Bakteriler; Gozle gorulemeyen, ancak mikroskopla saptanabilen yararlı ve zararlı işlevleri olan tekhucreli canlılardır. Zararları bir insanı ya da hayvanı oldurebilecek boyutlara varabilen bu canlıların gunumuzde değerlendirilmekte olan birtakım yararlı işlevleri de vardır. Doğadaki varlıkları, ilk kez 17. yuzyılın başlarında Antony van Leeuwenhock’un mikroskobu keşfetmesiyle saptandı; bilim adamlanrı tarafından incelenmesi oldukca uzun zaman sonra gercekleşti. Latince kucuk cubuk anlamına gelen “basterium” sozcuğu 19, yuzyılın ortalarına kadar bilim sozluğune girmedi. Bakterilerle ilgili ilk geniş bilgiye Alman botanikcisi F. C. Cohn’un bakterilerle ilgili kitabında rastlanır. Cohn’un mikroskop kullanarak bakterilerle ilgili elde ettiği bilgilerin gunumuzde de doğrulukları surmektedir.
Bakterilerin canlılar dunyasında belirli bir yere oturtulması, biyologlar arasında bugun de surmekte olan tartışmalara neden olmaktadır. Bazı biyologlar bunların tek hucreli hayvanlar olduklarını ileri surerken bazıları da bunları bitki ve hayvanlar dunyasının dışında “protistler” denilen ucuncu bir dunyada sınıflandırmayı uygun gorurler. Bakteriler cok kucuk canlılar olmakla birlikte viruslerden oldukca buyuktur. Virusler elektron mikroskobuyla gozlenirken bakterilerin genişliği 0.2 mikronla 2.0 mikron arasında, boyları 2.0 mikronla 10.0 mikron arasında değişir. Orneğin, verem bakterisinin ortalama boyu 1-4 mikron, genişliği 0.2-0.4 mikrondur. Cok kucuk bir bakteri olan Haemophilus influenzae’nin boyu 0.5 mikron, genişliği 0.2 mikron kadardır. Buna karşılık şarbona neden olan ve oldukca buyuk bakterilerden sayılan Bacillus anthracis’in uzunluğu 3-8, genişliği 1.0-1.25 mikrondur. Bakterilerin buyukluğu turune, ayrıca ureme evresine, beslenme durumuna ve cevre koşullarına bağlı olarak değişir. Cohn calışmalarında uc değişik bakteri bicimi saptadı: Cubuk (basit), kure (kok) ve burgu (spiral). Cubuk bicimindeki bakteriler uc uca eklenerek iplikcikler ya da lifler gibi gorulen koloniler oluştururlar. Kure bicimindeki bakteriler cift (diplokok) bir boncuk dizisi gibi (streptokok) ya da duzensiz bir yığm biciminde (stafilokok) bulunurlar. Spiral bakteriler ender olarak koloni oluştururlar. Bakteri hucreleri incelendiğinde gorulen ve carpıcı ozellikleri, gelişmiş bitki ve hayvan hucrelerinde bulunan cekirdeğe sahip olmamalarıdır. Ayrıca cekirdekcik de bulunmaz. Ancak oteki canlılarda cekirdeğin icinde yer alan kalıtsal madde bunlarda da bulunur. Bakterilerde kalıtsal madde oteki canlılardaki gibi cekirdek zarıyla cevrili olmayıp sitoplazma icerisinde dağılmış durumdadır (prokaryon). Bakteriler hem DNA hem de RNA uzerinde 6.400 kadar gen belirli bir duzende dizilmiştir. Bakterilerde dairesel kromozon bicimindeki DNA’dan ayrı bu kromozomun % 0.01-5’i kadar bir DNA oluşumu daha vardır. Bu oluşumlar da hucreyle aynı donemde ya da ayrı duzende ikiye bolunurler. Bu oluşumlar plazmid adını alır. Gunumuz biyoteknolojisinde plazmidlerden bakteri icine genlerin aktarımında yararlanılır.
