Çevre mikrobiyolojisi

7/25/2019 evre Mikrobiyolojisi

1/172


2/172

EVRE MHENDSLMKROBYOLOJS

Genel Giri

Prof.Dr. Erturul ERDN

Yrd.Do.Dr. Neslihan DOAN-SALAMTMUR

zmir, 2013


3/172

EVRE MHENDSL

MKROBYOLOJSGenel Giri

Prof.Dr. Erturul ERDNYrd.Do.Dr. Neslihan DOAN-SALAMTMUR

Bu kitabn tm yayn haklar Erturul ERDNe aittir. Kitabn tamamya da hibir blm yazarnn nceden yazl izni olmadan

elektronik, optik, mekanik ya da dier yollarla kaydedilemez,baslamaz, oaltlamaz. Ancak kaynak olarak gsterilebilir.

Basm YeriEge niversitesi Basmevi

Bornova, zmirTel: 0 232 388 10 22 / 20 66

e-mail: [email protected]

Bask Tarihi: Temmuz 2013

T.C. Kltr ve Turizm Bakanl Sertifika No: 18679

ISBN: 978-605-63556-6-0

letiim:[email protected]

0537 598 34 24http://web.deu.edu.tr/erdin


4/172

Bu kitab ok sevdiim ama yeterli gremediim ve hibirzaman doyamadm,1931de stanbulda doan ve 1972deEge kylarnda, gen yata trafik kazasndan kaybettiimiz,Yk. Mimar Erol Erdin Amcama ithaf ediyorum....


5/172

NSZ

evre Mhendislii eitimi tarihsel srecinde zellikle naat

Mhendislii gibi farkl disiplinlerin altnda srm ve halen baz

niversitelerde bu eilimi devam etmektedir. evre Mhendislii

Mikrobiyolojisi, naat Mhendislii disiplini ile ortak verilen

derslerden deildir. eriindeki konularn youn olarak hava, su vetoprak kirlilii ile balantl olmasndan dolay da Biyoloji temel

alannda retilen Mikrobiyoloji dersinden farkllk gstermektedir.

evre Mhendislerinin yakndan ilgilendikleri atksu artm sistemleri,

doadaki evrimler gibi konular mikrobiyoloji bilgisine olduka ihtiya

duymaktadr. nk yaadmz dnyada mikroorganizmalar hayatn

zn oluturmaktadr. Yazarlar bu kitapta Galaksi sistemi, gne

sistemi ve dnya sistemi gibi sistemler dizesine bakldnda, bir kentekosistemi, tarm ekosistemi, orman ekosistemi veya atksu artma

tesisi ekosistemi bunlarn yannda ok kk bir blm olarak kalr.

Toprak, su, hava, yeralt ve canl ortamlar ise canl ve cansz

unsurlardan oluan bir ekosistemin bileenleridir. Ekosistem yaam

ortam ve yaam topluluundan olutuuna gre, yaam topluluunu

oluturan canllar ve bunlarn sistematiini, zelliklerini bilmekgerekir diyerek sze balam, Genel mikrobiyolojinin insanlk iin

ok nemli bir bilim dal olmasnn yan sra evre Mhendislii

Mikrobiyolojisi de mhendislik uygulamalarndaki katks asndan

ok nemli bir evre Bilimi ve Teknolojisi Daldr diyerek konunun

bulunduu yeri irdelemeye devam etmilerdir.


6/172

Eserin amac okuyucuya evre Mhendislii Mikrobiyolojisi

alannda uzun yllardr olgunlatrlan bilgileri aktarmaktr. Bu kitap

mikrobiyolojiye genel giri, mikroorganizmalarn genel zellikleri,

hcre ve yaps, prokaryotik organizmalar, virsler, mantarlar,

protozoa, metazoa, plankton, mikroorganizmalarn beslenmesi ve

gelimesi ana balklar altnda birok alt balklarla konuyu ele

almaktadr. Ders kitab hazrlarken konular mmkn olduunca zl

vermenin nemini duyumsadk ve buna gayret ettik; okuyucunun

ihtiyalarna ksa ve net bir yoldan ulaabilmesini hedefledik.

Kitabn gelitirilmesindeki nerileri ve zellikle problemlerdeki

yardmlar iin Ege niversitesinden Yrd. Do. Dr. Hasan

SARPTAa, kitap haline gelme srecindeki destekleri iin Ege

niversitesi Basmevi personellerinden tm katks bulunanlara

teekkr ederiz. Mikro alemde olduu gibi biz insanlarn da en byk

dayana ailesi, onlara minnettarz. Bu eserdeki baz ekiller, nemli

internet sitelerinden temin edilmitir. Yaplan almann bu alanda

yarar salamasn umut ederiz. Uzun yllardr ifade edildii gibi Sz

uar, yaz kalr.

