MİKROORGANİZMA VE MİKROBİYOLOJİ

Doç.Dr. Serkan İKİZ

►Bakteri, mantar, protozoa ve mikroskobikalgleri içeren, çıplak gözle görülemeyecekkadar küçük olan yaşayan canlılar. Virüsler veprionlar da bu gruba dahil edilmiştir.

Mikrobiyoloji

Mikroorganizmaları inceleyen bilim dalıdır.

► Roger Bacon 1214-1294 – İlk basit büyüteç► Leeuwenhoek 1632-1723 – Basit mikroskobu bulmuş 200

büyütme mikrobiyolojinin kurucusu► Louis Pasteur 1822-1895 – Kuduz, Tavuk kolerası, Anthrax► Robert Koch 1843-1910 – Mikropları saf üretebilmek için

besiyerlerini kullanmış, hastalıklar etkenler tarafından oluşturulur, saf kültür olarak üretilmeli. Deneme hayvanlarına verilerek patojeniteleri saptanmalı. Tuberkulini hazırlamıştır.

► Pasteur 1885-Kuduzla ilgili çalışmalarını izlemek üzere,Paris Tıp Padişah AbdülhamidAkademisi Dr. Aleksander Zoeros Paşa

1886 Hayvanat MuallimiKuduz aşısı Hüseyim RemziHazırlanması vekullanılması

MİKROORGANİZMA GRUPLARI (Yapılarına göre)

1-ÖKARYOTLAR :Hücre yapıları bitki ve hayvan hücrelerinin yapısına benzerlik gösteren mikroorganizmalardır.

Algler, Protozoonlar ve Mantarlar

2-PROKARYOTLARDaha basit hücre yapısına sahip mikroorganizmalar

Mavi yeşil algler ve Bakteriler

3-VİRUSLARHücre yapısı göstermeyen ve tek başlarına

metabolik aktiviteleri bulunmayan mikroorganizmalar

4-PRİONNukleik asit içermeyen protein yapısındaki infeksiyöz ajanlardır

BAKTERİLERİN SINIFLANDIRILMASI

►I-MORFOLOJİK ÖZELLİKLERİNE GÖREa-Boyanma özelliklerine göre(Gram Boyama)A-Gram(+) bakteriler : Mikroskopta mor renkte

görülürler. Streptococcus equi, Bacillus anthracis

B-Gram (-) bakteriler : Mikroskopta pembe renkte görülürler.

Brucella abortus, Escherchia coli

b-Mikroskobik morfolojilerine göreA-GERÇEK BAKTERİLER1-KOK(COC): Yuvarlak şekilli bakterilerdir. Streptococ, Staphylococ

2-ÇOMAK(BASİL/BACİL):Çomak şekilli bakterileridir.Fizyolojik özelliklerine göre 4 gruba ayrılırlar.A-Aside dirençliler – MycobakterilerB-Gram (+) spor oluşturanlar

Aerob AnaerobBacillus ClostridiumC-Gram (+) spor oluşturmayanlar – Corynebakteri, ListeriaD-Gram (-) basiller – Brucella, Salmonella

3-SPİROKETLER : Sarmal şekilli bakterilerdir. Borrelia, Treponema, Leptospira

B-FLAMENTÖZ BAKTERİLER

1-Actinomyces

2-Nocardia

3-Streptomyces

►II-FİZYOLOJİK ÖZELLİKLERİNE GÖRE

Bakterilerin çeşitli fizyolojik özelliklerine göre ayrım söz konusu

Örn:Bacillaceae familyası OKSİJEN gereksinimlerine göre

Aerob (üremek için oksijene gereksinim duyanlar) Bacillus

Anaerob(oksijene gereksinim duymayanlar) Clostridium

III-ANTİJENİK YAPIYA GÖREAntijenik özelliklerine göre sınıflandırılırlar.Bu amaçla serolojik yöntemlerden yararlanılır.Serolojik yöntemlerle bakterilerin oluşturdukları belirli antijenler saptanarak, bakteriler arasındaki yapı benzerliği karşılaştırılır.

IV-SAYISAL SINIFLANDIRMABakterilerin morfolojik, kültürel, biyokimyasal özellikleri gibi yüzlerce karakteri incelenir ve sonuçlar bilgisayara verilir. Bu özellikler bakımından benzerlik gösteren kökenler gruplandırılır.Karakter benzerliği durumunda +1, ayrılığı durumunda -1 gibi puanlama yapılır ve benzer puanların genel toplamı sonunda BENZERLİKİNDEKSİ saptanır.Sonuçta bakteriler %100 ile %0 arasında sıralandırılır.

