MİKROBİYOLOJİ DERS NOTLARI

Uzm.Dr.ÖzlemALICI

Mikrobiyoloji mikroorganizmalardan bahseden bilim dalıdır

Yunancada Mikros=küçük, Bios=Yaşam, Logos=bilim olmak üzere 3 sözcüğün bileşiminden oluşmuştur

MİKROBİYOLOJİNİN TARİHÇESİ Mikroskobun keşfinden önce doğadaki bütün

canlı yaratıkların hayvan ya da bitki olduğu düşünülürdü

İlk basit mikroskop hollandalı Antony Von Leeuwenhoek tarafından yapılmıştır (1632-1723)

Basit bir lupa benzeyen bu aletle gördüğü bakterilerin şekillerini çizmiştir

Modern mikrobiyolojinin kurucusu kabul edilir

Bir bilim olarak mikrobiyolojinin gerçek anlamda gelişmesi Louis Pasteur’un (1822-1895) çalışmaları ile başlamıştır

Pastörizasyon işlemini, şarbon ve kuduz aşılarını bulmuştur

Robert Koch (1843-1910) tüberküloz basilini bulmuştur

Edward Jenner (1749-1823) çiçek aşısını icad etmiştir

Sir Alexander fleming (1881-1955) ilk antibiyotik olan Penisilini keşfederek tıp dünyasında önemli bir sayfa açmıştır

MİKROORGANİZMALAR DÜNYASI 1866 yılında Haeckel mikroorganizmaların

bitki ve hayvanlardan farklı olduğunu görerek Protista adını verdiği yeni bir aleme dahil etmiştir

Protistalar;1. Protozoonlar2. Mantarlar3. Bakteriler4. Küfleri kapsamaktadır

Mikroorganizmalar 3 Gruba Ayrılır1. Ökaryotlar= Gelişmiş çekirdekliler Alg Mantar Protozoon

2. Prokaryotlar=İlkel çekirdekli Bakteri

3. Virüsler

Ökaryotlar gerçek bir hücre çekirdeği olan yani stoplazma ile çekirdeği ayıran bir çekirdek zarı olan organizmalardır

Prokaryotların ise bir çekirdek zarı yoktur

Özellik Prokaryot Ökaryot DNA Tek, çembersel İpliksi, paketlenmiş Plazmid Bazen var Yok Kromozom Tek Birden fazla Çekirdek Zarla çerili değil Zarla çevrili Çekirdekçik Yok Var Hücre bölünmesi Basitçe ikiye

bölünme Mitoz/Mayoz bölünme

Hücre zarı Sterol içermez Sterol içerir Kloroplast Yok Var(bazı protistalarda) Mitokondri Yok Var Ribozom 70 S 80 S Hücre iskeleti Yok Var Pili/fimbria Var Yok Hücre duvarı Genellikle var Bazılarında var Üreme Eşeysiz Eşeyli/Eşeysiz Organizasyon Tek hücreli Çoğunlukla çok hücreli

Prokaryotların SınıflandırılmasıAlem Procaryotae

Bölüm Tenericutes

Sınıf Mollicutes

Takım Mycoplasmatales

Aile Mycoplasmataceae

Cins Mycoplasma

Tür M.pneumoniae

Mikroorganizmaların isimleri Latince veya Latinceleştirilmiş isimlerdir

İlk isim cinse, ikinci isim türe işaret eder Cins ismi büyük harfle, tür ismi küçük harfle

başlar

Salmonella typhi

MİKROSKOPLAR

Mikroorganizmaların yapısını incelemek için kullanılan aletlerdir

Işık mikroskopu: Cisimlerin ışık demetleri ile aydınlatıldığı sistem

Elektron mikroskobu: Cisimlerin elektron demetleriyle aydınlatıldığı sistem

Işık mikroskobu

Ökaryotik hücreleri ve mikroorganizmaları incelemek için kullanılır

Görüntü 2 lens sistemi ile büyütülür Objektif lenslerinde oluşan ilk görüntü daha

sonra oküler tarafından büyütülür Son görüntü, objektif ve oküler büyütmenin

çarpımına eşittir

Oküler lens 10 büyütme gücünde Objetif lens 10, 40, 100 büyütme gücündedir Kondansör lens= aşağıdan gelen ışığın örnek

