DOKTORUMNEDİO? SAĞLIK HAKKINDA HERŞEY…
Bakteriler küçük canlılardır ve mikroorganizma olarak da adlandırılırlar. Ne bitki ne de hayvanlardır . Kendilerine ait bir grupları vardır.
Bakteriler, genellikle birkaç mikron uzunluğunda küçük, tek hücreli mikroorganizmalar olup, milyonlarca sayıda birlikte yaşayan gözle görülmeyen canlılardır.
Bakteri ve virüsler arasındaki farklar nedir?
Bakteriler her yerde bulunabilir. Toprakta, suda, bitkilerde, hayvanlarda, insanlarda, yer kabuğunun derinliklerinde, buzullarda, kaplıcalarda, okyanus derinliklerinde bile bakteriler bulunur. Bakterilerin bulunmadığı yer ise insanların steril vücut dokularıdır. (Örneğin kan, akciğer, karaciğer, dalak gibi iç organlar)
Bakteri hücresi nasıldır?
Bakteri hücresi bir bitki ya da hayvan hücresinden farklıdır. Bakteri hücrelerinin çekirdeği yoktur. Bakteri, hayvan veya bitki hücrelerinden farklı olarak pili, flajel ve bir hücre kapsülüne (çoğunluğu) sahiptir. Çekirdeksiz bu organizmalara prokaryot adı verilir.
Bakteri hücresi organelleri:
Kapsül:
Hücre duvarının dış tarafında katmandır. Bazı bakterilerin kapsülü yoktur.
Hücre duvarı:
Plazma membranı ve kapsül arasındaki tabaka. Bakterilerde iki çeşit hücre duvarı vardır. Gram boyama özelliklerine göre Gram pozitif ve Gram negatif bakteriler olarak ayrılırlar.
DNA:
Bakterinin gelişmesinde ve işleyişinde kullanılan tüm genetik talimatları içerir. Sitoplazmanın içindedir.
Sitoplazma:
Plazma zarının içinde jelatinimsi bir maddedir. İçinde genetik malzeme ve ribozomlar yer alır.
Flajel:
Hareket için kullanılır. Bazı bakteri hücreleri birden fazla flajele sahiptir.
Pili:
Bakterinin yüzeylere yapışmasına ve genetik materyali diğer hücrelere aktarmasına yarar.
Plazma membranı:
Enerji üretir ve kimyasallar taşınır. Maddeler membrandan geçebilir (geçirgendir). Hücre duvarı içerisinde bulunur.
Ribozomlar:
Proteinin sentezlendiği yerdir. Ribozomlar, RNA bakımından zengin granüllerden oluşan küçük organellerdir.
Bakteriyolojinin kısa tarihçesi:
İnsanlar binlerce yıl önce çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük şeylerin hastalık nedeni olabileceğini düşünmüşler ve yüzlerce sene boyunca çeşitli teoriler üretmişlerdir. Aşağıda, tarihteki ünlü bilim insanları / mikrobiyologların bu yolda yaptıkları çalışmaların kısa bir özetini bulabilirsiniz:
Marcus Terentius Varro (Romalı yazar-MÖ 116):
Havada uçan minik hayvanlarcıkların hastalık kaynağı olabileceğini öne sürerek mikrobiyolojiye (mikroorganizmaların incelenmesi ve diğer canlı organizmalar üzerindeki etkileri) ve epidemiyolojiye (nüfusdaki hastalıkların nedenleri, dağılımı ve kontrolünün incelenmesi) katkılarından dolayı günümüzde birçok bilim insanı tarafından takdir edilmektedir. İnşaat esnasında bataklık yerlerden kaçınılması gerektiğine inanıyordu çünkü göz, ağzı ve burun deliklerinden içeri giren böceklerin hastalıklara neden olabilceğini ileri sürüyordu.