V-GENETİK SINIFLANDIRMABakteri DNA’sındaki G+C miktarına göre yapılır.Guanin (G) + Sitozin (S) miktarlarının toplamının tüm DNA miktarına oranı her tür için sabittir.Buna göre G+C/DNA sayıları aynı ya da birbirine çok yakın olan bakteriler aynı grup içinde ele alınır. Ayrı cinsler arasında bu oran farklıdır.

MİKROORGANİZMALARIN İSİMLENDİRİLMESİ

► İsimlendirme CARL von LINNE tarafından bildirilen BİNOMİNAL sistemi göre yapılır.

►Mikrop isimleri 2 sözcükten oluşur :İlk sözcük CİNS ismi Baş harfi büyük harf

TÜR ismi Küçük harf

Örneğin : Bacillus anthracisBrucella abortus

Cins isim kısaltılabilir. Örn : B. anthracis

MİKROORGANİZA GRUPLARININ SINIFLANDIRILMASI

ALEM PROKARYOTBÖLÜM GRACİLICUTESSINIF SCOTOBACTERİATAKIM RİCKETSİALESFAMİLYA RİCKETSİACEAECİNS COXİELLATÜR Coxiella burnetii

BAKTERİLERİN MORFOLOJİSİ

A-MİKROSKOBİK MORFOLOJİ

►1-Yuvarlak şekilli bakteriler- Kok(coc)►2-Çomak şekilli bakteriler- Basil(bacil)►3-Sarmal şekilli bakteriler- Spiroket(spirochet)

1-Yuvarlak şekilli bakteriler –Koklar (Cocci)

► 0.8-1.5 µm çapında► Bazıları kahve çekirdeği ya da oval şekilde► Bölünmeyi izleyen sürede tek tek (monokok)kalabilirler ya

da birbirlerinden ayrılmayıp özel şekiller alırlar

DİPLOKOKLAR:Koklar bir yönde bölündükten sonra oluşan iki kardeş hücre

birbirinden ayrılmaz. Mikroskopta çift çift görülürler.

STREPTOKOKLAR:Kokların bölünmesi birbirine paraleldir. Bölünen hücreler birbirinden ayrılmayarak kısa ya da uzun zincir oluştururlar.

Bu zincirler 70-80 koktan (örneğin Streptococcus pyogenes) oluşabileceği gibi 10-15 koktan (Streptococcus

uberis) da oluşabilir.

STAFİLOKOKLAR:Kokların bölünmesi çeşitli yönlerdedir,

bölünen koklar birbirine yapışarak düzensiz şekiller oluşturur.

Örn: Staphylococcus aureus

TETRAKOKLAR:Koklar birbirine dikey iki yönde

bölünerek dörtlü gruplar oluştururlar.Örn: Gaffkya homari

SARSİNALAR:Kokların bölünmesi birbirine dikey üç

yönde olur. Balya ya da paket şeklinde görülürler.

Örn: Sarcina lutea

2-Çomak Şekilli Bakteriler-basiller

► Silindir şeklindedirler. Boyları enlerinden daha büyüktür.

► Şekilleri bakterilerin cins ve türlerine göre değişiklik gösterir.

Örn:• Salmonella cinsi bakteriler ve Bacillus anthracis’in

karşılıklı kenarları paraleldir.• Corynebacteri’lerde (C.pyogenes,C.diphteria)

karşılıklı kenarlar bir ya da iki ucu doğru daralır.• Vibrio’lar virgül şeklinde• Pasteurella’lar (P.multocida,P.haemolytica) bipolar

ve oval şeklindedir.

►Bazı türlerde bakterinin kenarları dış bükey ve uçları sivrilmiştir- fusiform basiller

►Bazılarının boyu enine yakın ve koklara benzer şekildedir- kokobasil

►Bazıları bölünmeyi izleyen sürede birbirlerinden ayrılmazlar ve zincir oluştururlar- streptobasil

►Çomak şekilli bakterilerin çapları da türlere göre değişir.

Örn: E.coli -- 0.4-0.7 x 1.0-3.0 µmB.anthracis – 0.3-0.5 µm çapındadır.

3-Sarmal Şekilli Bakteriler► Bir ya da daha fazla kıvrımlara sahiptirler.► 2 gruba ayrılırlar:1.GRUP:SPİROKET’LERUzun eksenleri çevresinde spiral ve dalgalı bükülürler.

Şekil,boyanma ve üreme yönünden farklılıklar gösteren3 bakteri cinsi vardır.

A-Borrelia- Geniş, düzensiz kıvrımlı, Gram (-), mikroaerofil/anaerob

b-Treponema-Kıvrımları daha sık ve düzenli, anaerob.Giemsa ve Gümüşleme ile boyanırlar.

c-Leptospira-Çok sık ve kısa kıvrımlı, tam sarmal şekilde, bir ya da iki ucu çengel şeklinde kıvrılmış, aerob.Giemsa ve Gümüşleme ile boyanırlar.

