Bakterilerin tanımlanması, üretilmesi Dr Gökhan AYGÜN Tıbbi Mikrobiyoloji AD

MİKROP ?

Pasteur ve Koch

MİKROP ? ÖKARYOTLAR ( > 2 mikrometre ): Algler, protozoonlar, mantarlar PROKARYOTLAR ( 0.2 – 5 mikrometre): Arkebakteriler, siyanobakteriler (mavi-yeşil algler), bakteriler

Histonlarla bağlı çok sayıda iplikcik yok (mikoplazmalar hariç) Özellik PROKARYOT (Bakteri) ÖKARYOT (Mantar , Protozoon) Gerçek çekirdek yok var Çekirdekcik DNA Tek iplikçik Histon yok Histonlarla bağlı çok sayıda iplikcik Ribozom 70 S (50+30) 80 S (60+40) Mitokondri Peptidoglikan hücre duvarı Solunum Hücre zarı ile Mitokondrilerle Kromozom tek çok Sitoplazma zarında sterol yok (mikoplazmalar hariç)

Bakterilerin besin gereksinimleri Ototrof/litotrof Basit inorganik molekülleri kullanabilir CO2, amonyum tuzları Fototroflar fotosentez; kemolitotroflar inorganik ürünlerin oksidasyonunu yapabilirler Heterotrof (İnsan bakterileri) Kendi metabolik ürünlerini oluşturamaz Organik ürünlere muhtaçtırlar Besin gereksinimleri farklı farklıdır (Besiyerleri)

Sıcaklık ve üreme

Özel şartlar % 5-10 CO2 (kapnofil) B.abortus Gonokok +4 C iyi üreyenler (psikrofil) Yersinia enterocolytica, Listeria Yüksek tuz yoğunluğunda üreyenler (halofil) (Deniz …) Vibriolar

Kültür T. pallidum, M. leprae üretilemez Chlamydia, Ricketsia .... hücre kültürü M. tübercülosis: 14-24 saat (ikilenme) Mikoplazmalar ..... Kolesterol içeriği

Metabolik ürünlerle bakteri tanımlama

Günümüzde klinik mikrobiyoloji Boyama yöntemleri Gelişmiş kültür teknikleri Otomatize tanımlama sistemleri Gelişmiş serolojik yöntemler (ELISA, IFA) PZR/PCR Standartize moleküler yöntemler “Microarray” teknolojisi

Gram (+) ve (-)

Bazı bakteriler Gram yöntemiyle iyi boyanamazlar !? Mycobacterium (TBC) Ricketsia ve Chlamydia Molikütler (mikoplazmalar) Treponema pallidum (Legionella ) Gram boyamada bakteri görülmeyen bakteri infeksiyonları !?

Kültür Besiyeri Agar (% 1.5-3) Organotrof Heterotrof

Gelişkin besiyerleri (Chromagar)

Gram(+) kokların ayrımı

Gram (+) çomaklar aerop ( Bacillus) anaerop (Clostridium) spor ( +) aerop ( Bacillus) anaerop (Clostridium) Corynebacterium ( Pleomorfik, düzensiz boyanan, volutin ) Dallanan çomak …Nocardia

Anaerobic growth Petri plates Anaerobic indicator (methylene blue) CO2 H2 Envelope containg sodium bicarbonate and sodium borohydride Lid with O-ring gasket Palladium catalyst pellets Reducing media containing thioglycolate to deplete oxygen; cooked meat broth Anaerobic jar, anaerobic chamber, anaerobic bags/ pouch

Capnophiles Capnophiles require high concentration of CO Tubes with liquid media Glass jar A. Glass jar Candle Capnophiles require high concentration of CO e.g. Brucella abortus Petri plates B. CO2 generating package Gas generator Petri plates Gas generator

Generation times for some common bacteria under optimal conditions of growth. Medium Glucose-salts Sucrose-salts Milk Lactose broth Heart infusion broth Mannitol-salts-yeast ext. Synthetic Rabbit testes Bacterium Escherichia coli Bacillus  megaterium Streptococcus lactis Staphylococcus aureus Lactobacillus acidophilus Rhizobium japonicum Mycobacterium tuberculosis Treponema pallidum Generation Time (minutes) 17 25 26 48 27-30 66-87 344-461 792-932 1980

Cell division What is happening? Figure: 06-01 Caption: The general process of binary fission in a rod-shaped prokaryote. For simplicity, the nucleoid is depicted as a single circle in green. 32

The Requirements for Growth: Physical Requirements Figure 6.4

Viable cell counts Measure Colony Forming Units CFU’s Figure: 06-10 Caption: Two methods of performing a viable count (plate count). In either case the sample must usually be diluted before plating. Does each colony represent one cell? Cell must be alive and able to grow 34

Bakteri sayısı kaç ?

Gram(+) çomak

Selective & differential media Bismuth sulfite for Salmonella typhi (inhibits gram-positive and most gram-negative intestinal bacteria) Differential Blood agar plates for Streptococcus pyogenes Selective & differential Mannitol salt agar for Staphylococcus aureus Type of hemolysis reaction aids identification of S. pyogenes

Pure cultures, plate or any of the others In theory, each colony (~107) bacteria arises from a single bacterium deposited on the surface of the Petri dish Each colony consists of a pure clone of cells Best obtained on solid media; less sure in liquid media Photos public domain

GRAM NEGATİF ÇOMAKLAR 1 – Zor üreyen /adi besiyerlerinde üremeyen Gram (-) çomaklar: Brucella, Haemophilus, Bordatella, ... 2 – Glikozu fermente eden, oksidaz (-) : Enterobactericeae 3 – Glikozu fermente eden, oksidaz (+) : Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas. 4 – Glikozu fermente etmeyenler : Pseudomonas, Acinetobacter, Burkholderia,....

EMB/ENDO/MacCONKEY

DNAdizileme ile tanımlama

P. aeruginosa Meyve kokusu (aminoasetofenon) ** Mavi-yeşil pigment (piyosiyanin) Meyve kokusu (aminoasetofenon)

H. influenzae(: Pfeiffer basili) hem X hem V faktörü Çukulatamsı agar !! Kanlı agar (S.aureus) (satellitizm) (süt annelik olayı)

Mycobacterium tuberculosis tanı Aside dirençli boyama (EZN, Kinyoun,...) Auramin-Rhodamin (+) Löwenstein-Jensen besiyeri, Middlebrook besiyeri ... Yavaş üreyen (18 saatte bir bölünme) Dekontaminasyon M. tubercülosis ................ niasin testi (+)

The Requirements for Growth: Chemical Requirements Carbon Structural organic molecules, energy source Chemoheterotrophs use organic carbon sources Autotrophs use CO2

The Requirements for Growth: Chemical Requirements Nitrogen In amino acids, proteins Most bacteria decompose proteins Some bacteria use NH4+ or NO3 A few bacteria use N2 in nitrogen fixation Sulfur In amino acids, thiamine, biotin Some bacteria use SO42 or H2S Phosphorus In DNA, RNA, ATP, and membranes PO43 is a source of phosphorus

The Requirements for Growth: Chemical Requirements Trace Elements Inorganic elements required in small amounts Usually as enzyme cofactors

The Requirements for Growth: Chemical Requirements Organic Growth Factors Organic compounds obtained from the environment Vitamins, amino acids, purines, pyrimidines

Agar Complex polysaccharide Used as solidifying agent for culture media in Petri plates, slants, and deeps Generally not metabolized by microbes Liquefies at 100°C Solidifies ~40°C