e s i vard ır. E şeyli ür e m e sonucu olu şan sporlar ın ço ğu askospor, fakat b i r k a ç tür de basidiospordur. E şeyli ür e m e safhas ı g ö r ül m e m i ş ü y e l e r konidioge- nö z h ü c re l e r i n olu şum tarz ı, renk ve konidiumlar ın yap ıs ı ve bunlar ın yerle şim tarz ı gibi karakterlerle yapay olarak s ın ıfland ır ıl ırlar. Bu nedenle sistematik gruplar ın ö nüne (yapay bir sistem kullan ıld ı ğ ı i ç i n ) form ön eki getirilir. Ço ğu saprofit ol- makla birlikte baz ılar ı insan, hayvan ve bitkilerde patojendir. Ö rn e ğin Alternaria ve Cladosporium insanlarda allerji etmeni funguslard ır.