Tıp Fakültesi Dönem I TEM 3

BAKTERİ GENETİĞİ
Prof.Dr. Davut ALPTEKİN
Ç.Ü. Tıp Fakültesi
Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı
ADANA
BAKTERİLER
Monera aleminde yer alan prokaryot canlılardır. Toprağın
derinliklerinde, atmosferin üst katlarında, donmuş topraklar içinde, kaplıca
sularında, küçük su birikintilerinde ve her türlü çevre şartlarına uygun
olarak bakteri ya da sporları bulunur. Bakteri hücresinin etrafını çeviren iki
tip örtü vardır. İçte hücre zarı (plazma zarı), dışta ise hücre duvarı
bulunur. Yapısında, protein, yağ ve karbonhidrat vardır. Çok sayıda
bakteride hücre duvarına ek olarak polisakkaritlerden oluşan bir kapsül
bulunur.
Oksijenli solunum yapan bakterilerde mezozom (mitokondri'ye
benzeyen kıvrımlar) görülür. Solunum enzimleri, mezozom zarlarında ve
sitoplazmada dağınık halde yer alır. Birçok bakteride kamçı bulunur.
Kamçılarıyla sıvı ortamda rahat hareket ederler. Yine bakterilerin
yüzeyinde piluslar yer alır. Bakteri hücresinde, DNA, RNA, sitoplazma ve
ribozom bulunur. Ribozomun dışında ökaryotlarda görülen hiç bir
organelleri bulunmaz. Bakteriler ortam koşullarının değişmesi ile
endospor oluştururlar. Bakteri sporları, yıl hatta yüzyıl boyunca canlı
kalabilirler. Bu nedenle en dayanıklı canlı formudurlar.
Antonie van Leeuwenhoek, ilk mikrobiyolog ve mikroskop
kullanarak bakterileri ilk gören kişidir. Bakteriler ilk defa
1676'da Antonie van Leeuwenhoek tarafından, kendi
tasarımı olan tek mercekli bir mikroskopla gözlemlenmiştir.
Onlara "animalcules" (hayvancık) adını takmış, gözlemlerini
Kraliyet Derneği'ne yazılmış bir dizi mektupla yayımlamıştır.
Bacterium adı çok daha sonra, 1838'de Christian Gottfried
Ehrenberg tarafından kullanıma sokulmuş, eski Yunanca
"küçük asa" anlamına gelen βακτήριον -α (bacterion -a)'dan
türetilmiştir.
MORFOLOJİ
Çoğu bakteri türleri ya
küresel ya da çubuksu şekilli
olur. Küresel olanlar kokkus
(coccus; eski yunanca tohum
anlamında kókkos 'tan),
çubuksu olanlar basil (latince
çubuk anlamlı baculus 'tan)
olarak adlandırılır. Vibrio
olarak adlandırılan bazı
çubuksu bakteriler biraz eğri
veya virgül şekillidir. Spiral
şekilli olanlar spirillum olarak
adlandırılır. Sıkıca sarılı ise
spiroket olarak adlandırılırlar.
Bakterilerin Genel Hücre Yapısı
Sitoplazma
Plazma zarı
Hücre duvarı
Kapsül
Kamçı
Ribozomlar
DNA
Fibriller
Seks pilusu
(Erkek bakterilerde)
BAKTERİLERİN
SINIFLANDIRILMASI
Gram boyasına göre:
a) Gram (+) pozitif bakteriler
b) Gram (-) negatif bakteriler
Oksijen ihtiyacına göre:
a) Aerob bakteriler: Oksijenli ortamda yaşayan
bakterilerdir.
b) Anaerob bakteriler: Oksijensiz ortamda yaşayan
bakterilerdir.
c) Fakültatif bakteriler: Oksijenin hem varlığında hem de
yokluğunda yaşayabilen bakterilerdir.
d) Mikroaerofil bakteriler: Bunlar az oksijenli ortamda
yaşayabilen bakterilerdir.
Bakterilerin dış kısmında; hücre duvarı, fimbria
(pilus), flagella (kamçı) ve kapsül bulunur.
Bakterilerin dış kısmında bulunan bu yapılar, bir
hücrenin yaşamı için tam olarak ihtiyaç duyulan,
zorunlu olan ve vazgeçilemeyen öğeler değildir.
Bakteri bunlar olmadan da, bütün fizyolojik ve
biyokimyasal fonksiyonlarını yerine getirebilir ve
yaşamını sürdürebilir. Ancak, dışta bulunan bu
yapılar bakterinin enfeksiyon yapma kabiliyetinin
artmasında, dış etkilerden korunması, fajlara
duyarlılığı ve diğer fonksiyonları ile yakından
ilişkilidir. Bunların olmaması durumunda, yukarıda
bahsedilen karakterler yönünden önemli değişmeler
ve azalmalar meydana gelir. Bu nedenle de dış
yapıların önemleri oldukça fazladır.
