Domain

1. Domain Kavramı

Biyolojik taksonomi, canlıların belirli özellikleri ve evrimsel ilişkileri temel alınarak sınıflandırılmasını amaçlar. Domain, modern biyolojik sınıflandırmada kullanılan en geniş temel kategorilerden biridir.

Domain düzeyi, birbirlerinden çok eski evrimsel dönemlerde ayrılmış büyük organizma gruplarını ifade etmek için kullanılır. Bu nedenle domainler arasındaki farklılıklar yalnızca dış görünüş veya hücre biçimi gibi özelliklere dayanmaz.

Hücresel organizasyon, ribozomal RNA dizileri, genomik özellikler, hücre zarı ve hücre duvarının yapısı ile temel moleküler süreçler domainlerin birbirinden ayrılmasında önemli bilgiler sağlar.

2. Domain Kavramının Tarihsel Gelişimi

Canlıların sınıflandırılması tarih boyunca birçok kez değişmiştir. İlk sınıflandırma sistemleri büyük ölçüde organizmaların gözlemlenebilir özelliklerine dayanıyordu.

Mikroorganizmaların keşfi ve hücre biyolojisinin gelişmesi, canlıların yalnızca bitkiler ve hayvanlar şeklinde sınıflandırılmasının yetersiz olduğunu ortaya koydu.

20. yüzyılda moleküler biyolojinin gelişmesiyle organizmaların evrimsel ilişkileri moleküler düzeyde incelenmeye başlandı.

Carl R. Woese ve çalışma arkadaşlarının ribozomal RNA dizilerine dayanan araştırmaları, prokaryotik organizmaların tek bir homojen grup olmadığını güçlü biçimde ortaya koydu. Bu çalışmalar bakterilerden önemli ölçüde farklı bir prokaryotik soyun tanımlanmasına ve daha sonra Archaea olarak adlandırılmasına temel oluşturdu.

1990 yılında Woese, Kandler ve Wheelis tarafından yayımlanan çalışmada yaşamın Bacteria, Archaea ve Eucarya olmak üzere üç büyük grupta ele alındığı üç-domain sistemi önerildi.

3. Üç-Domain Sistemi

Üç-domain yaklaşımı hücresel yaşamı üç büyük evrimsel grup altında ele alır.

4. Bacteria

Bacteria, çok büyük metabolik, morfolojik ve ekolojik çeşitlilik gösteren prokaryotik organizmaları kapsar.

Bakteriler toprak, su, sediment, canlı organizmalar, atmosferle ilişkili ortamlar ve çok çeşitli ekstrem habitatlar dahil olmak üzere Dünya üzerindeki çok sayıda ekosistemde bulunabilir.

Bazı bakteriler insan, hayvan ve bitkilerle yararlı veya kommensal ilişkiler kurarken bazı tür veya suşlar hastalık oluşturabilir. Bakteriler aynı zamanda küresel karbon, azot, kükürt ve diğer element döngülerinde önemli roller üstlenir.

5. Archaea

Archaea üyeleri bakteriler gibi prokaryotik hücre organizasyonuna sahiptir; yani hücrelerinde zarla çevrili gerçek bir çekirdek bulunmaz.

Bununla birlikte Archaea ve Bacteria birbirlerinden önemli moleküler ve biyokimyasal özelliklerle ayrılır. Hücre zarı lipitlerinin kimyasal yapısı, genetik bilgi işleme mekanizmalarının bazı özellikleri ve ribozomal RNA dizileri bu farklılıkların önemli örnekleridir.

Arkeaların yalnızca aşırı sıcaklık, yüksek tuzluluk veya diğer ekstrem koşullarda yaşadığı düşüncesi doğru değildir. Ekstrem ortamlarda yaşayan üyeler bulunmakla birlikte Archaea üyeleri okyanuslar, topraklar, sedimentler ve hayvan mikrobiyomları dahil birçok normal çevrede de bulunmaktadır.

6. Eukarya

Eukarya, ökaryotik hücre yapısına sahip organizmaları kapsar. Ökaryotik hücrelerde genetik materyalin büyük bölümü zarla çevrili bir çekirdek içerisinde bulunur.

Mitokondri, endoplazmik retikulum ve Golgi aygıtı gibi zarla çevrili hücresel yapılar ökaryotik hücre organizasyonunun önemli özelliklerindendir.

Hayvanlar, bitkiler, mantarlar ve çok çeşitli mikrobiyal ökaryotlar Eukarya içerisinde değerlendirilir.

7. Bacteria, Archaea ve Eukarya’nın Karşılaştırılması

8. Ribozomal RNA ve Moleküler Filogeni

Domain düzeyindeki sınıflandırmanın gelişmesinde ribozomal RNA dizilerinin karşılaştırılması kritik rol oynamıştır.

Ribozomlar tüm hücresel organizmalarda protein sentezinin temel bileşenleridir. Ribozomal RNA molekülleri hem korunmuş hem de evrimsel farklılıkları yansıtan bölgeler içerdiğinden organizmalar arasındaki filogenetik ilişkilerin araştırılmasında güçlü moleküler belirteçler olarak kullanılmıştır.

Özellikle prokaryotlarda küçük ribozomal alt birimin 16S rRNA dizileri bakteriyel ve arkeal taksonomi ile filogenetik araştırmalarda uzun yıllardır temel araçlardan biridir.

Günümüzde genom dizileme teknolojilerinin gelişmesiyle filogenetik analizler yalnızca tek bir gene dayandırılmak zorunda değildir. Çok sayıda korunmuş genin veya tüm genomların karşılaştırılması, prokaryotik sistematikte daha ayrıntılı evrimsel değerlendirmeler yapılmasını sağlamaktadır.

9. Taksonomik Hiyerarşide Domain

Domain düzeyinden belirli bir bakteri türüne doğru ilerledikçe sınıflandırma giderek daha özgül hale gelir.

Örneğin Escherichia coli‘nin üzerinde çalıştığımız taksonomik zinciri domain düzeyinden başlatıldığında şu şekilde ilerler:

Bu yapı, geniş bir biyolojik gruptan belirli bir organizmaya doğru ilerleyen taksonomik hiyerarşinin nasıl çalıştığını gösterir.

10. Bilimsel Kaynaklar

Taksonomik Düzeylerde Devam Edin