Aktinobakteriler, karasal veya sulu ortamlarında olabilen, DNA’larında yüksek guanin ve sitozin içeriği olan bir Gram-pozitif bakteri grubudur. Bakteriler gibi tek hücreli olmalarına rağmen, ayrı hücre duvarlarına sahip değildirler, ancak septasız ve daha ince bir miselyum üretirler. Aktinobakteriler, selüloz ve kitin gibi organik materyallerin ayrışmasında önemli bir rol oynayan en yaygın toprak, tatlı su ve deniz tipi türlerini içerir. Böylece organik madde dönüşümünde ve karbon döngüsünde hayati bir rol oynar ve içindeki besin maddelerini yeniler. Toprak ve humus oluşumunun önemli bir parçasıdır. Bu bakteriyel koloniler toz kıvamındadır ve agar yüzeyine sıkıca yapışarak kültür ortamında hif ve conidia / sporangium benzeri mantarlar, ayrıca, yüksek farmakolojik ve ticari ilgi ile çeşitli ikincil metabolitler üretir.
Aktinomisinin keşfedilmesiyle aktinobakteriden, özellikle cinsten bir dizi antibiyotik keşfedilmiştir. Aside duyarlılığı yüksek ve ph’ı düşük topraklarda yaygın olarak bulunurlar. Selüloz, polisakkaritler, protein yağları, organik asitler vb. gibi her türlü organik maddenin parçalanması ve ayrıştırılması dâhil olmak üzere bir dizi önemli işlevi vardır. Ayrıca topraktaki humusun daha sonra ayrışmasından ve yeni sürülmüş toprakların toprak kokusundan da sorumludurlar. Bununla birlikte streptomisin, terramisin, aureomisin gibi bir dizi antibiyotik üretirler.
Aktinobakteri Türleri
Aktinobakteriler 6 faklı türe ayrılmıştır, yapılan araştırmalar ve incelemeler sonu bu altı farklı türün birçok çeşidi bulunmuştur. Yapılan araştırmalar doğrultusunda belirlenen türler aşağıdaki gibidir:
Termofilik aktinobakteriler
Araştırmacılar, ekstremofilik ve aşırı toleranslı toprak aktinobakterilerinin varlığını doğrulamak için birçok çalışma yapmışlardır. Mezofilik aktinobakteriler, aralarında 50 ° C’de hayatta kalabilen ısıya dayanıklı türlerin bulunduğu 20 ° C’den 42 ° C’ye kadar optimal bir sıcaklıkta büyüyebildikleri bulunmuştur. Orta derecede termofilik aktinobakteriler 45 ° – 55 ° C’de optimum bir büyümeye sahipken, katı termofilik olanlar 37 ° – 65 ° C’de optimum sıcaklık ve 55 ° – 60 ° C’de büyür. 28 °, 37 ° ve 45 ° C’lik inkübasyon sıcaklıkları, toprak mezofilik, ısıya dayanıklı ve orta derecede termofilik aktinobakterilerin izolasyonu için optimal kabul edilir. Actinomycetales sınıfından hariç tutulan thermoactinomyces, fenotipik ve moleküler genetik özelliklerine bağlı olarak ve ayrıca bazı türler arasında termofilik formlar olarak tanımlanır.
Asidofilik aktinobakteriler
Asidik orman ve maden drenaj toprağı gibi karasal habitatlarda yaygın olan asidofilik aktinobakteriler, ph 4,5 ila 5,5 arasında optimum oranlarla yaklaşık 3,5 ila 6,5 pH aralığında büyür. Asidofilik olanlar, sayısal fenetik verilere dayalı olarak tutarlı bir şekilde iki ayrı kümelenmiş takson yani, nötrolerant asidofilik ve kesinlikle asidofilik küme grupları oluşturduğu gösterilmiştir. Ayrıca iki grubun üyeleri ortak morfolojik ve kemotaksonomik özellikleri paylaşmaktadır. Bununla birlikte kesinlikle asidofilik grubun bazı üyeleri, cins gibi farklı bir takson oluşturur. Streptacidiphilus, revize edilmiş Streptomycetaceae familyasına, cinslerle birlikte atanan Kitasatospora ve Streptomyces’tır.
