Bakteri

         Bakteriler monera aleminde yer alan prokaryot (çekirdeksiz) canlılardır.Yeryüzünün hemen hemen tamamına yayılmışlardır.Toprağın 4-5 metre derinliğinden, atmosfere kadar yeryüzünün değişik katmanlarında canlı ve cansız organizmalarda bakteri yada sporları bulunur.

 

                             BAKTERİ HÜCRESİNİN YAPISI
Prokaryot olduklarından zarla çevrili çekirdek, mitokondri, kloroplast, endoplazmik retikulum, golgi gibi organelleri yoktur. Ribozom bütün bakterilerin temel organelidir. DNA, RNA, canlı hücre zarı ve sitoplazma yine bütün bakterilerin temel yapısını oluşturur. Bunlara ek olarak bütün bakterilerde hücre, cansız bir çeperle (murein) sarılıdır. Çeperin yapısı, bitki hücrelerinin çeperinden farklıdır. Selüloz ihtiva etmez.
Bazı bakterilerde hücre çeperinin dışında kapsül bulunur. Kapsül bakterinin dirençliliğini ve hastalık yapabilme (patojen olma) özelliğini artırır.

 

 

 

 

 

 
Bazı bakteriler kamçılarıyla aktif hareket edebilirken, bazıları kamçıları olmadığı için ancak bulundukları ortamla beraber pasif hareket edebilirler.
buna göre bakteriler, kamçısız, tek kamçılı, bir demet kamçılı, iki demet kamçılı ve çok kamçılı olarak gruplandırılır. Bazı bakteriler “mezozom” denilen zar kıvrımları bulundurur. Burada oksijenli solunum enzimleri (ETS enzimleri) vardır. Oksijenli solunum yapan, ancak mezozomu bulunmayan bakterilerde ise solunum zinciri enzimleri hücre zarına tutunmuş olarak bulunur. bakterilerde genel yapının % 90’ı sudur. suda çözünmüş maddeler hücre zarından giriş-çıkış yaparlar. DNA’lar sitoplazmaya serbest olarak dağılmıştır. Bakteriler ökaryot hücrelere göre daha çok ve daha küçük ribozom içerirler. Bu sayede protein sentezleri çok hızlıdır.
Bakteriler çeşitli özellikleri bakımından gruplandırılırlar. Bu özelliklerin başlıcaları ; şekilleri, kamçı durumları, beslenmeleri ve boyanmaları olarak sayılabilir.

.

 

 

 

 

 

 

 

BAKTERİLER

 

 

 

 

Gram boyasına

Şekillerine                                                                      göre

   göre

 

 

 

 

Oksijen kullanma                     Gram pozitif

Çubuk                   durumuna göre                            Gram negatif              Beslenme şekillerine

Kök                                                                               bakteriler                           göre

Spiral

Virgül

Ototrof                Hetetrof 

 

Fotosentetik       Kemosentetik

Ototrof                  ototrof

 

 

 

 

F Şekillerine Göre Bakteriler

Bakteriler ışık mikroskobuyla bakıldığında başlıca şu şekillerde görünürler.

a)Çubuk Şeklinde Olanlar (Bacillus): Tek tek veya birbirlerine yapışmışlardır.Tifo, tüberküloz ve şarbon hastalığı bakterileri bu şekildedir.

 

b)Yuvarlak Olanlar (Coccus): Genellikle kamçısızdırlar. Zatürree ve bel soğukluğu bakterileri bunlara örnektir.

c)Spiral Olanlar (Spirillum): Kıvrımlı bakterilerdir. Frengi bakterileri ve dişlere yerleşen Spiroket’ler bunlara örnektir.
d)Virgül Şeklinde Olanlar (Vibrio): Virgül biçiminde tek kıvrımlılardır. Kolera bakterisi gibi.