Dr. Erturul ERDNDr. Neslihan DOGAN-SALAMTMUR


7/172

NDEKLER

NSZ V

GR 1

Mikrobiyolojiye Genel Giri 1

MKROORGANZMALAR 9

1. Mikroorganizmalarn Genel zellikleri 9

1.1. Mikroorganizmalarn Boyutlar 9

1.2. Mikroorganizmalarn ekilleri 10

1.3. Mikroorganizmalarn Bileenleri 11

1.4. Bakterilerde Metabolizma Fizyolojisi

Asndan Esneklik 14

1.5. Mikroorganizmalarn Yaylmas 14

2. Hcre ve Yaps 14

2.1. Prokaryotik Hcre ile karyotik

Hcrenin Farkllklar 16

2.1.1. Eucyte (karyotik Hcreler) 17

2.1.2. Protocyte(Prokaryotik Hcreler) 21

2.1.2.1. Bakteri ekirdei 22

2.1.2.2. Sitoplazma ve Membranlar 25

2.1.2.3. Hcre Duvar 28

2.1.2.4. Kapsl ve Salglar 30

2.1.2.5. Kamlar ve Hareket 30

2.1.2.5.1. Kamlar 30

2.1.2.5.2. Hareketler 32

2.1.2.6. Hcrenin Yedek Maddeleri 34

2.1.2.7. Endosporlar ve Devaml ekilleri 36

2.1.2.8. Mantar ve Bakterilerin Pigmentleri 39

Fotosensibilizasyon 40


8/172

3. Prokaryotik Organizmalar 41

3.1. Basit Bakteriler (Eubakteri) 42

3.1.1. Cocci ve Coccobacilli (Gram Negatif Koklar) 42

3.1.2. Pseudomonad'lar ve Dier GramNegatif ubuksular 43

Pseudomonas Trleri 43

Aerob Spor Oluturucular 44

Anaerob Spor Oluturucular 44

3.1.3. Kvrml ubuksular (Spiriller ve Vibriolar) 45

3.2. Byk zel Gruplar 45

3.2.1. Filament Oluturucu Bakteriler 45

3.2.2. Kuyruklu ve Tomurcuklu Bakteriler 46

3.2.3.Aktinomsetler (Actinomycetes) 46

3.2.4. Obligat Hcre Paraziti Bakteriler 47

3.2.5.Spirochaete 48

3.2.6 Mavi-Yeil Algler

(Cyanobakteriler, Siyanobakteriler) 48

3.2.8. Anaerob Fototrof Bakteriler (Rhodospirillales) 54

3.2.9. Mycoplasma Gruplar(Mollicutes Grubu) 54

3.2.10. Archaebacteria 55

4. Virsler 55

4.1. Virslerin Yaylmalar ve Yaplar 55

4.2. Virs eitleri 56

4.2.1. Bitki Virsler 56

4.2.2. Zoopatojen Virsler 58

4.2.3. Bakteri Virsleri 58

4.3. Virsn Yaps 58

4.3.1. TtnMozaik Virs (TMV) 60

4.3.2. nfluenza Virs (Grip Virs) 61

4.3.3. Klfsz Polieder Virsler 61

4.3.4. Klfl Polieder Virs 61

4.3.5. iek Virs 61


9/172

4.3.6. Bakteri Virsleri (Bacteriophage) 61

5. Mantarlar (Fungi=Mycota) 63

6. Protozoa 65

6.1.ProtozoaMetabolizmas 687.Metazoa 68

7.1. Rotiferler 68

7.2. Crustacea 69

7.3. Kurtlar ve Larvalar 69

8. Plankton (Plankterler) 69

9. Mikroorganizmalarn Beslenmesi ve Gelimesi 69

9.1. Element Halindeki Besin Maddesi htiyac 69

9.1.1. Makro Besin Maddeleri 69

9.1.2. Mikro Besin Maddeleri 70

9.2. Karbon ve Enerji Kayna 73

9.2.1. Katk ve Destek Maddeleri 73

9.3. Besi Ortam ve Gelime Koullar 74

9.3.1. pH 74

9.3.2. Nisbi Nem 75

9.3.3. Scaklk 75

9.3.4. Havalandrma 75

9.4. Beslenme ve Kltr Tipleri 76

9.5. Selektif Kltr Yntemleri 77

9.5.1. Saf Kltrler 78

9.5.2. Kark Kltr 78

9.6. Gelime Fizyolojisi 78

9.6.1. Bakteri Saysnn Tayini 79

9.6.2. Bakteri Ktlesinin Tayini 79

9.6.2.1. Dorudan Tayin Yntemleri 79

9.6.2.2. Dolayl Tayin Yntemleri 80