Halofilik aktinobakteriler
Halofilik aktinobakteriler, farklı tuz konsantrasyonları içeren ortamlarda üremelerine göre farklı tiplere ayrılmıştır. Aşırı halofiller en iyi 2,5-5,2 M tuz içeren ortamlarda büyürken, sınırda aşırı halofiller en iyi 1,5-4,0 M tuz içeren ortamlarda büyürler. Orta halofiller ise en iyi 0,5-2,5 M tuz içeren ortamlarda ve son olarak mutlak bir değer göstermeyen halotolerantlarda büyürler. Büyüme için tuz gereksinimi, ancak genellikle çok yüksek tuz konsantrasyonlarına kadar iyi büyürler ve en azından 100 g / l tuzu (1.7 M NaCl’ye eşdeğer) tolere ederler. Halofilik aktinobakterileri izole etmek için, deniz suyu, tuzlu topraklar, tuz gölleri, tuzlu sular ve alkali tuzlu habitatlar, en iyi habitat yerleri olarak kabul edilir. Genel olarak, çoğu tuzlu topraklardan izole edilmiştir ve bunlar bazıları aşağıdaki gibidir:
• Mikromonospora,
• Rhodococcus,
• Streptomyces,
• Dietzia,
• Salinispora,
• Marinophilus,
• Solwaraspora,
• Salinibacterium,
• Aeromicrobium,
• Gordonia,
• Microbacterium,
• Mycobacterium,
• Nocardiopsis,
• Pseudonocardia,
• Actinomadura,
• Saccharopolyspora,
• Streptosporangium,
• Nonomuraea,
• Williamsia,
• Verrucosispora,
Endofitik aktinobakteriler
Endofitik Aktinobakteriler, bitkilerin iç kısımlarında yaşayanlar olarak tanımlanır ve görünüşe göre konakçılarında görünür bir değişikliğe neden olmaz. Bunlar, örneğin konakçı bitkileri böceklere ve hastalıklara karşı korumak gibi belirli roller oynarlar. Ayrıca, rizosferin büyük bir bölümünü oluşturur ve üzerinde yoğun olarak çalışılan türlerin cinsten olduğu bitkilerde de bulunurlar. Frankia, baklagil olmayan bitkilerin nitrojen bağlayıcı bakterileri ve bu cinsin birkaç türü Streptomyces bunlar fitopatojenlerdir. Genel olarak, endofitik Aktinobakteriler aşağıdaki gibidir:
• Streptomyces,
• Streptoverticillium,
• Nocardia,
• Mikromonospora,
• Kitasatospora,
• Pseudonocardia,
• Microbispora,
• Kibdelosporangium,
• Actinopolyspora,
• Nocardioides,
• Brevibacterium,
• Actinomadura,
• Glycomyces Plantactinospora,
• Polymorphospora,
• Promicromonospora,
• Streptosporangium (bitkilerde de bulunur),
• Palicourea longifolia,
• Calycophyllum acreanum,
• Monstera spruceana,
• Croton lechleri,
• Cantua buxifolia,
• Siparuna crassifolia,
• Eucharis cyaneosperma,
Simbiyotik aktinobakteriler
Dünyadaki nitrojenin yaklaşık % 15’i, çeşitli türler arasındaki simbiyotik ilişkilerle doğal olarak sabitlenir. Frankia, aktinobakteri ailesine aittir ve simbiyotik ilişkiler oluşturan bitkilere Frankia aktinorizal bitkiler denir. Araştırmacılar, aktinobakteriye ev sahipliği yapan kızılağaçları, Rus zeytini, defne meyvesi, tatlı eğreltiotu, acı çalı ve uçurum gülü dâhil olmak üzere 160’tan fazla bitki bulmuşlardır. Frankia konakçı bitkinin nitrojen ihtiyaçlarının çoğunu veya tamamını karşılama kabiliyetine sahiptirler. Casuarina izolatları da dahil olmak üzere çok sayıda Frankia türü, in vitro ve planta olarak nitrojen tüketen (NIR) veziküller oluşturur. Bu nitrojen bağlayıcı bakteriler ve ev sahibi olan bitkileri, morenler, volkanik akıntılar ve kum tepeleri gibi genç azot eksikliği olan ve bozulmuş topraklarda genellikle öncü türlerdir.