Hücre Duvarı
Bakterilerin etrafını tam ve kesintisiz olarak
saran hücre duvarı, özel boya ve boyama
teknikleri ve elektron mikroskobu ile kolaylıkla
görülebilmektedir.
Sert ve aynı zamanda elastik bir yapı
karakterine sahip olan hücre duvarı, bu özelliği
sayesinde, bakterilere şekil verir ve esneklik
kazandırır. Ayrıca bakteriye patojen özellik
kazandırır. Ökaryotik hücreye tutunmasını sağlar.
Bakteriyi dış ozmotik basınçlara karşı korur.
Fimbria (Piluslar)
Gram negatif veya Gram pozitif, hareketli veya
hareketsiz mikroorganizmalarda flagellum'lardan ayrı
olarak sitoplasmik membrandan orijin alan, kısa düz,
bazılarının ortası boş, ince ve çok sayıda oluşumlara
rastlanılmaktadır ki bunlara fimbria (pilus) adı verilmektedir.
Ancak bunlar gram negatif mikroorganizmalarda fazlaca
rastlanılmaktadır.
Sayıları mikroorganizma türüne göre değişse de bir
bakteri de 500'den fazla olabilir.
Fimbriaların uzunluk ve kalınlıkları da değişiklik
göstermektedir. Normal fimbrialar (Adi piluslar) 0.1-2 µm
uzunluk ve 4-7 nm kalınlıktaki yapılardır. F-pilusları (Cinsel
piluslar) ise daha uzun (2-20 µm) ve daha kalın (8.5-10 nm)
olup ortaları bir kanal gibidir.
Bakteri de adi piluslar.
Normal piluslar hücrelere yapışma özelliği
gösterirler. Alyuvarlara bağlanması sonu
aglutinasyona ve ayrıca hücrelere tutunarak
bakterilerin buralarda kolonize olmasına ve
infeksiyon oluşturmalarına da yardımcı olurlar.
Örneğin; sindirim ve ürogenital sisteme
yerleşen mikroorganizmalar için hücrelere
tutunmada, yerleşme ve üremede, çok önemli
bağlama, yapışma organellerini oluştururlar.
Piluslar bu nedenle virulans faktörlerinin başında
yer alırlar. E. coli'lerin gerek barsak ve gerekse
ürogenital sistem hücrelerine bağlanmasında ve
infeksiyon oluşturmasında piluslar önemlidir.
Bakteride çok sayıda olan normal
pilusların yanı sıra, çok az sayıda (1-5
tane) seks pilusu bulunur. Örn, E. coli'de
100-200 tane normal pilusa karşın, 1-4
adet seks pilusu vardır. Bu pilus'ların
görevi, hücrelere yapışmaktan ziyade bir
bakteriden (F+) diğerine (F-) genetik
materyalin aktarılmasında konjugasyon
köprüsü görevi yapmalarıdır.
Kamçılar
Atrik:Bakteride kamçı olmaması hali
Monotrik:Bakteride bir ucunda bir tek kamçının bulunması (A).
Amfitrik: Kamçının bakteride karşılıklı iki uca yerleşmesi (C).
Politrik (Multitrik):Bakteride birden fazla kamçının bulunması (B, D).
Lofotrik:Bakteride kamçının bir demet halinde bir veya iki uçta lokalizasyonu
(monopolar veya bipolar) (B).
Peritrik:Bakterinin her tarafında kamçının bulunması (D).
Kapsül
Bazı yuvarlak ve çomak biçimli bakterilerde
hücre duvarından ayrı olarak ve bunun dışında,
jelatinöz, viskoz, elastik veya mukoid karakterde
organize olmuş bir tabaka bulunur ki buna kapsül
adı verilmektedir.
Bakteri tarafından oluşturulan kapsülün
kalınlığı, türlere göre değişmek üzere, 0.2-10 µm
arasındadır. Kapsülün yapısı hücre duvarından
ayrı bir kimyasal karakter gösterdiğinden antijenik
özelliği de farklıdır.
Kapsül veya glikokaliks çok düzenlidir. Bu
yapılar, bakterileri makrofaj gibi ökaryotik hücreler
tarafından yutulmaya karşı korur. Bunlar ayrıca
antijen olarak etki edip hücre tanınmasında rol
oynayabilir, ayrıca yüzeylere bağlanmalarına ve
biyofilm tabakası oluşturmalarına yardımcı olabilir.
Kapsül suni veya doğal yollarla giderilirse
bakterinin yaşamına etkileyecek bir durum
meydana gelmez ve normal fizyolojik fonksiyonlar
devam eder. Ancak, bakterinin antijenik,
antifagositik, virulens ve patojenik kabiliyetinde
azalmalar görülür.