9.6.3. Eksponansiyel Gelime ve Jenerasyon Sresi 80

9.6.3.1. Hcre Blnme Says (n) 80

9.6.3.2. Hcre Blnme Hz (v) 80


10/172

9.6.3.3. Jenerasyon (Nesil) Sresi (g) 80

9.6.3.4. Gelime Hz () 809.6.3.5. Hcre Ktlesinin kilenmesi (td) 80

9.6.3.6. Eksponansiyel Gelime 819.6.3.7. Lojistik Gelime 81

9.6.3.8. Bakterilerde Gelime ve oalma 82

9.6.3.8.1. Statik Kltrde Bakteri Gelimesi 86

9.6.3.8.2. Gelimenin Engellenmesi ve

Mikroorganizmalarn ldrlmesi 87

9.6.3.8.2.1. Hcre Snr Tabakalarna veya

Yapsna ZararVerme 87

9.6.3.8.2.2. Ana Metabolizmaya ve Enzimlere

Zarar Verme 88

9.6.3.8.2.3. HcreElemanlarnnSentezlenmesininEngellenmesi 89

9.6.3.8.2.4. Antibiyotiklerin Protein Sentezini

Engellemesi 89

9.6.3.8.2.5. Antibiyotiklerle Nkleik Asit SentezininEngellenmesi 90

9.6.3.8.2.6. Hcre Duvar Sentezinin Engellenmesi 90

9.6.3.8.2.7. Mikroorganizmalarn lmeleri ve

ldrlmeleri 90

9.6.3.8.2.7.1. Scak Hava Buhar ile ldrme 91

9.6.3.8.2.7.2. Pastrizasyon ve Sterilizasyon 91

9.6.3.8.2.7.3. Kuru Scak Hava ile ldrme 919.6.3.8.2.7.4. Inlama 92

9.6.3.8.2.7.5. Kimyasal Maddeler 92

9.7. Enzimler, Faaliyetleri ve Reaksiyon Kinetii 92

9.7.1. Koenzim ve Prostetik Gruplar 92

9.7.1.1. Ana Enzim Gruplar 93

9.7.1.1.1. Hidrolazlar 93

9.7.1.1.2. Dezmolazlar 94


11/172

9.7.2. Enzimlerin Fonksiyonlar ve Biyokatalizatr Grevleri96

9.7.2.1. Enzim Faaliyetleri 98

9.7.2.2. Enzim Faaliyetlerinin Engellenmesi 99

9.7.3. Reaksiyon Kinetii 100Karbonhidrat, Selloz, Ya ve Protein gibi

organik maddelerin ayrmalar 105

Karbonhidratlar (CnH2nOn) veya Cn(H2O)n 105

Sellozun ayrmas 108

Proteinler 108

Proteinlerin ayrmas 110

Yalar 111

Yalarn ayrmas 112

Aromatik Hidrokarbonlar 112

Alifatik hidrokarbonlar 112

Organik Maddelerin lm Yntemleri

ve Deerleri 112

znm Oksijen 112

Biyokimyasal Oksijen htiyac (BO) 113

Kimyasal Oksijen htiyac (KO) 115

Yzeysel Sulardaki Zarar Etkilerine

Gre Atk Sueriinin Snflandrlmas 116

9.7.3.1. Reaksiyon Kinetii ve Gelime ile lgili

Problemler 116

9.8. Aklamalar ve Hatrlatmalar 120

9.8.1. Enzim, Substrat, Bakteri, BO likileri 121

9.8.2. Atksudaki Toksik Maddeler 128

9.8.3. Birimler ve Baz Eitlikler 129

KAYNAKLAR 131

EKL LSTES 133

TABLOLAR LSTES 135


12/172


13/172

evre MhendisliiMikrobiyolojisi

1

GR

Mikrobiyolojiye Genel Giri

Galaksi sistemi, gne sistemi ve dnya sistemi gibi sistemlerdizesine bakldnda, bir kent ekosistemi, tarm ekosistemi, ormanekosistemi veya atksu artma tesisi ekosistemi bunlarn yannda okkk bir blm olarak kalr. Toprak, su, hava, yeralt ve canlortamlar ise canl ve cansz unsurlardan oluan bir ekosisteminkomponentleridir. Ekosistem yaam ortam ve yaam topluluundanolutuuna gre, yaam topluluunu oluturan canllar ve bunlarn

sistematiini, zelliklerini bilmek gerekir. Biyoloji genel anlamda tmcanllar ele alp reten bir bilim daldr.

