Mesleki Temel Uygulamalar

Konu: Mikroorganizmaların Sınıflandırılması
Kazanım: Mikroorganizmaları ve genel özelliklerini bilir.

2. Prokaryot (Procaryot) Mikroorganizmalar: Belli bir çekirdekleri olmayan, kalıtım maddesi sitoplâzmada dağınık halde bulunan çok basit hücrelerdir. Bunların zarları ve organelleri yoktur. Sadece ribozom organeli içerir. Bazılarında sitoplâzmada klorofil pigmentleri veya hücre zarından oluşan mezozomlar bulunabilir. Daha basit bir hücre yapısına sahip, gerçek bir hücre çekirdeği olmayan mavi-yeşil algler (Cyanobacteriae ) ve bakteriler (klamidya, riketsiya ve mikoplazmalar dâhil) bu grup içinde yer alır.

Prokaryot mikroorganizmaların hücre yapısı

2.a. Mavi-Yeşil Algler (Cyanobacteriae): Mavi-yeşil algler koloni şeklinde sularda ve nemli topraklarda yaşayan, ipliksi yapı gösteren bitkisel tek hücreli canlılardır. Fotosentez yapar. Prokaryot oldukları için klorofilleri kloraplastta değil sitoplazmada bulunur. Yeşil rengi veren klorofilin yanında, mavi renk veren fikosiyonin pigmentleri bulundurur. Ökaryot grubuna dahil olan algler ise çok hücrelidir ve mavi-yeşil alglerle karıştırılmamalıdır.

2.b. Bakteriler: Bakteriler; tek kromozomlu, nukleus zarı mitokondrileri olmayan, enerji üretimi hücre zarında gerçekleşen ve çoğu hücre duvarı içeren canlılardır. Riketsiya ve klamidyalar zorunlu hücre içi bakterilerdir. Mollicutes sınıfı içinde ise hücre duvarı içermeyen ve sentetik besi yerlerinde üretilebilen mikoplazma ve ureaplazmalar bulunur. Bakteriler; basit bir hücre yapısına sahiptir. Tipik olarak birkaç mikron uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır (yuvarlak, spiral şekilli, çubuksu). Bazı bakterilerin şekilleri değişken olup bunlara pleomorfik (çok şekilli) denir. Bakterilerin şeklini, katı hücre duvarı belirler. Bakterilere her ortamda rastlamak mümkündür. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda üreyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücre sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur. İnsan vücudunda bulunan bakteri sayısı, insan hücresi sayısının on katı kadardır. Özellikle, deride ve sindirim yolu içinde çok sayıda bakteri bulunur. Bunların büyük bir çoğunluğu bağışıklık sisteminin koruyucu etkisiyle zararsızdır. Ayrıca bir kısmı da faydalı (probiyotik) olsalar da bazı bakteriler, patojendir ve enfeksiyöz hastalıklara neden olur.

Bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde antibiyotikler kullanılır. Bu nedenle antibiyotik direnci yaygınlaşmaktadır. Endüstride bakteriler, atık su arıtması, peynir ve yoğurt üretimi, biyoteknoloji, antibiyotik ve diğer kimyasalların imalatında önemli rol oynar.

►Bakteri hücre yapısında bulunan başlıca oluşumlar: Çekirdek, sitoplazma, sitoplazmik membran ve hücre duvarıdır. Bazı bakteri hücrelerinde ayrıca kapsül, kirpik, pilus, spor, plazmid gibi oluşumlar da bulunur.

Bakteri hücresinin yapısı

►Çekirdek (Nucleus, Kromozom, DNA): Bakterinin orta kısmında, yumak halinde bir tek kromozomdan meydana gelmiş bir çekirdek bulunur. Bu kromozomun yapısı, DNA molekülünden oluşur. Kromozomun etrafında bir çekirdek zarı yoktur. Kromozom yumağı bir ucu ile hücre zarında bulunan mezozoma bağlıdır. Çekirdek kalıtsal (genetik) özellikleri taşır. Özellikler, yavru hücrelere geçer.

