Prokaryotlar, yer yüzünde yaklaşık 3 milyar yıl önce ortaya çıkan ilk canlı türleridir. Bu canlılar, organellere ve karmaşık sitoplazma yapısına sahip değillerdir. Prokaryot yapısına sahip canlılar; arkeler alemi ve bakteriler alemi olmak üzere iki ana bölümde incelenir. Bu primitif organizmalar, temel yapıları bakımından özellikle hücre içi organellerin eksikliği ile karakterizedirler.

Bakteri Yapısı ve Özellikleri

Bakteriler, organik atıkların bol bulunduğu sularda ve çeşitli ortamlarda yaşayan mikroorganizmalardır. Bazı bakteri türleri çekirdekleri, çekirdek zarları veya zarlı organelleri içermez ve aşırı çeşitli koşullarda yaşayabilirler, örneğin -90 derecedeki buzullar veya 80 derecedeki kaplıcalar gibi ekstrem ortamlar.

Bakterilerin hücre içindeki tek organelleri ribozom organelidir. Bazı bakteriler, kloroplast bulunmamasına rağmen sitoplazma içinde dağılmış klorofil pigmentleri içerir, bu sayede fotosentez yapabilirler. Ayrıca, bazı bakterilerde oksijenli solunumda görev alan ETS (Elektron Taşıma Sistemi) elemanlarını içeren, hücre zarlarının kıvrımlarıyla oluşmuş mezozom adında bir yapı bulunur.

Diğer özellikleri şunlardır:

1. Hücre Çeperi: Bütün bakteriler, selüloz yerine peptidoglikan içeren cansız bir çeperle çevrilidir.
2. Kapsül: Bazı bakterilerde, hücre çeperinin dışında bulunan bir yapı olan kapsül, bakterinin hastalık yapma özelliğini artırabilir.
3. Plazmitler: Bazı bakterilerde ana DNA’dan farklı olarak küçük DNA molekülleri olan plazmitler bulunur. Bu plazmitler, bakterinin antibiyotiklere karşı direncini sağlar.
4. Kamçılar: Bazı bakteriler kamçılarıyla aktif hareket edebilirken, bazıları kamçısızdır ve sadece bulundukları ortamla pasif hareket ederler. Kamçılar, bakterilerin yüzeye tutunmasını veya gen aktarımını sağlamak için kullanılır.
5. Endosporlar: Bakteriler, aşırı olumsuz koşullarda, örneğin aşırı sıcak, soğuk, kuraklık veya besin yetersizliği durumlarında endospor oluşturabilirler. Endosporlar, bakterinin metabolizmasını yavaşlatarak dayanıklılığını artırır.

Arke Bakterileri: Özellikleri ve Ekonomik Değeri

Arkeler, özgün habitatlarda yaşayan mikroorganizmalardır ve bu habitatlar genellikle diğer canlıların hayatta kalamadığı extrem koşulları içerir, örneğin bataklıklar, tuz gölleri, aşırı asidik ortamlar, sıcak su kaynakları ve aktif volkan ağızları. Bu özel yaşam alanları, 3 milyar yıl önceki Dünya’nın koşullarına dayanıklı hale gelmelerini sağlamıştır.

Arke bakterilerinin DNA’ları, histon proteinlerini içerir ve protein sentezi tepkimeleri ökaryotlara daha çok benzemektedir. Depo karbonhidratı genellikle glikojen olarak bilinir.

Arke Bakterilerin Ekonomik Değeri:

1. Dayanıklı Enzimler: Arkelerin dayanıklı enzimlere sahip olmaları, endüstride çeşitli uygulamalarda kullanılmalarına olanak tanır. Bu enzimler, yüksek sıcaklık, aşırı asidik veya bazik ortamlar gibi zorlu koşullarda çalışabilirler.
2. Tepkime ve Arıtma: Arkeler, endüstriyel tepkimelerde kullanılmak üzere özel enzimleri üretebilirler. Ayrıca, atık metallerin zehirli özelliklerini azaltmada, kalitesi düşük metal cevherlerinin biyolojik olarak kullanılabilir hale getirilmesinde önemli bir rol oynarlar.
3. Çevresel Temizlik: Arkeler, metallerin bulaşmasıyla kirlenmiş sulardaki temizleme işlemlerinde ve boya endüstrisindeki anaerobik arıtma tanklarında kullanılabilir. Bu, suların tekrar kullanılabilir hale gelmesine ve atık suların temizlenmesine katkıda bulunur.

Arke Bakterilerle Bakterilerin Karşılaştırılması:

1. Üreme Biçimi: Bakteriler sporla üreyebilirken, arkelerde bu durum gözlemlenmez.
2. Metan Gazı Üretimi: Metan gazı üretme yeteneği sadece arkelerin özgü bir fizyolojik özelliğidir.
3. Yaşamsal Faaliyetler: Arkelerin yaşamsal faaliyetleri, özellikle ökaryotlara daha çok benzemektedir.