Hipokrat (Hekim-MÖ 460):
Tıp tarihindeki en seçkin figürlerden biri olan Hipokrat tıbbı batıl inançlardan ayıran ilk doktordu. Hastalık, tanrıların belirttiği bir ceza değil, yaşam tarzı, diyet ve çevresel faktörlerin bir sonucudur dedi. Bununla birlikte, Hipokrat’ın hastalıkların sebze, meyvelerin, kirli nehirlerin, bataklıkların veya bedenlerin çürümesi sonucu oluşan buharlar (miasma) sonucu olduğu ve insan vücudu ile ilgili teorileri günümüzde kadar iz bırakmıştır.
Jacobo Forli ve Alexandro Benedetti (14-15. yüzyıl):
Hastalıkların sadece havanın değil havanın içinde bulunan partiküllerin solunması ile oluştuğunu ileri sürmüşlerdir. Bununla birlikte, Miasma Teorisi, Germ Teorisi‘nin gelişmeye başladığı ilk yüzyıldan 1500 yılına kadar geçerliliğini korumuştur.
Antonie van Leeuwenhoek (Hollandalı 1632-1723):
Tek gözlü mikroskobu keşfetti. 1676’da 162 yıl sonra bakteri olarak adlandırılacak hayvancıklar(animacules) olarak gördüğü şeyleri tanımladı. Royal Society (İngiltere )’ye gönderdiği bir dizi mektupta bulgularını yayınladı. Genellikle mikrobiyolojinin babası olarak bilinir ve ilk mikrobiyolog değerlendirilir.
Christian Gottfried Ehrenberg (Alman 1795-1876):
On dokuzuncu yüzyılda en ünlü ve üretken bilim adamlarından biri olan Christian Gottfried Ehrenberg 1838’de bakteri terimini tanıttı.
Louis Pasteur (Fransız – 1822 – 1895):
Hastalığın nedenleri ve önlemleri konusunda bir çok gelişme ile ünlenen kayda değer bir kimyagerdir. Kuduz aşısını buldu. Pasteur 1859’da fermantasyon sürecinin spontan üretim değil mikroorganizmaların büyümesinden kaynaklandığını gösterdi. Robert Koch ile birlikte hastalıkların mikroplardan (The Germ Theory) kaynaklandığını söyledi.
Robert Koch (Alman – 1843-1910):
Germ Teorisini ispatladıktan sonra 1905’te Nobel Ödülü alan bir doktor / araştırmacı.
Paul Ehrlich (Alman – 1854-1915):
İmmünolojide dünya otoritesi olan bir bilim adamı. Kemoterapi terimini icat etti. İlk antibiyotiği (Salvarsan) geliştirdi ve frengiyi iyileştirmek için kullandı. 1908’de immünoloji araştırması ile Nobel Ödülü aldı. Bakterileri (özellikle tüberküloz basilini) tespit etmek için boyaların kullanımına öncülük etti.
Bakteriler nasıl beslenir?
Bakteriler kendilerini çeşitli şekillerde beslerler.
Heterotrofik bakteriler:
Diğer organizmaları tüketirler. Çoğu saprobidirler, besinlerini canlı olmayan ölü organik maddelerden temin ederler. Bu parazit bakterilerin bir kısmı konuklarını öldürürken, bazıları da onlara yardım ederler.
Ototrofik bakteriler:
Ototrofik bakteriler kendi yiyeceklerini üretirler ve bunu iki yolla yaparlar.
1-Fotosentez – güneş ışığı, CO2 ve suyu yiyeceklerini yapmak için kullanırlar. Gıdalarını sentezlemek için güneş ışığı kullanan bakterilere, fotototrofik bakteriler denir. Bunlar muhtemelen dünyanın oksijenli atmosferini yaratmada hayati bir rol oynayan siyanobakterileri içerir. Diğer fotoototrofik bakterileri mor sülfür olmayan bakteriler, mor sülfür bakterileri ve yeşil kükürt bakterileri gibi oksijen üretmeyen bakterilerdir.