F Solunumlarına Göre Bakteriler

a)Anaerob Bakteriler:Bakteriler organik besinleri parçalayarak enerji elde ederken genellikle oksijen kullanmazlar. Bunlar havasız yerlerde de yaşayıp çoğalırlar (Konservelerde olduğu gibi). Bunların bazıları oksijen olduğu ortamlarda hiç gelişemezler. Örnek;Clostridium tetani (tetanos bakterisi).

b)Aerob Bakteriler: Bazı bakteri grupları (Escherichia coli, Zatürre ve yoğurt bakterisi gibi) ancak oksijenli ortamda yaşayabilirler. Bunlarda mitokondri olmadığı için, solunum, hücre zarının iç kısımlarında (mizozom) gerçekleştirilir. Örnek; azot bakterileri.

c)Geçici Anaerob veya Geçici Aerob Olanlar: Asıl solunumları oksijensiz olduğu halde, oksijenli ortamlarda kısa süre için aerob olanlara “Geçici aerob” denir. Normal solunum şekli aerob olanlar ise havasız kalınca fermantasyona baş vururlar. Bunlara “Geçici anaerob” denir.

       

F Boyanmalarına Göre Bakteriler

Danimarkalı bakteriyolog GRAM tarafından geliştirilen boyalarla boyanan bakterilere Gram (+), boyanmayanlara Gram(-) bakterileri denir.

 

F Beslenmelerine Göre Bakteriler

Bazı bakteriler ototrof olup; fotosentez yada kemosentez yaparlar. Çoğunluğu ise heterotrof olup saprofit yada parazit yaşarlar.

a)Saprofit Bakteriler:Bakterilerin büyük çoğunluğunu oluşturur. Besinlerini bulundukları ortamdan hazır sıvılar olarak alırlar. Nemli, ıslak ve çürükler üzerinde yaşarlar. En çok amino asit, glikoz ve vitamin gibi besinleri ortamdan alırlar. Bu tür bakteriler dış ortama salgıladıkları enzimlerle bitki ve hayvan ölülerini daha basit organik maddelere parçalayarak onların çürümesini sağlarlar. Böylece hem toprağın humusunu arttırırlar, hem de kendilerine besin sağlarlar. Çürütme sonucu çeşitli kokular meydana gelir. Bu yüzden bu olaya “kokuşma” denir. Bazı saprofit bakteriler, sütün yoğurt ve peynir olarak mayalanmasını sağlar.

Saprofitler, dünyada madde devrinin tamamlanmasında önemli rol oynadıklarından hayat için mutlaka gereklidir.

b) Parazit Bakteriler:Besinlerini cansız ortamdan değil de, üzerinde yaşadıkları canlılardan temin ederler. Çünkü sindirim enzimleri yoktur. Bunlardan bazıları konak canlıya fazla zarar vermeden yaşayabilirler. Sadece onun besinlerine ortak olurlar. Kalın bağırsaklarımızdaki “Escherichia coli” bunun en iyi örneğidir. Bazı parazit bakteriler ise konak canlının ölümüne bile sebep olabilen hastalıklara yol açarlar. Bunlara “Patojen bakteriler” denir. Patojenler ya toksinler çıkararak ya da konak canlının enzim ve

besinlerini kullanarak zarar verirler.

Toksinler ya dışarı atılır (Ekzotoksin), ya da bakterilerin içinde kalır (Endotoksin). İçeride kalan toksinler, bakteriler ölünce zararlı hale geçerler. Canlıların patojen bakterilere ve toksinlerine karşı oluşurduğu savunmaya “Bağışıklılık” denir. Parazit bakterilerin üremeleri hızlıdır.

c)Foto sentetik Bakteriler:Sitoplazmalarında serbest klorofil taşırlar. Fotosentezlerinde elektron kaynağı olarak H2O yerine H2S ve H2 kullanırlar.