Bakteri hucrelerinin stoplazmalannda protein sentezi merkezleri olan ribozomlar kucuk kofullar ve depo edilmiş besin taneleri gorulur. Hucrenin % 90’ı sudur. Bakteri hucrelerinde golgi cisimciği, lizozom ve enerji santralı gorevini yapan mitokondrion yoktur. Solunum olayında işlevi olan enzimler mitokondrion olmadığı icin sitoplazmaya dağılmış durumda bulunurlar. Bakteri, hucre ceperi protein ve karbonhidratlardan oluşan karmaşık bir yapıya sahiptir. Ayrıca bazı bakterilerin hucre ceperini cevreleyen yapışkan bir kapsulleri bulunur. Bir bolumunde de hucre zarlarından dışarıya uzanan değişik bicimlerde ve sayıda kamcı ya da kirpik biciminde uzantılar yer alır. Bu yapılar bakterilerin hareketlerini sağlar. 1890’da Messea’nın onerisine uyularak bakteriler kipriklerinin ya da kamcılarının yerine ve sayısına gore şu bicimde sıralanırlar: Kamcısı bir ucunda ve tek olan bakterilere tek kamcılı bakteriler(monotricha) denir. Kolera hastalığı etmeni olan Vibrio cholerae gibi iki ucta birer kamcısı bulunanlara iki ucu kamcılı bakteriler (amphitricha) adı verilir. Bir ya da iki uctaki kamcıları puskul yapanlara puskullu bakteriler (Pophotricha); kamcılan bakterinin yanlarına ya da her yerine dizilenlere yarı kamcılı bakteriler (peritricha) denir. Bazı bakteriler kamcısızdır (atricha). Kamcıların sayısı, uzunluğu, bakteriye bağlandıkları yerler gibi ozellikler, bakterilerin sınıflandırılmasında oldukca onemlidir. Oteki tum canlılar gibi bakterilerin de yaşamları ve coğalmaları icin enerjiye gereksinmeleri vardır. Bakterilerin coğu dış beslek (heterotrof) canlılardır. Yaşamaları icin inorganik maddelerle birlikte cok sayıda amino asitler, glikoz ve vitaminler gibi inorganik maddeler gereklidir.Organizmalar ici enerji kaynağı, cevredeki organik bileşiklerdir. Bakterilerin bircoğu enzimlerini hucre dışına salarak sindirim olayını hucre dışında gercekleştirirler. Bu enzim yapısına sahip olmayan bakteriler ise, besinlerini sağlamak icin oteki canlıların enzimlerine gereksinme duyarlar. Bunların yaşam bicimi asalak yaşamdır. Asalak bakteriler ise hastalıklara ve hatta uzerinde uredikleri canlının olumlerine neden olurlar.
Bakterilerin hastalık yapma ozellikleri:
Bakterilerin hastalık yapma ozellikleri oluşturduklan toksinlerin cinsine bağlıdır. Ekzotoksin cıkaran bakteriler,difteri ve tetanos gibi tehlikeli hastalıklar oluştururlar. Sindirim sisteminde hastalıklara yol acan ve hastalık yapma yetenekleri zayıf bazı bakteriler ise, endotoksinleri oluştururlar. Endotoksinler olağan durumlarda bakteri hucrelerinin icinde kalır, ancak bu hucreler parcalandığı zaman serbest duruma gecerler. Bazı bakteriler ise, konaklarının gereksinmesi olan vitaminleri sağlarlar. İnsan bağırsağında ortak yaşayan koli bakterileri, insanların gerek duyduğu K vitaminini bağırsaklarda sentez ederler.
Bazı bakteri turleri kendi besinlerini kendileri sentezlerler (ototrof). Bunu coğunlukla fotosentez yaparak gercekleştirirler. Bu tur bakteriler klorofil taşıyan gruptandır. Bazı bakteri turleriyse klorofile sahip olmamalarına karşın cevrelerindeki maddeleri oksitleyerek elde ettikleri enerjiyle besin yaparlar (kemosentez). Bu bicimde besin oluşturmaya azot, hidrojen, kukurt ve demir bakterilerinde rastlanır.
Bakterilerin uremesi:
Bakterilerin uremeleri eşeysizdir. Bir bakteri ortadan ikiye bolunerek coğalır. Yeterli su ve besin maddesi bulunan ortamda ısı da uygunsa bakteriler hızla coğalırlar. Bir bakterinin bolunmesiyle oluşan yeni iki bakteri hucresi 20 dakikada bolunup coğalacak duruma gelebilir. Bakterilerin artışı geometrik dizi bicimindedir. Ancak coğalmaları icin gerekli olan su ve besini cevrelerinde bitirince coğalma azalır, hatta durur. Bazı bakterilerin bir ozelliği de son derece dayanıklı endosporlar oluşturabilmeleridir. Endospor, bakteri hucrelerinin dışının dayanıklı bir zarla cevrilmesiyle oluşur. Endosporlar en elverişsiz ortam koşullarında da canlı kalabilirler. Uygun koşulda cimlenerek bakteriyi oluştururlar. Bakterilerin coğu 100°C’de olmelerine karşın endosporlar olmez. Klor ve iyot gibi kimyasal maddelerin seyreltik cozeltileri bakterileri oldurur, ancak endosporları olduremez.