►Sitoplazma (Cytoplasm): Hücre zarının (sitoplazmik zarın) iç kısmında yer alan sitoplazma; saydam, hafif yapışkan kıvamda, homojen bir yapıya sahiptir. Sitoplazma içinde çok sayıda RNA yapısında ribozomlar bulunur. Ribozomlar bakteriler için gerekli olan protein ve enzimlerin sentez yeridir. Bakteri yaşlandıkça sitoplazma içinde çeşitli granüller oluşur. Sitoplazmada bulunan bir başka oluşum da plazmidlerdir.

►Hücre Zarı (Cytoplasmic Membrane, Sitoplazmik Zar): Sitoplazmanın etrafında, onu kese gibi saran zardır. Sitoplazma zarından sitoplazmaya doğru uzanan girintili çıkıntılı uzantılara mezozom adı verilir. Mezozom, sitoplazma zarı ile aynı görevi görür ve bakteri bölünmelerinde önemli rol oynar.

Sitoplazmik zarın çeşitli görevleri vardır, bunlar: 

• Selektif permeabilite (seçici geçirgen) özelliği olup bakteri hücresi ile dış ortam arasında madde taşıyıcılığı görevini yürütür; metabolizma artıklarını da dışarı verir. 
• Hücre içi basıncı sabit tutar.(Hücre içi ozmotik basıncı ayarlar.) 
• Solunum işlevi de bu zarda meydana gelir. 
• Besin parçalayıcı enzimler salgılayıp hücre içine alır. Besinleri parçalayarak sindirim işlevlerine yardımcı olur. 
• Duyusal reseptörleri taşır. 

►Hücre Duvarı: Sitoplazma zarını çevreleyen, bakteriye şeklini veren sağlam ve dirençli bir yapıdır. Hücre duvarının bütünlüğü bozulursa bakteri ölür. Selektif semipermeable (seçici yarı geçirgen) özelliğiyle hücre için gerekli maddeleri dışarıdan alır; içerde biriken zararlı maddeleri dışarı atar. Bakteri hücre duvarının, hücre bölünmesinde de önemi fazladır.

►Kapsül: Bazı bakterilerde bulunan bakteri duvarını dıştan çevreleyen, jel kıvamında, bakteri hücresinin en dış kısmını oluşturan bölümdür. Bazı bakterilerde çok ince, bazılarında da çok kalın olabilir. Bir bakteride kapsülün olup olmadığı özel boyalar veya kapsül şişme deneyleri ile ortaya çıkabilir. Bakteri, mutasyonla veya uygunsuz ortamlarda kapsülünü kaybedebilir. Kapsülünü kaybeden bakteriler, yaşamını sürdürür. Kapsül bakterinin yaşamı için gerekli değildir. Gevşek bir yapıya sahip olduğu için bakteri zarının geçirgenliğini engellemez.

Kapsülün bazı görevleri vardır, bunlar: 

• Bakteri virulansını (hastalık yapma yeteneğini) artırır. 
• Bakteriyi, fagositoza karşı korur. 
• Bakteriye, antijenik özellik kazandırır.

►Spor: Basil şeklindeki bazı bakterilerin sitoplazmaları içinde, bakteriler için uygun olmayan çevre şartlarında oluşur. Bakterinin spor oluşturup oluşturmayacağı genetik yapısında belirlenmiştir.

Bakteriler; bulunduğu ortamdaki besin yetersizliği, oksijenin varlığı ya da yokluğu, kuruluk, sıcaklık, kimyasal maddeler, ışınlar gibi olumsuz şartlarda vegetatif (bakterinin üreyen, beslenen şekli) halden sporlu hale geçer. Sporlu bakteri, bir bakıma dinlenme halindedir. Metabolik bakımdan aktif değildir, bakteride bu dönem üreme gerçekleşmez; sadece canlılığın devamını sağlar. Bakterinin fiziksel, kimyasal ve diğer çevre etkilerine karşı dayanıklı olmasını sağlar. Sporun bakteri içindeki yeri, şekli ve büyüklüğünün bakterinin tanınmasında rolü vardır. Şartlar normale döndüğünde her bir spor vegetatif bakteriye dönüşür.