Endosimbiyotik aktinobakteriler
Endosimbiyotik, vücutta veya başka bir organizmanın hücrelerinde yaşayan herhangi bir organizmadır. Endosimbiyoz süreci bazen zorunludur, yani endosimbiyont veya konakçı olmadan yaşayamazlar. Filum aktinobakteri üyeleri, süngerle ilişkili mikrobiyal toplulukların bol üyeleri olarak tanımlanmıştır. Mikobakteri ile birlikte deniz süngerlerinde endosimbiyont olarak yaşadığı bulunmuştur ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Micrococcus,
• Micromonospora,
• Microbacterium,
• Brevibacterium,
• Kocuria,
• Corynebacterium,
• Rhodococcus,
• Brachybacterium,
• Rubrobacter,
• Streptomyces,
• Dietzia,
• Salinispora,
• Actinokineospora,
• Gordonia,
• Arthrobacter,
• Nocardiopsis,
• Rothia,
• Callyspongia aff,
• Implexa,
• Aplysina aerophoba,
• Spheciospongia vagabunda,
• Hemimycale culumella,
• Hyrtios erecta,
• Dysidea tupha,
• Callyspongia sp,
• Disidea avara,
• Amphimedon sp,
• Negombata magnifica,
Bununla birlikte, aktinobakteriyal endosimbiyontlar farklı hayvan türlerinden de rapor edilmiştir ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Hylobates hoolock,
• Rhinopithecus roxellanae,
• Rhinopithecus bieti,
• Panthera tigris altaica,
• Panthera tigris tigris,
• Panthera tigris amoyensis,
• Ailurus fulgens,
• Cavnlvara zlrsidae,
• Ursus thibetanus,
• Cervus elaphus,
• Elaphurus davidianus,
• Vicugna pacos,
Gut aktinobakteriler
Aktinobakteriler çeşitli farklı habitatlarda bulunsa da, bazılarının omurgasızlar ve omurgalılarla yakın ilişkiler kurduğu da bilinmektedir. Simbiyotik etkileşimler temel olarak hayatta kalma ve üreme için gereklidir çünkü beslenmede, belirli bileşiklerin detoksifikasyonunda, büyüme performansında ve patojenik bakterilere karşı korumada çok önemli bir rol oynarlar. Birçok çalışma, bazı simbiyotik aktinobakteriyel türlerin, yani probiyotiklerin, çiftlik hayvanları, kümes hayvanları ve su ürünleri yetiştiriciliğindeki bakteriyel hastalıkları kontrol ettiğini göstermiştir. Ayrıca, yem maddelerini mikrobiyal biyokütleye ve hayvan konakçı tarafından kullanılabilen, fermantasyon son ürünlerine dönüştürerek konakçının sağlığını da olumlu etkilerler.
Tan ve ekibi sağlıklı keçi dışkısından streptomyces, nokardiyopsis, ve oerskovia izole etmişlerdir. Latha ve Dhanasekaran benzer şekilde, Tamil Nadu’daki Pudukkottai ve Tiruchirappalli bölgelerin farklı yerlerinden keçi ve tavuk dışkıları toplamışlardır. Topladıkları keçi ve tavuk dışkılarından 87 aktinobakteriyel kültür izole etmişlerdir. Ayrıca bunların arasından 45 izolat antibakteriyel aktivitenin ve hücre dışı sindirim enzim üretiminin taranması için ayrılmıştır. Sonuç olarak proyonun yeteneği streptomyces sp piliç bağırsaklarından JD9, gelişmiş broyler üretimi için yerli aktinobakteriyel probiontu tatmin etmek için gereken tüm özelliklere sahiptir.
Kaynakça:
mmbr.asm.org/content/80/1/1
sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/actinobacteria
researchgate.net/publication/294705164_An_Introduction_to_Actinobacteria
courses.lumenlearning.com/boundless-microbiology/chapter/gram-positive-bacteria-and-actinobacteria/
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu