Aktinobakteriler, çoğu substrat ve hava olarak bilinen ve aerobik oluşturarak miselyum olan, dallanan tek hücreli mikroorganizmalar grubunu içerir. İkili bölünmeyle, sporlar veya konidia üreterek çoğalırlar ve aktinobakterilerin sporlanması, parçalanma ve segmentasyon veya konidia oluşumu yoluyla olur. Morfolojik görünümü kompakttır, genellikle kösele gibidir, kültür ortamı üzerinde kuru bir yüzeyle konik bir görünüm verir ve sıklıkla hava miselyumu ile kaplıdır.
Havada Miselyum
Havadaki miselyum genellikle substrat miselyumdan daha kalındır. Çeşitli izolatların sabit koşullar altında benzer morfolojik özelliklere sahip birkaç gruba ayrılabileceği konusunda yeterli farklılaşma gösterir. Bu, cinsin sınıflandırılması için en önemli kriterlerden biri olarak belirlenmiştir. Streptomyces yapı (pamuksu, kadifemsi veya tozumsu), halkalar veya eşmerkezli bölgeler oluşumu ve pigmentasyon içeren türlere dönüşür.
Alt Tabaka Miselyum
Aktinobakterinin substrat miselyumu boyut, şekil ve kalınlık bakımından farklılık gösterir. Rengi beyaz veya neredeyse renksizden sarı, kahverengi, kırmızı, pembe, turuncu, yeşil veya siyaha kadar değişir.
Morfolojik Görünü
Morfoloji ilk tanımlamalarda kullanılan aktinobakteri özellikle streptomyces türlerin izolatlarının korunması için önemli bir özellik olmuştur. Bu streptomyces projesi (ISP), uluslararası dahil olmak üzere çeşitli standart kültür ortamları kullanılarak yapılır. Streptomisetler olmayan veya nadir aktinobakteriler için, ATCC Ortamı No. 172 üzerinde tutulan suşlar kullanılmıştır. Aktinobakterileri tanımlamak için sporların çimlenmesi, vejetatif miselyumun uzaması ve dallanması, havadaki miselyum oluşumu, hava ve substrat miselyum rengi ve pigment üretimi gibi çeşitli morfolojik gözlemler kullanılmıştır. Havadaki ve substrat miselyum oluşumunu incelemek için ışık mikroskobu kullanılmış, sporları, spor yüzeyini ve yapısını incelemek için taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır.
Biyoherbisitler
Aktinobakterilerin bir başka ilginç uygulaması, ikincil metabolitlerinin istenmeyen otlar ve yabani otlara karşı herbisit olarak kullanılmasıdır. Streptomyces, monokotiledon ve dikotiledon yabani otları kontrol eden herbisidinler ve herbimisinler üretir. Tarafından üretilen anizomisin streptomyces sp, yaygın yengeç otu ve geniş yapraklı yabani otlar gibi yıllık çimenli yabani otlar için bir tür büyüme inhibitörüdür, ayrıca anizomisin, bitkilerin klorofil sentezleme yeteneğini yok edebilir. Benzer şekilde, bir metaboliti olan bialaphos streptomyces viridochromogenes, glutamin sentezini inhibe ederek yıllık ve çok yıllık çimenli veya geniş yapraklı yabani otların kontrol altına alınması için yaygın olarak kullanılır.
Anisomisin, 50 ppm’nin üzerindeki küçük çalı fidelerini öldürebilirken, 12,5 ppm’nin altında kök büyümesini engelleyebilir. Sentetazı amonyak biriktirebilir ve fotosentetik fosforilasyonu kontrol ederek bitki ölümüne neden olabilir. S. hygroscopicus ATP içeriğini artırarak aklenilosüksinat sentetazını azaltabilen ve protein sentezini engelleyen karbosiklik koformisin ve hidantosidin üretir. Dhanasekaran ve ekibi, streptomyces Echinochilora crusgalli’nin büyümesini engelleme kapasitesine sahip olduğunu bulmuşlardır.
Biyo Yüzey Aktif Maddeler
Biyolojik yüzey aktif maddeler, yüzey aktif olan hidrofilik ve hidrofobik kısımları paylaşan mikrobiyal olarak türetilmiş bileşiklerdir. Kimyasal olarak türetilmiş yüzey aktif maddelerle karşılaştırıldığında, biyo yüzey aktif maddeler hammadde olarak mineral yağdan bağımsızdır. Ayrıca biyolojik olarak kolayca parçalanabilirler ve düşük sıcaklıklarda üretilebilirler. Biyolojik yüzey aktif maddeler besin, kozmetik, tekstil, vernik, ilaç, madencilik ve petrol geri kazanım endüstrileri gibi çeşitli alanlarda uygulanabilir. En iyi tarif edilen biyo yüzey aktif maddeler arasında, çoğu, bir trehaloz parçası oluşturan glikosidik bağlı glikoz birimlerinden oluşan hidrofilik bir omurgaya sahip olan glukoz bazlı glikolipitlerdir.
Pigmentler
Sentetik boyaların üretimleri için tehlikeli kimyasalların kullanılması, işçi güvenliği endişeleri yaratması ve tehlikeli atıkların oluşması gibi bazı sınırlamaları olduğundan, mikrop odaklı pigmentler büyük önem taşımaktadır. Özellikle, aktinobakteriler, doğal veya sentetik ortamlarda çeşitli pigmentlerin üretilmesiyle karakterize edilir ve organizmaları tanımlamada önemli bir kültürel özellik olarak kabul edilir. Çevresel etkilerin neden olduğu herhangi bir fenotipik değişiklik, ayırt edici kolonyal morfolojilere sahip oldukları ve onlara karakteristik bir tüylü görünüm veren hif ve hava dallanma filamentleri adı verilen çeşitli pigmentler ürettikleri için aktinobakterilere yardımcı olur.
Bu pigmentler genellikle çeşitli mavi, mor, kırmızı, gül, sarı, yeşil, kahverengi ve siyah tonlarında gelir ve bunlar ortam içinde çözülebilir veya miselyumda tutulabilir. Tarafından üretilen pigmentler atreptomycesendopigmentler veya eksopigmentler olabilir. Bazen aktinobakteri tarafından üretilen farklı antibiyotikler pigment olarak kabul edilir. Pigment oluşumu ortamın ph’ı, havalandırma, büyüme sıcaklığı, karbon ve nitrojen kaynaklarından etkilendiğinden, pigmentlerin tam kimyasal yapısı hakkında çok az şey bilinmektedir. Oluşumu ayrıca solunum mekanizmaları, savunma mekanizmaları ve ultraviyole korumayla bağlantılıdır. Bu mikroplar ayrıca, taksonomik çalışmalar için yararlı bir kriter olarak kabul edilen koyu renkli pigmentleri, melanin veya melanoidi sentezleme ve salgılama yeteneğine de sahiptir. Tekstil endüstrisi, yaklaşık 23 milyar dolar değerinde yaklaşık 1,3 milyon ton boya, pigment ve boya öncüleri üretmekte ve kullanmaktadır.
Nanopartikül Sentezi
Nanopartiküller, dökme malzemeler ile atomik veya moleküler yapılar arasındaki boşluğu doldurduklarından bilimsel açıdan büyük ilgi görür. Genel olarak, kimyasal yöntemler yüksek hacim için düşük maliyetlidir, ancak dezavantajları arasında öncü kimyasallardan kontaminasyon, toksik çözücülerin kullanımı ve tehlikeli yan ürünlerin oluşumu yer alır. Bu nedenle, metalik nanopartiküllerin sentezi için yüksek verimli, düşük maliyetli, toksik olmayan ve çevreye zarar vermeyen prosedürler geliştirmeye yönelik artan bir ihtiyaç vardır. Ayrıca, nanopartiküllerin sentezi için biyolojik yaklaşım önem kazanır. Aslında aktinobakteri, antibakteriyel, antifungal, antikanser, antibiyo kirlilik, antimalaryal, antiparazitik ve antioksidan gibi bir dizi biyolojik özellik gösteren etkili nanopartikül üreticileridir.
Streptomyces ve arthrobacter, gümüş ve altın nanopartiküllerinin sentezinin temiz ve toksik olmayan yöntemlerinin geliştirilmesi için olası nanofaktürler olarak incelenmiştir. Gopinath ve ekibi tarafından, bir aktinobakteriden gümüş nanopartikül sentezinin yeni bir örneği streptomyces sp GRD, yapılmıştır. Ranjani ve ekibi, deniz ortamından aktinobakterileri sentezleyen gümüş nanopartiküllerin çeşitliliğini gözlemlemişlerdir. Streptomyces sp, nocardiopsis sp, kitasatosporia sp, actinopolisporalar sp, thermoactinomyces sp, sakalosiburatin sp ve thermomonospora sp cins, dâhil olmak üzere 49 sentezlenmiş gümüş nanopartikülün 25 izolatını içermektedirler.