 

*      CO2 + H2O     ®     Besin + O2 (Mavi-yeşil Algler)

*      CO2 + H2S      ®     Besin + S + H2O (Kükürt Bakterileri)

*      CO2 + H2         ®    Besin + H2O (Hidrojen Bakterileri)

d)Kemosentetik Bakteriler:Bu bakteriler de madde devrinde çok önemlidirler. Bazı organik maddeleri oksitleyerek onları zararsız hale getirirler. Oluşan maddeler ise bitkilerce mineral tuzları olarak kullanılır. Bu oksitleme sonucu ortaya açığa kimyasal enerji çıkar. Bu enerjiyle de CO2 indirgemesi  yaparak besinlerini sentez ederler. Işık ve klorofil gerekli değildir. Oksijen kullanılır. Kemosentetik bakteriler en çok azotlu, kükürtlü, demirli maddeleri oksitlerler.

 

 

*       NH3 + O2   ®     HNO2 + H2O + Kalori (nitrosomonas)

*       HNO2 + O2     ®     HNO3 + Kalori (nitrobacter)

*       H2S + O2     ®      H2O + S + Kalori (Kükürt Bakterileri)

*       FeCO3+O2+H2O   ®   Fe(OH)3+ CO2 + Kalori (Demir Bakterisi)

*       N2 + O2     ®     NO2 + Kalori (Azot Bakterileri)

 

NOT:  Kemosentez Sonucu,

Bazı zararlı maddeler ortadan kaldırılmış

Bitkilerin alabileceği tuzlar oluşturulmuş

Kimyasal enerji kazanılmış

Organik besinler sentezlenmiş olmaktadır.

                      

BAKTERİLERİN ÜREMELERİ
a. Bölünerek Çoğalma
Bütün bakteri türlerinin esas üreme şekli bölünmedir. bölünme eşeysiz üreme biçimidir. Su, besin maddesi ve sıcaklığın uygun olduğu ortamlarda çok hızlı bölünürler. bu bölünmeler her 20 dakikada bir gerçekleşir. Böylece geometrik olarak artmaya başlarlar. ancak bu artış sürekli değildir. Çünkü zamanla ortam sıcaklığı artar, asitler ve CO2 birikir, besin maddeleri tükenir. Bunlar bakteriler için öldürücü doza ulaşınca geometrik artış bozulur. belli değerden sonra artış yerine azalma görülür. Böylece bakteri populasyonları da dengelenmiş olur.

 

Bakterilerin bölünmeleri mitoza benzer. Ancak çekirdek zarı ve belli bir kromozom sayısı olmadığı için tam bir mitoz değildir. Buna Amitoz Bölünme denir.
b. Sporlanma
Bazı bakteri türleri yaşadıkları ortam şartları bozulunca endospor oluşturarak kötü şartları geçirirler. Endosporlar, kalıtım materyalinin çok az bir sitoplazmayla beraber çevrilmiş halidir. Ortam şartları normale dönünce çeper çatlar, endospor gelişerek normal bakteriyi meydana getirir.
Endosporlarda metabolik faaliyetler minimum seviyededir.Bbu şekilde uzun yıllar yaşayabilirler.Olumsuz şartlar olan yüksek ısıdan, kuraklıktan, donmadan ve besinsizlikten etkilenmezler. 60 yıl canlı kalan bakteri sporları tespit edilmiştir. Normal bakteri hücrelerinin tamamı 100OC’de ölürken endosporlar ancak 120OC’de 15-20 dakika kalırsa ölürler. Soğuk ortamlarda da aynı oranda dayanıklıdırlar. Bazı türlerde bir bakteriden birden çok endospor meydana gelebilir.

spor oluşturmuş bir bakteri
c. Eşeyli Üreme (Konjugasyon)
Bakteriler bölünerek çok hızlı üremelerine, olumsuz şartları da  endospor oluşturarak geçirmelerine rağmen, düzensiz de olsa eşeyli üremeyi gerçekleştirirler. Çünkü bu sayede kalıtsal çeşitliliklerini artarak değişen ortamlara uyum yapma imkanı bulurlar. Bu çeşitliliğe ise Kalıtsal Varyasyon denir.
Konjugasyon (kavuşma) esnasında DNA yapısı farklı iki bakteri yan yana gelerek aralarında geçici bir zardan köprü oluştururlar. Bu köprü aracılığı ile DNA parçalarını değiştirirler. Sonra ayrılarak bölünmelerine devam ederler. Dikkat edilirse çok hücreli canlılarda görülen eşeyli üremeden çok farklı bir eşeyli üreme oluşmaktadır. Bunlarda gamet oluşumu ve döllenme yoktur.