2-Kemosentez -Karbondioksit, su ve yiyeceklerini sentezlemek için amonyak gibi kimyasal maddeler kullanırlar. Buna azot ayırıcı diyoruz. Genellikle baklagil kökleri ve okyanus deliklerinde bulunurlar. Bu bakterilere kemoototrofik bakteriler denir. Beslenme için kullanılan diğer kimyasal maddeler azot, kükürt, fosfor, sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum, manganez, demir, çinko ve kobalt gibi metalik elementlerdir.
Bakteriler hangi ortamlarda yaşar?
Aeroblar (aerobik bakteriler):
Bu tür bakteriler yalnızca oksijen varlığında ürer ve büyürler.
Anaeroblar (anaerobik bakteriler):
Bu tür bakteriler oksijen bulunmayan ortamlarda büyürler. İnsanlarda en sık gastrointestinal sistemde bulunurlar. Ayrıca gazlı kangren, tetanoz ve botulizme neden olurlar. Çoğu diş enfeksiyonları da bu tür bakteriler nedeniyle oluşur.
Fakültatif anaeroblar (fakültatif anaerobik bakteriler):
Bu bakteriler oksijenli veya oksijensiz ortamlarda gelişirler. Bununla birlikte, her iki seçenekte de, solunum için oksijen kullanmayı tercih ederler. En sık toprak, su, bitki örtüsü, bazı normal insan ve hayvan florasında bulunurlar.
Mezofilik bakteriler:
Bu bakteriler ılımlı ısılarda gelişirler. Örnekler arasında Listeria monocytogenes, Pesudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyrogenes, Streptococcus pneumoniae ve Escherichia coli sayılabilir. İnsan bakteriyel enfeksiyonları esas olarak mezofilik bakterilerden kaynaklanır. Bunun nedeni, insan vücudunun bu bakterilerin üremesi için uygun olmasıdır.
Ekstremofilik bakteriler:
Bu bakteriler insan dahil olmak üzere çoğu yaşam biçimi için aşırı kabul edilen koşullarda gelişirler. Ekstromofilik bakterilerin çeşitli türleri mevcuttur:
-Termofilik bakteriler:
Bu bakteriler 550C’un üzerindeki sıcaklıklarda gelişir ve 75-800 C’u tolere edebilir. Kaynayan suda diğer bakterilere oranla yok olması daha uzun sürer. Pyrolobus fumarii, 113 0 C dereceye kadar sıcaklığı tolere edebilir ve hipertermofil olarak sınıflandırılır.
-Halofilik bakteriler:
Bunlar yalnızca tuzlu ortamlarda gelişirler. Buna bir örnek Halobacteriacea‘dır.
–Asidofilik bakteriler:
Sadece asidik ortamlarda gelişirler. Cyanidium caldarium ve Ferroplasma spp, asitliği pH 0 olan bir ortamı bile tolere edebilirler.
-Alkalifil bakteriler:
Sadece alkali ortamlarda gelişirler. Natronobacterium ve Spirulina spp, pH 10.5’e kadar tolere edebilir.
-Psikrofil bakteriler:
Buzullarda olduğu gibi çok düşük sıcaklıklarda gelişirler. Psychrobacter bu tür bakteilere bir örnektir.
Bakteriler nasıl ürer?
Bakteriler aşağıdaki yöntemleri kullanarak üreyebilir:
♦İkiye bölünerek çoğalma(Binary fission):
Bu aseksüel bir üreme biçimi olarak bilinir; bir erkek ve dişi içermez. Hücre büyümeye devam eder, sonuçta yeni bir hücre duvarı, yavru hücre oluşturarak merkezden büyür ve sonunda ayrılır. Her yavru hücrenin, ana hücre ile aynı genetik materyali vardır.
