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; Protozoonlar Mantarlar Bakteriler Küfleri kapsamaktadır

Mikroorganizmalar 3 Gruba Ayrılır Ökaryotlar= Gelişmiş çekirdekliler Alg Mantar Protozoon Prokaryotlar=İlkel çekirdekli Bakteri Virüsler

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

Prokaryotların Sınıflandırılması Alem 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 Koklar: Yuvarlak biçimli, örnek stafilokoklar ve streptokoklar Basiller: Çomak biçiminde, örn E.coli 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 Yapısı 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

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

Stoplazmada bulunanlar Granüller: Enerji ve besin deposu Ribozomlar: Protein sentezlenen yerlerdir Plazmidler: Kromozomdan bağımsız çoğalan, daha küçük boyutta, serbest DNA’lardır, bakterinin direnç genlerinin bir başka bakteriye aktarılmasını sağlar

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

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 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

Kirpik: Basil ve sarmal şekilli bakterilerde bulunurlar, proteinden oluşmuşturlar, stoplazmadan başlayan uzantılardır, hareket organelleridir Pilus/fimbria:Stoplazmadan dışarıya uzanan diğer uzantılardır, hareketli/hareketsiz bazı bakterilerde bulunabilirler, bakteriler arasında genetik madde aktarımını sağlayan yolları oluştururlar 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 Gram pozitif bakteriler Gram negatif bakteriler 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; Stoplazmik membran Peptidoglikan tabaka Teikoik asit ve yüzey proteinleri 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; Stoplazmik membran Periplazmik aralık Peptidoglikan tabaka Lipoprotein tabaka Dış membran 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

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 Fermentasyon: Anaerob koşullarda gerçekleşir, glikoliz yoluyla KH’lardan enerji elde edilir Solunum: Aerob koşullarda oluşur, reaksiyon sonucunda CO2 ve H2O oluşur Fotosentez: Işığa bağlı enerji oluşum tipidir, zorunlu anaerob bakteriler tarafından kullanılır

BESLENME Besin kaynakları. Karbon kaynakları; En önemlisi karbonhidratlardır Azot kaynakları; Amonyum tuzları, aminiasitler Sülfür kaynakları; Sülfatlar Su; Bakteri hücre ağırlığının %70-90’ı sudur 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 Isı İyon yoğunluğu ve ozmotik basınç Oksijen 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 Fiziksel yöntemler Isı 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

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 lazım Tindalizasyon: 60-100 ° C’de ısıtıp soğutup bir gün arayla aynı işlem 3 kez tekrarlanır Yakma: Yakma veya aleve yalatma ile sterilizasyon sağlanır

Süzme Işınlama: Ultraviyole ışınları, x ve gama ışınları Kimyasal sterilizasyon bu amaçla etilen oksit kullanılır

Antiseptik ve Dezenfektanlar Başlıca 3 mekanizma ile etki gösterirler Bakterilerin hücre membranının parçalanması; alkol, deterjan Proteinlerin denatürasyonu; asit, alkaliler, civa ve gümüş gibi ağır metaller, iyot, klor, aldehitler Nükleik asitlerin değiştirilmesi; kristal viyole, metilen mavisi gibi boyalar

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