2.GRUP:SPİRİL’LERBirden fazla kıvrıma sahip, sert vucutlu

ve kıvrılmayan, Gram(-) bakterileridir.Bir alt grubu Vibrio’lardır.

Virgül Şeklinde, Gram (-)

Bakteriler uygun ortamlarda hep aynı hücre biçimini göstererek ürerler. Ancak bazı durumlarda değişik şekiller alırlar.

►Bakteriler hücre duvarı sentezini önleyen maddelerin (penisilin, kimyasal maddeler vb…) bulunduğu ortamlarda üretilirlerse şekillerinde bazı değişiklikler olur

L- FORMU►Normal çoğalma yeteneğine sahiptirler, ancak

hücre duvarları yoktur.

►Mikroskopta oval, yıldız, yüzük, disk gibi şekillerde görülürler.

► Bakteriler üredikleri ortamda birçok çevresel faktörün etkisinde kalarak da değişik şekiller alabilirler.

► pH değişimi, oksijen azalması, yüzey gerilimi ve ozmotik basınç değişiklikleri, ortamda gıdaların azalması gibi

► Böyle ortamlarda bulunan bakterilerin şekillerindeki düzensizlikler (flament, branşlaşma, köşeli form) oluşur.

İNVOLUSYON FORMU

Bazı bakteriler ise normal üremeleri sırasında bazı değişik formlar oluşturabilirler.

PLEOMORFİZM

B-KOLONİ MORFOLOJİSİ► Bakterilerin uygun katı besiyerlerinde ve uygun koşullarda

üretildiği zaman biraraya gelerek oluşturdukları,gözle görülebilen kümelere KOLONİ denir.

► Bakteri türleri kendilerine özgü renk, koku, büyüklük veyapıda koloniler oluştururlar.Bu karakterler hücrenin genetik kontrolü altındadır.

► Katı besiyerlerinde kolonilerin oluşma süresi bakteri türüne göre değişir.

Örn: E. coli 24 saatteBrucella’lar 2-3 gündeMycobacteri’ler 15-20 gün sonra

Kolonilerin büyüklüğü de bakteri türlerine göre değişir.Örn: Streptococ,Brucella,Pasteurella’Larda 0.5-1 mm

E.coli,B.anthracis daha büyük

BAKTERİLERDE GÖZLENEN KOLONİ ŞEKİLLERİS (SMOOTH) KOLONİ :

Hastalık olgularından YENİ İZOLE EDİLEN bakterilerin oluşturduğu kolonidir.

Düzgün, parlak ve homojen görünümdedir.

R(ROUGH) KOLONİ :

ESKİMİŞ ya da BİRÇOK KEZ PASAJI YAPILMIŞ bakterilerin oluşturduğu kolonilerdir.

Kenarları ve üzeri pürüzlü granüler görünümdedir.R-tipi koloni oluşturan bakteriler,

Patojenitelerini kaybederlerKolayca fagosite olurlar

Antijenik yetenekleri zayıflar

BAKTERİLERDE GÖZLENEN KOLONİ ŞEKİLLERİ

M(MUKOİD) KOLONİ:KAPSÜL ya da MUKOİD SALGI oluşturan bakterilerde

görülür.Bu kolonilere öze değdirildiğinde iplik gibi uzarlar.

L-KOLONİ:Hücre duvarı oluşturmayan mikroorganizmalar bu tip

koloni oluşturur.Üstü ve yanları düzensizdir.

Mikroorganizmaların Büyüklükleri

İnternasyonel metrik sisteme ait ölçü birimiÖkaryotik organizmalar ve bakteriler

mikrometre (µm, 10-6)Viruslar

nanometre(nm, 10-9)Atom ve moleküller

Angstrom(A0, 10-9)

Yuvarlak biçimde olanlan kokların çapları0,4-1,2 µm

Çomak biçiminde bakteriler0,2-1,0×0,5-10,0 µm

Sarmal formlara sanip olanlar0,15-0,25×5-20,0 µm

VİRUSLAR 20-350 nm

Genom büyüklüklerine göre değerlendirme

• Bakterilerde ,Bazı faj ve viruslardagenomik DNA çift iplikçikli………. genom uzunluğu

baz çifti olarak(ba,base pair, bp)Tek iplikçikli genomik faj ve viruslarda

baz olarak,Bin baz çifti(bin bp) veya kilo baz(kbp) olarak

tanımlanırBakterilerde, faj ve viruslarda

genom büyüklüğü molekül ağırlığı cinsinden Dalton(Da=1.66× 10-24 g) olarak ifade edilir