♦Bakteri rekombinasyonu:
İkiye bölünerek çoğalma ile ilgili sorun, her yavru hücre ana hücrenin aynısıdır ve tüm kyavru hücreler de aynıdır. Bu, özellikle antibiyotiklerle onlara saldırmamız durumunda, bakterilerin üstünlük sağlamasını zorlaştırır. Bunu aşmak için, bakteriler bakteri rekombinasyon denilen bir işlemi kullanır. Bakteriyel rekombinasyon aşağıdaki yöntemlerle gerçekleştirilir:
-Konjugasyon:
Basitçe, bir bakteri hücresinden bir diğerine gen parçalarının aktarılması demektir. Bakteri, pilus adı verilen tüp yapısıyla bir diğerine bağlanır. Bakteri hücresindeki genler bu tüp üzerinden diğer hücrelere geçer.
-Transformasyon:
Bazı bakteriyel hücreler çevrelerindeki DNA’yı kapabilirler. Çoğunlukla ölü bakteri hücrelerinin DNA’sının bakteri içine alınmasına transformasyon denir.
-Transdüksiyon:
Bakteriler, bakteriyofaj olarak adlandırılan virüslerle bulaşırlar. Bakteriyofaj, bakteri hücresine tutunduğunda genomunu bakteri içine sokar. Bu virüsün genomu, enzimleri ve bileşenleri ana bakteri içerisinde çoğaltılır.
♦Dinlenme fazı-Sporlar:
Bu faz çoğalma biçiminden çok daha fazla uyku biçimidir. Bakterilere yeterli miktarda kaynak olmadığında, organizmanın DNA maddesini tutan sporlar oluşturarak üreyebilirler. Bu sporlar canlıdır ancak aktif değildir. Koşullar uygun olduğunda sporlar yeni bakteriler haline gelir.
Sporların ana işlevi, çevresel stres dönemlerinde hayatta kalmaktır. Ultraviyoleye, gama radyasyonuna, kurumaya, açlığa, kimyasallara ve aşırı ısıya karşı dayanıklıdırlar. Bazı bakteriler endosporlar (iç sporlar) üretirken, bazıları dışarıya salınan ekzospor veya kistler üretir.
Endospor oluşturan bakteri örneği, ortak serbest yaşayan bakterilerin yanı sıra botulizm (C. botulinim) ve psödomembranöz kolit (C. difficile) gibi önemli hastalıklarına neden olan bakterileri içeren yaklaşık 100 türden oluşan Clostridium‘lar verilebilir.
Bakterilerin etkileri nelerdir?
1-İnsanlarda hastalık yapıcı etkisi:
İnsanlık tarihinde yaşanan en ölümcül hastalıklar ve yıkıcı salgınların bazılarına bakteriler neden olmuştur. Etkeni bakteri olmayan çiçek ve sıtma gibi hastalıklar bakteriyel hastalıklardan daha fazla insanın ölümüne neden olmuştur. Bununla birlikte, aşağıdaki bakteriyel hastalıklar yüz milyonlarca insanın hayatını mahvetmiştir:
Kolera, difteri, dizanteri, veba, zatürre, tüberküloz, tifo ve tifüs.
2-Gıda teknolojisinde bakterilerin önemi:
Lactobacillus ve Lactococcus gibi maya ve küflerle (mantarlar) birlikte bulunan laktik asit bakterileri peynir, soya sosu, sirke, yoğurt ve turşu gibi gıdaları hazırlamak için kullanılmıştır. İnsanlar binlerce yıldır mayalanmış gıdaları hazırlamak için bu bakterileri kullanmaktadır.
3-İnsanların dostu bakteriler:
İnsan vücudunda çok sayıda dost bakteri bulunmaktadır. Sindirim sistemindeki bakteriler, karmaşık şekerler gibi bazı besin türlerinin vücut tarafından kullanılabilecek biçimlere bölünmesi için çok önemlidir. Dost bakteriler, bizi patojen (hastalığa nedeni olan) bakterilerden vücut bölgelerini işgal ederek korurlar.
4-Azot fiksasyonu:
Bakteriler atmosferik azotu asimile eder ve öldüklerinde bitkilerin kullanımı için serbest bırakırlar. Bitkiler havadaki azotu alıp toprağa koyamaz ancak bitkiler yaşamak için topraktaki nitrojene ihtiyaç duyarlar.