Bakteri turleri:
Bakteriler dunyasını incelerken onlara iki değişik acıdan bakmak yararlı olur; hastalık yapan bakteriler ve yararlı bakteriler. Hastalık yapan bakterilerin oluşturduğu zararlı olaylara verem, tifo, kolera, frengi, belsoğukluğu, tetanos, boğmaca, malta humması, şarbon, veba, botulizm, difteri hastalıkları ve ceşitli organlardaki iltihaplar ornek gosterilebilir. Bir başka zararları da yiyeceklerin bozulmasına neden olmalarıdır. Bakterilerin yararlı işlevlerinden mayalanma (fermantasyon) ile gunluk yaşamda gereksinme duyulan bircok urun (yoğurt, peynir, sirke) elde edilebilir. Bakteriler kemosentezle doğada işe yaramaz hale gelen bircok maddenin yeniden biyolojik yaşama girecek bicimde yararlı duruma gelmesini sağlarlar. Orneğin, amonyak halinde insan ve hayvan vucudundan atılan azot, bazı bakteriler tarafından once nitrit ve sonra nitrata cevrilerek yine bitkilerin yararlanabileceği bicime donuşturulur. Aynı işlem kukurt icin de gecerlidir. Ayrıca bakteriler insan, hayvan ve bitki cesetlerinin dokularının kokuşmayla parcalanmasını sağlayarak onlardaki organik maddelerin toprağa karışmasını sağlarlar. Nadasa bırakılan ya da baklagil ekilen topraklarda, havanın azotunu toprağa bağlayarak, toprağın azot acısından zenginleşmesini sağlayanlar yine bakterilerdir. Bu gibi olayların doğadaki ham besin maddesi dengesini sağlamakta buyuk katkıları vardır. İnsan bağırsağında ortak yaşayan bakteriler, insanların gereksinmesi olan vitaminleri sentezleyerek kana karıştırırlar. Ayrıca geviş getiren hayvanların sindirim sisteminde yer alanları da otlardaki selulozun parcalanmasını kolaylaştırırlar.
Son yıllarda genetik muhendisliğiyle uğraşan bilim adamları, insanlar icin cok onemli bazı maddeleri (insulin, interferon, buyume maddesi) bakterilere gen nakli yaparak onlara sentezlettirmektedirler. Boylece bakterilerin bir bolumu insanlar icin calışan işciler durumuna getirilmiştir.
Bakterilerin canlılar dunyasında belirli bir yere oturtulması, biyologlar arasında bugun de surmekte olan tartışmalara neden olmaktadır. Bazı biyologlar bunların tek hucreli hayvanlar olduklarını ileri surerken bazıları da bunları bitki ve hayvanlar dunyasının dışında “protistler” denilen ucuncu bir dunyada sınıflandırmayı uygun gorurler. Bakteriler cok kucuk canlılar olmakla birlikte viruslerden oldukca buyuktur. Virusler elektron mikroskobuyla gozlenirken bakterilerin genişliği 0.2 mikronla 2.0 mikron arasında, boyları 2.0 mikronla 10.0 mikron arasında değişir. Orneğin, verem bakterisinin ortalama boyu 1-4 mikron, genişliği 0.2-0.4 mikrondur. Cok kucuk bir bakteri olan Haemophilus influenzae’nin boyu 0.5 mikron, genişliği 0.2 mikron kadardır. Buna karşılık şarbona neden olan ve oldukca buyuk bakterilerden sayılan Bacillus anthracis’in uzunluğu 3-8, genişliği 1.0-1.25 mikrondur. Bakterilerin buyukluğu turune, ayrıca ureme evresine, beslenme durumuna ve cevre koşullarına bağlı olarak değişir. Cohn calışmalarında uc değişik bakteri bicimi saptadı: Cubuk (basit), kure (kok) ve burgu (spiral). Cubuk bicimindeki bakteriler uc uca eklenerek iplikcikler ya da lifler gibi gorulen koloniler oluştururlar. Kure bicimindeki bakteriler cift (diplokok) bir boncuk dizisi gibi (streptokok) ya da duzensiz bir yığm biciminde (stafilokok) bulunurlar. Spiral bakteriler ender olarak koloni oluştururlar. Bakteri hucreleri incelendiğinde gorulen ve carpıcı ozellikleri, gelişmiş bitki ve hayvan hucrelerinde bulunan cekirdeğe sahip olmamalarıdır. Ayrıca cekirdekcik de bulunmaz. Ancak oteki canlılarda cekirdeğin icinde yer alan kalıtsal madde bunlarda da bulunur. Bakterilerde kalıtsal madde oteki canlılardaki gibi cekirdek zarıyla cevrili olmayıp sitoplazma icerisinde dağılmış durumdadır (prokaryon). Bakteriler hem DNA hem de RNA uzerinde 6.400 kadar gen belirli bir duzende dizilmiştir. Bakterilerde dairesel kromozon bicimindeki DNA’dan ayrı bu kromozomun % 0.01-5’i kadar bir DNA oluşumu daha vardır. Bu oluşumlar da hucreyle aynı donemde ya da ayrı duzende ikiye bolunurler. Bu oluşumlar plazmid adını alır. Gunumuz biyoteknolojisinde plazmidlerden bakteri icine genlerin aktarımında yararlanılır.