Biyolarvisitler
Sıtma, filaria, dang humması, piliçungunya, Japon ensefaliti ve diğer sivrisinekleri kontrol altına almak için kimyasal böcek öldürücülerin yaygın kullanımı çevreye zarar vermiş ve vektör sivrisineklerde direnç gelişmesine neden olmuştur. Buna göre, çeşitli biyolojik kontrol ajanları, kimyasal böcek öldürücülere göre sayısız avantajla önem kazanmıştır. Çok düşük dozlarda, bu biyolarvisitler sivrisinek larvalarına karşı oldukça etkilidir ve diğer hedef olmayan organizmalar, çevre, insan ve vahşi yaşam için tamamen güvenlidir. Mantarlar, bakteriler ve nematodlar dahil olmak üzere çeşitli mikroorganizma türleri, vektörleri biyolojik olarak kontrol etme stratejileri olarak bildirilmiştir. Spesifik olarak, aktinobakteri, yüksek ticari değere sahip birçok önemli biyoaktif bileşik üretir ve yeni biyoaktif maddeler için rutin olarak taranmaya devam eder.
Hücre dışı sekonder metabolitler, 35 farklı aktinobakteriyel izolattan üretilmişlerdir. Dhanasekaran ve ekibi, anofel sivrisinek larvaları izolatların streptomyces sp, streptosporangium sp ve mikropolisporası sp karşı yüksek larvisidal aktiviteye sahiptir. Rajesh ve ekibi, gümüş nanopartikülleri streptomyces sp. GRD hücre filtratı ve gözlemlenen larvisidal aktivite Aedes ve Culex Dang humması ve filaryazın bulaşmasından sorumlu olan vektörlerdir. Rajesh ve ekibi, aktinobakteriyel ekstraktların larvisidal etkisi araştırmalarında, culex larva ve izolatın 1000 ppm konsantrasyonunu bulmuşlardır. Streptomyces sp. KA13-3 % 100 ve streptomyces sp KA25-A, % 90 ölüm oranı göstermiştir. Aktinobakteriden elde edilen diğer ikincil metabolitlerin, yani tetranektin, avermektin, makrotetrolidlerin ve flavonoidlerin sivrisinekler için toksik olduğu bulunmuştur.
Aktinobakteriyel insan ve hayvan hastalıkları
Aktinobakterilerin, difteri, tüberküloz ve cüzzam gibi bir dizi yaygın ve yoğun olarak çalışılmış hastalığı içeren birçok insan ve hayvan enfeksiyonunun nedensel ajanları olduğu kanıtlanmıştır. Daha az bilinen çok çeşitli enfeksiyonlar da vardır, bunlardan bazıları, aktinomikoz ve nokardiyoz gibi, klinik olarak daha önce düşünülenden daha önemli olduğu kanıtlanır. Ek olarak, giderek daha belirgin hale gelir ki aktinomiçes çürük ve periodontal hastalık etiyolojisinde rol oynar. 
Sonuç olarak aktinobakteriler, endüstriyel olarak önemli ikincil metabolitler üreten baskın mikroorganizma gruplarından biridir ve piyasadaki geniş bir antibiyotik yelpazesi aktinobakteriden elde edilmektedir. Enzimler, herbisitler, vitaminler, pigmentler, larvisitler, fitohormonlar ve yüzey aktif maddeler gibi ürünler, büyük ticari değere sahip olan bu birkaç aktinobakteri cinsi tarafından üretilir. Çok çeşitli hidrokarbonları, böcek ilaçlarını ve tüy atığını parçalayabilirler ve metabolik potansiyelleri araştırma için güçlü bir alan sunar. Bununla birlikte, nadir bulunan cinslerinin çoğu ne keşfedilmemiş yerlerden keşfedilmiş, ne de biyoteknolojik ve endüstriyel potansiyelleri için kullanılmıştır. Bu nedenle, benzersiz ekolojik çevreler üzerine yapılan çalışmalar, yeşil teknolojinin gelecekteki habercisi olabilecek moleküller üretebilir.
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