 

 

F Bakterilerin Yarar ve Zararları

 

    Bu canlılardan  bazılar  hastalıklara  yol açmakla  birlikte, çoğu türleri zararsızdır,hatta doğrudan  insanın  yararına sonuçlanan birçok biyokimyasal süreçte  etkin biçimde rol alır. Özellikle  biyosfer  süreçlerindeki  etkisi yadsınamayacak  kadar önemli olan bakteriler olmaksızın toprak verimini koruyamaz ve bitkilerin yetişmesine, dolayısıyla bitkilerle besle-nen hayvanların yaşamının sürüp gitmesine yardımcı olamaz.

     Kullanma sularına  karışan kanalizasyon ve sanayi artıklarındaki bakteriler de su kirliliğinin başlıca  sorumlusudur. Öte yandan ,su arıtma tesislerinde,özellikle lağım sularındaki organik maddeleri parçalamak için kullanılan  bakteriler  çevre kirliliğiyle savaşın etkili silahlarından  biri  olmuştur.Bu  örnek  bize gösteriyor ki,bakteriler  zararlı oldukları gibi oldukça da yararlıdırlar.

     Bazı bakteriler besinlere bulaşarak hızla çoğalabilir ve mide bozukluğunda ölüme kadar varabilen hafif yada ağır besin zehirlenmesine yol açabilir.Sulara bulaşmış  bakterilerin su arıtma   yöntemleriyle   temizlenmesi  gibi   süte   bulaşmış    bakteriler  de   pastörizasyon yöntemiyle yok edilir.Sağlıklı bir ineğin sütünde doğal olarak daha  az  bakteri  bulunmakla birlikte gene de steril değildir. Sağıldıktan sonraki aşamalarda  önlem  alınmadığı takdirde  bakteriler bu elverişli ortama yerleşmekte geç kalmazlar.

     Hastalık   yapıcı   bakterinin   toksin   salgıladığı  olgular dışında,genellikle bakterilerin hastalık yapma gücünü artıran etkenlerin neler olduğu henüz tam olarak açıklanamamıştır.Toksin salgılayan bakterilerin en bilinen örneklerinden biri,insanın  üst solunum  yollarına yerleşerek  doku yıkımına yol açan difteri basilidir.Dokulara yerleşen bakteriler genellikle konak canlının zararına   yaşarsa  da, hastalık  yapıcı  bakterilerin çoğu konağın ölümüne neden olmaz.

     Çürükçül bakterilerin ölü organizmaları ve organik artıkları parçalaması ,çevrebilim açısından yaşamsal önem taşır.Böyle bir parçalama olmasaydı,canlıların varlığını  sürdürebilmesi içim gerekli olan azot, karbon, fosfor gibi elementlerin doğadaki çevrimi de   gerçekleşmezdi.

     Çürükçül bakterilerin azot çevrimindeki katkısından başka,bazı bakteriler de  atmosferdeki serbest azotu bağlayarak, bu elementi bitkilerin yararlanabileceği bileşiklere dönüştürür.

   Bu azot bağlayıcı bakteri türlerinin çoğu baklagillerin köklerindeki yumrucuklarda  yaşar.

     Bazı bakterilerin konak canlı üzerindeki asalak yaşamı,karşılıklı yarar ilişkisine    dayanır.Örneğin geviş getirenlerin midelerine  yerleşen  bakteriler  selülozu parçalayarak  inek koyun gibi tüm geviş getiren hayvanların otları  sindirebilmesine  yardımcı  olur.İnsanda sindirim kanalının son bölümlerine yerleşen ve K vitamininin bireşimini sağlayan bazı yararlı bakterilerin konağıdır.