Bakteri hucrelerinin stoplazmalannda protein sentezi merkezleri olan ribozomlar kucuk kofullar ve depo edilmiş besin taneleri gorulur. Hucrenin % 90’ı sudur. Bakteri hucrelerinde golgi cisimciği, lizozom ve enerji santralı gorevini yapan mitokondrion yoktur. Solunum olayında işlevi olan enzimler mitokondrion olmadığı icin sitoplazmaya dağılmış durumda bulunurlar. Bakteri, hucre ceperi protein ve karbonhidratlardan oluşan karmaşık bir yapıya sahiptir. Ayrıca bazı bakterilerin hucre ceperini cevreleyen yapışkan bir kapsulleri bulunur. Bir bolumunde de hucre zarlarından dışarıya uzanan değişik bicimlerde ve sayıda kamcı ya da kirpik biciminde uzantılar yer alır. Bu yapılar bakterilerin hareketlerini sağlar. 1890’da Messea’nın onerisine uyularak bakteriler kipriklerinin ya da kamcılarının yerine ve sayısına gore şu bicimde sıralanırlar: Kamcısı bir ucunda ve tek olan bakterilere tek kamcılı bakteriler(monotricha) denir. Kolera hastalığı etmeni olan Vibrio cholerae gibi iki ucta birer kamcısı bulunanlara iki ucu kamcılı bakteriler (amphitricha) adı verilir. Bir ya da iki uctaki kamcıları puskul yapanlara puskullu bakteriler (Pophotricha); kamcılan bakterinin yanlarına ya da her yerine dizilenlere yarı kamcılı bakteriler (peritricha) denir. Bazı bakteriler kamcısızdır (atricha). Kamcıların sayısı, uzunluğu, bakteriye bağlandıkları yerler gibi ozellikler, bakterilerin sınıflandırılmasında oldukca onemlidir. Oteki tum canlılar gibi bakterilerin de yaşamları ve coğalmaları icin enerjiye gereksinmeleri vardır. Bakterilerin coğu dış beslek (heterotrof) canlılardır. Yaşamaları icin inorganik maddelerle birlikte cok sayıda amino asitler, glikoz ve vitaminler gibi inorganik maddeler gereklidir.Organizmalar ici enerji kaynağı, cevredeki organik bileşiklerdir. Bakterilerin bircoğu enzimlerini hucre dışına salarak sindirim olayını hucre dışında gercekleştirirler. Bu enzim yapısına sahip olmayan bakteriler ise, besinlerini sağlamak icin oteki canlıların enzimlerine gereksinme duyarlar. Bunların yaşam bicimi asalak yaşamdır. Asalak bakteriler ise hastalıklara ve hatta uzerinde uredikleri canlının olumlerine neden olurlar.
Bakterilerin hastalık yapma ozellikleri:
Bakterilerin hastalık yapma ozellikleri oluşturduklan toksinlerin cinsine bağlıdır. Ekzotoksin cıkaran bakteriler,difteri ve tetanos gibi tehlikeli hastalıklar oluştururlar. Sindirim sisteminde hastalıklara yol acan ve hastalık yapma yetenekleri zayıf bazı bakteriler ise, endotoksinleri oluştururlar. Endotoksinler olağan durumlarda bakteri hucrelerinin icinde kalır, ancak bu hucreler parcalandığı zaman serbest duruma gecerler. Bazı bakteriler ise, konaklarının gereksinmesi olan vitaminleri sağlarlar. İnsan bağırsağında ortak yaşayan koli bakterileri, insanların gerek duyduğu K vitaminini bağırsaklarda sentez ederler.