üzerine odaklanmasını sağlar 10x10 ve 10x40 lık büyütmeler ile boyasız

örnekler 10x100 büyütme ile boyalı örnekler incelenir

Karanlık alan mikroskobu: Işık mikroskobudur, bazı ince yapılı mikroorganizmaları görmek için kullanılır (sifiliz hastalığının etkeni spiroketleri görmek için)

Bakterilerin boyları 125 nm ile 30 µm arasında değişir

Virüslerin boyları ise daha küçük, 2,5-10 nm arasındadır

Bakterilerde Hücre Şekilleri

1. Koklar: Yuvarlak biçimli, örnek stafilokoklar ve streptokoklar

2. Basiller: Çomak biçiminde, örn E.coli

3. Spiral bakteriler: Vibriyolar; Virgüle benzerler, sert ve kıvrıktırlar, örn

kolera basili Spiriller; Tek kıvrımlı, sarmal şekilli,kıvrılmaz,sert,

örn spirillum Spiroketler; Birden fazla kıvrımlı, kendi üzerlerine

katlanabilen mo, Treponema (sifiliz etkeni)

Bakteri Hücresinin Anatomik Yapısı1. Çekirdek: Bakterilerin orta kısmında, katlanarak

yumak haline gelmiş tek bir kromozomdan ibarettir

Esas olarak çift iplikli DNA’dan ibarettir Çekirdeği saran bir zar yoktur Kromozomun hücre zarına bağlandığı yere

mezozom denir, hücre bölünmesi sırasında kromozom bu noktadan ayrılır

2. Stoplazma: Çekirdeği çevreleyen, içinde hücrenin hayati fonksiyonlarını yöneten birtakım partiküller içeren saydam, hafif yapışkan kıvamda kolloidal bir sistemdir.

Mitokondri ve kloroplast yok

Stoplazmada bulunanlar

1. Granüller: Enerji ve besin deposu

2. Ribozomlar: Protein sentezlenen yerlerdir

3. Plazmidler: Kromozomdan bağımsız çoğalan, daha küçük boyutta, serbest DNA’lardır, bakterinin direnç genlerinin bir başka bakteriye aktarılmasını sağlar

3. Stoplazmik membran: Stoplazmayı çevreler Fosfolipit (yağ), protein ve çok az miktarda

karbonhidrat (şeker) içerir Çift katlı mozaik biçimindedir Sterol içermez Dış ortam ile bakteri hücresi arasında

madde taşımacılığı yapar, seçici geçirgen, büyük moleküleri hücre içine sokmaz

4. Hücre duvarı (zarı): En dışta bulunur, sağlam, bakteriye şeklini verir

Temel yapısını peptidoglikan tabaka oluşturur ve antibiyotiklerin hedefidir

Mikoplazma ve Üreoplazma hariç tüm bakterilerde var

Gram pozitif bakterilerde peptidoglikan tabaka daha kalın

Penisilin bağlayan proteinler hücre duvarında bulunurlar, antibiyotikler bunlara bağlanarak bakteri hücresine tutunurlar ve bakteri hücresinin içine girerek o bakteriyi parçalarlar

5. Hücre kapsülü: Sadece bazı bakterilerde bulunur ve hücre duvarının da dışında yer alır, çini mürekkebi gibi özel boyalarla boyanır

Bakterilerin hastalık yapma yeteneği ve şiddetini arttırırlar, ayrıca bakteriyi insan vücudunun savunma mekanizmalarına karşı korurlar

6. Kirpik: Basil ve sarmal şekilli bakterilerde bulunurlar, proteinden oluşmuşturlar, stoplazmadan başlayan uzantılardır, hareket organelleridir

7. Pilus/fimbria:Stoplazmadan dışarıya uzanan diğer uzantılardır, hareketli/hareketsiz bazı bakterilerde bulunabilirler, bakteriler arasında genetik madde aktarımını sağlayan yolları oluştururlar