Ayrıca çeşitli sanayi dallarında ,özellikle de besin sanayisinde ayran,yoğurt,peynir, sirke,turşu gibi ürünlerin üretimindeki mayalanma süreçlerinde bakterilerden yararlanılır.

 

 

 

 ANTİBİYOTİKLERİN BAKTERİLERE ETKİSİ

Yaşadığımız yüzyılın özellikle ikinci yarısı yıllarından sonra, bakteri ve virüs genetiği, bunların morfolojik yapıları, kapsadıkları komplike protein, nükleoprotein ve diğer kimyasal bileşimleri, enzimleri saptanmıştır. Enfeksiyon etkenlerinin organizmada üreyip çoğalabilmeleri, patolojik yerleşimlerini oluşturabilmeleri için, gerekli olan yaşam kapsamlarının biri üzerinde etkili olabilecek antimikrobikler üzerindeki araştırmalar da yönünü bulmuş ve üretilen çeşitli antibiyotik ve kimyasal bileşimler, etki mekanizması ve kapsadıkları ana maddeler bakımından gruplara ayrılmıştır.

  1. Bakterinin hücre duvarının yok edilmesi bakterinin yaşmasına izin vermez. Yoğun etkili bir antibiyotik hücre duvarının yapımını tümüyle engelleyecek olursa, bakterinin üremesi durur ve sonucunda kapsamları dağılır. Hücre duvarındaki defektler de patojen etkiyi yok edecek biçimde ise, organizmanın doğal immun karşılığı , enfeksiyon etkenini nötralize eder, hücre erir ve fagosite edilir. Hücre duvarına etkileyen antibiyotiklerde gram negatif ve pozitif  bakterilere karşı bazı değişiklikler vardır bu durum duvarlarının kapsadıkları çeşitli kimyasal bileşimlerle ilgilidir.
  2. Hücre zarı oluşumlarındaki bir defekt sonucunda pürin, pirimidin ve nükleotidler gibi yaşam ve oluşum maddeleri dağılır sitoplazma proteinleri hücre dışına çıkar. Bu durum bakterinin patojen etkisinin engellenmesine veya tümüyle yok olmasına neden olur. Bazı bakterilerle bazı mantarların hücre zarları, hayvansal hücre zarlarından daha duyarlıdır ve çabuk denatüre olur. Bu tipte etki yapan antibiyotikler enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde uygulanabilirler.
  3. Bakteri hücrelerinde ana yaşam maddesi olan protein sentezinin önlenmesi ile ,etken patojenliğini kaybeder. Antibiyotik etki hücre duvarı ve sitoplazma ile ilgili değildir. Bu grupta bulunan antibiyotiklerin sayısı fazlacadır. Bazı antibiyotikler bakterinin ribozom birimlerini ve aminoasitlerin oluşumunu engelleyerek peptit zincirlerinin düzenini bozar, bakteriostatik (bakterini üremesini engelleyen)etki yapar. Bazı antibiyotikler de RNA oluşumunda ribozomları etkiler, makrolid gurubu ile ribozomlara katılması gereken gerçek aminoasitlerin yerini alarak bakterinin patojen kapsamlı yapımını engeller. Bazı antibiyotikler ise ribozomların doğal oluşmasın önleyerek RNA sentezinin değişik bir yapıda gelişmesiyle RNA sentezi aşamasındaki bakterinin patojenliğini kaybetmesine neden olur.
  4. Nükleik asit yapımını etkileyen antibiyotikler DNA sentezini engeller. Örneğin bu grupta bulunan Antinomisin deoksiguanosinlere bağlanarak bakteri gelişim ve patojenliğine yararsız DNA’lar üretirler, ayrıca RNA sentezini de olumsuz yönden etkileyerek bakterilerin patojen niteliklerini giderirler.