Bazı bakteri turleri kendi besinlerini kendileri sentezlerler (ototrof). Bunu coğunlukla fotosentez yaparak gercekleştirirler. Bu tur bakteriler klorofil taşıyan gruptandır. Bazı bakteri turleriyse klorofile sahip olmamalarına karşın cevrelerindeki maddeleri oksitleyerek elde ettikleri enerjiyle besin yaparlar (kemosentez). Bu bicimde besin oluşturmaya azot, hidrojen, kukurt ve demir bakterilerinde rastlanır.
Bakterilerin uremesi:
Bakterilerin uremeleri eşeysizdir. Bir bakteri ortadan ikiye bolunerek coğalır. Yeterli su ve besin maddesi bulunan ortamda ısı da uygunsa bakteriler hızla coğalırlar. Bir bakterinin bolunmesiyle oluşan yeni iki bakteri hucresi 20 dakikada bolunup coğalacak duruma gelebilir. Bakterilerin artışı geometrik dizi bicimindedir. Ancak coğalmaları icin gerekli olan su ve besini cevrelerinde bitirince coğalma azalır, hatta durur. Bazı bakterilerin bir ozelliği de son derece dayanıklı endosporlar oluşturabilmeleridir. Endospor, bakteri hucrelerinin dışının dayanıklı bir zarla cevrilmesiyle oluşur. Endosporlar en elverişsiz ortam koşullarında da canlı kalabilirler. Uygun koşulda cimlenerek bakteriyi oluştururlar. Bakterilerin coğu 100°C’de olmelerine karşın endosporlar olmez. Klor ve iyot gibi kimyasal maddelerin seyreltik cozeltileri bakterileri oldurur, ancak endosporları olduremez.
Bakteri turleri:
Bakteriler dunyasını incelerken onlara iki değişik acıdan bakmak yararlı olur; hastalık yapan bakteriler ve yararlı bakteriler. Hastalık yapan bakterilerin oluşturduğu zararlı olaylara verem, tifo, kolera, frengi, belsoğukluğu, tetanos, boğmaca, malta humması, şarbon, veba, botulizm, difteri hastalıkları ve ceşitli organlardaki iltihaplar ornek gosterilebilir. Bir başka zararları da yiyeceklerin bozulmasına neden olmalarıdır. Bakterilerin yararlı işlevlerinden mayalanma (fermantasyon) ile gunluk yaşamda gereksinme duyulan bircok urun (yoğurt, peynir, sirke) elde edilebilir. Bakteriler kemosentezle doğada işe yaramaz hale gelen bircok maddenin yeniden biyolojik yaşama girecek bicimde yararlı duruma gelmesini sağlarlar. Orneğin, amonyak halinde insan ve hayvan vucudundan atılan azot, bazı bakteriler tarafından once nitrit ve sonra nitrata cevrilerek yine bitkilerin yararlanabileceği bicime donuşturulur. Aynı işlem kukurt icin de gecerlidir. Ayrıca bakteriler insan, hayvan ve bitki cesetlerinin dokularının kokuşmayla parcalanmasını sağlayarak onlardaki organik maddelerin toprağa karışmasını sağlarlar. Nadasa bırakılan ya da baklagil ekilen topraklarda, havanın azotunu toprağa bağlayarak, toprağın azot acısından zenginleşmesini sağlayanlar yine bakterilerdir. Bu gibi olayların doğadaki ham besin maddesi dengesini sağlamakta buyuk katkıları vardır. İnsan bağırsağında ortak yaşayan bakteriler, insanların gereksinmesi olan vitaminleri sentezleyerek kana karıştırırlar. Ayrıca geviş getiren hayvanların sindirim sisteminde yer alanları da otlardaki selulozun parcalanmasını kolaylaştırırlar.
Son yıllarda genetik muhendisliğiyle uğraşan bilim adamları, insanlar icin cok onemli bazı maddeleri (insulin, interferon, buyume maddesi) bakterilere gen nakli yaparak onlara sentezlettirmektedirler. Boylece bakterilerin bir bolumu insanlar icin calışan işciler durumuna getirilmiştir.
__________________