8. Spor: Oldukça dirençli yapılardır. Bazı bakterilerde bulunurlar, görevi uygun olmayan şartlarda bakteri canlılığını korumaktır

Hücre Zarının Görevleri

Bakterilerde hemen hemen tüm yapım ve yıkım süreçlerinin yani metabolizmanın cereyan ettiği yerdir

Enzimler, elektron transport sistemleri hücre zarında yer alır

Seçici geçirgen; yani içeri ve dışarı geçiş belirli kurallara bağlıdır

Geçiş Yolları

Basit difüzyon; küçük moleküllerin yüksek yoğunluktan düşük yoğunluğa kendiliğinden hareketidir, örn oksijen, basit şekerler

Kolaylaştırılmış difüzyon; Farkı zarda yerleşik taşıyıcı proteinlerin kullanılması

Aktif transport; Normal şartlarda geçemeyen moleküllerin geçiş için enerji harcamaları gerekir, burada da taşıyıcı proteinler vardır

Gram boyası ile boyanmalarına göre bakteriler 3’e ayrılır

1. Gram pozitif bakteriler

2. Gram negatif bakteriler

3. Gram ile boyanmayan bakteriler

Gram Boyası

4 aşamalı bir boyadır Örnek yayması önce kristal moru, sonra lugol ile

boyanır Bu aşamada boyanabilen tüm bakteriler mor renk

alır Sonra alkol ile renksizleştirme yapılır G+ bakteriler mor renklerini bırakmazken, G-

bakteriler bırakır En son aşamada sulu fuksin ile boyama yapılır G- bakteriler pembe boyanmış olur

Gram + hücre duvarı

Kalın, %50’den fazlası peptidoglikan tabaka Peptidoglikan tabakanın dışında teikoik asit ve

yüzey proteinleri yer alır İçten dışa;1. Stoplazmik membran2. Peptidoglikan tabaka3. Teikoik asit ve yüzey proteinleri4. Kapsül Teikoik asit bakteriye antijenik özellik kazandırır Teikoik asit ve yüzey proteinleri temel alınarak

bakterilerin serolojik sınıflandırması yapılır

Gram - hücre duvarı

Peptidoglikan tabaka incedir Hücre duvarı içten dışa şöyle sıralanır;

1. Stoplazmik membran

2. Periplazmik aralık

3. Peptidoglikan tabaka

4. Lipoprotein tabaka

5. Dış membran

6. Kapsül

Dış membranda bulunan lipopolisakkarit insan ve hayvanlar için oldukça toksiktir, ateş, şok ve ölüm olaylarına yol açabilir

Periplazmik aralıkta ise taşıyıcı moleküller ve antibiyotikleri etkisiz hale getiren enzimler bulunur

Bakterilerin Çoğalması

Bakteri hücreleri ortadan ikiye bölünerek çoğalır

İçerdiği tüm komponentleri aynı olan iki yeni yavru hücrenin oluşmasıyla sonlanan bu bölünme tipine amitotik (mitotik olmayan) bölünme denir

Dönem Üreme hızı Açıklama

Gizli Sıfır Bakteri çoğalmaz, hacmi büyür

Hızlanma Artar

Logaritmik artış

Sabit

Duraklama Bakteri ölümü ile dengeli

Besin ve O2

azalır

Azalma-Ölüm Sıfır

Mikroorganizmaların Üretilmeleri Mikroorganizmalar yaşamlarını sürdürebilmek

için bulundukları ortamdan gerekli enerjiyi sağlayarak yapıtaşlarını sentez ederler

Ökaryotlar ortamdan sıvı maddeleri veya katı besin parçacıklarını özel organelleri içerisine alarak sindirirler

Bakteri ve mantarlar ise besin maddelerini hücre dışında parçalayıp sindirirler, eritip hücre içerisine alırlar

Enerji Elde Etme Mekanizmaları

1. Fermentasyon: Anaerob koşullarda gerçekleşir, glikoliz yoluyla KH’lardan enerji elde edilir

2. Solunum: Aerob koşullarda oluşur, reaksiyon sonucunda CO2 ve H2O oluşur

3. Fotosentez: Işığa bağlı enerji oluşum tipidir, zorunlu anaerob bakteriler tarafından kullanılır

BESLENME

Besin kaynakları.1. Karbon kaynakları; En önemlisi

karbonhidratlardır2. Azot kaynakları; Amonyum tuzları,

aminiasitler3. Sülfür kaynakları; Sülfatlar4. Su; Bakteri hücre ağırlığının %70-90’ı sudur5. Mineral kaynakları;kalsiyum, potasyum,

fosfor, kükürt,demir

Mikroorganizmaların kuru ağırlıklarının %95’ten fazlasını karbon, azot, sülfür, fosfor, oksijen,hidrojen,potasyum,kalsiyum,magnezyum ve demir oluşturur

Bunlar üremeleri için gerekli temel elementlerdir

Üremeyi Etkileyen Çevre Faktörleri

1. Isı

2. İyon yoğunluğu ve ozmotik basınç

3. Oksijen

4. Ortam pH’sı

Aerob bakteriler; Beslenip üreyebilmeleri için mutlaka oksijen bulunmalıdır

Mikroaerofil bakteriler; %1-4 O2’li ortamda, %5-10 CO2’li ortamda üreyebilirler

Fakültatif aerob/anaerob bakteriler; Hem oksijenli hem oksijensiz ortamda üreyebilirler

Anaerob bakteriler; Solunumlarını oksijensiz ortamda yapabilirler, oksijen varlığında üreyemezler

Sterilizasyon: Cansız maddelerin sporlular dahil patojen olan ve olmayan bütün mikroplardan arındırılmasıdır

Dezenfeksiyon: Cansız maddelerin sporlular hariç patojen mikroplardan arındırılmasıdır

Antisepsi: Canlı yüzeylerin sporlular hariç patojen mikroplardan arındırılmasıdır

Pastörizasyon: Süt ve süt ürünleri 63-65°C’de yarım saat veya 2 sıcak levha arasında 71-72 ° C’de 3-5 saniye tutularak aniden soğutulursa içerdikleri patojen mikropların çoğu ölür

Sterilizasyon Yöntemleri

A. Fiziksel yöntemler Isı

1. Kuru sıcak hava: Pastör fırını kullanılır

175 ° C’de 1 saat, 165 ° C’de 2 saat veya 150 ° C’de 3 saat tutmakla bütün mikropların vejetatif ve sporlu şekilleri ölür

Cam ve metal eşyalar bu yöntemlerle steril edilir

2. Nemli ısı:Basınçlı buhar: Otoklav kullanılır, 1 atmosfer basınç

altında 121 ° C’de 15 dk tutmakla sterilizasyon sağlanır

Basınçsız buhar: Koch kazanı kullanılır.100 ° C’de yarım saat tutmak yeterlidir

Kaynatma: 100 ° C’de 30 dk kaynatmak lazımTindalizasyon: 60-100 ° C’de ısıtıp soğutup bir gün

arayla aynı işlem 3 kez tekrarlanır3. Yakma: Yakma veya aleve yalatma ile

sterilizasyon sağlanır

Süzme Işınlama: Ultraviyole ışınları, x ve gama

ışınları

B. Kimyasal sterilizasyon

bu amaçla etilen oksit kullanılır

Antiseptik ve Dezenfektanlar

Başlıca 3 mekanizma ile etki gösterirler

1. Bakterilerin hücre membranının parçalanması; alkol, deterjan

2. Proteinlerin denatürasyonu; asit, alkaliler, civa ve gümüş gibi ağır metaller, iyot, klor, aldehitler

3. Nükleik asitlerin değiştirilmesi; kristal viyole, metilen mavisi gibi boyalar

Antiseptik ve dezenfektanların etkinlikleri; süre, yoğunluk ve ısı arttıkça artar, ortamdaki organik maddelerden olumsuz etkilenir