Genel mikrobiyoloji insanlk iin ok nemli bir bilim dalolmasnn yan sra evre Mhendislii Mikrobiyolojisi demhendislik uygulamalarndaki katks asndan ok nemli birevre Bilimi ve Teknolojisi Daldr.

Mikrobiyolojinin sistematiini u ekilde zetlemek mmkndr(ekil G.1):

ekil G.1.Mikrobiyolojinin sistematii

E. Haeckel1866 ylnda canllar ana grupta toplamtr:

1. Bitkiler alemi (Tohumlu bitkiler, yaprak ve cier yosunlar,erelti otlar)

2. Hayvanlar alemi(Omurgallar, omurgaszlar)

Mikrobiyoloji

Phycoloji Mycoloji Protozooloji

Bakteriyoloji Viroloji

Biyoloji

Botanik Zooloji


14/172


2

3. Protistler (lk organizmalar, ata organizmalar) olarak eayrmtr.

Protistler de iki ana grupta toplanrlar:

a. Yksek protistler (karyotlar): Alg, Maya, Kf, Protozoa,Metazoa

b. Alak protistler (Prokaryotlar): Bakteriler, Cyanobakteriler(Siyanobakteriler), Mavi algler

Bakteri ve dier mikroorganizmalarn varln Antony vanLeeuwenhoek (1632-1723) 1676da kefetti.

Louis Pasteur (1822-1895), 1861 ylnda (1) Havannmikroskopta grlebilir (ekil G.2), organize olmu danelerininbulunduunu, (2) Bu partikller steril bir ortama verildiindemikroorganizmalarn gelimesine neden olduunu, (3) eker zeltisiveya dier besi ortamda aylarca steril olarak kaldn gstermitir.

ekil G.2.Mikroskop ile inceleme

1857 ile 1876 yllar arasnda yapt almalar ile defermentasyon olaynn canl organizmalar tarafndan meydana

getirildiini kantlamtr. nsanolu 5000 yldan beri st itii halde,stn mayalanmas konusunda ancak 19. asrda baz bilimselilerlemeler kaydedilmitir. 1860 ylnda L. Pasteur mayalanmannsrlarn aa karmtr. L. Pasteur ve R. Koch mikroskopun dayardm ile bir ok patojenik mikroorganizmann varln gn nakarmlardr. Nfus krlmasna neden olan Kolerann nne de buaydnlanma aamasndan sonra geilmitir. Pasteur bir almasnda da60 C dolaynda st, bira ve arab birka dakika sttnda hastalkyapc bakterilerin (patojen mikroorganizmalarn) ldn bunakarlk besin deerini kaybetmediini saptamtr. "Pastrizasyon" adda buradan kaynaklamaktadr. Son yllarda da, gelien bilimsel


15/172


3

almalar sonucunda, UHT (Ultra Pastrizasyon) yntemigelitirilmitir. UHT ynteminde, st 135-150 C arasnda 2-6 saniyegibi bir ileme tabi tutulmaktadr. Bu esnada hem patojenmikroorganizmalar hem de sporlar imha edilir. sve'li RubenRausing, Lund kentinde 1951 ylnda uzun mrl olarak stsaklayabilmek iin TetraPak ambalaj yntemini gelitirmitir.

Robert Koch(1843-1910), bakteri retmek ve saf kltr olarakelde etmek iin yntemler gelitirmitir ve 1876 ylnda ise Bacillusanthracis'i bulmu ve ilk defa bir mikroorganizmann hastalk nedeniolabildiini gstermitir. 1882'de Tubercle bacillus (Mycobacteriumtuberculosis), 1883'de de kolera mikrobunu (Vibrio comma) bulmuve 1890 ylnda da tuberkulin (veremi tanlama ve tedavideyararlanlan, verem mikrobu kltrnden elde edilen sv) imaletmitir.

Termofil Mikroorganizmalar ve Kefi

Ekstrem termofil mikroorganizmalar ilk defa 1960'l yllarnortalarnda bulunmutur. 60C'den 115C'ye kadar yaayanlarmevcuttur. Burada ok enteresan olan normal canllar iin ok uygunve optimal olan scaklk 37C'ye ulaldnda bunlarn metabolizma

faliyetleri durmakta ve mikroorganizmalarn protein hcreleriparalanmaktadr. Katalizatr grevini gren enzimler yok olmaktadr.Bu nedenle de ekstrem termofil bakterilerin metaboliz-malarnnaratrlmas ok ilgin bir aratrma konusu olmaktadr ve AvrupaTopluluu projesi olarak da bir aratrma projesi TU Hamburg-Harburg'un ynetiminde yrtlmtr(Erdin, 1993).

Bakteriler Dioksini Paralayabilir mi?

Bielefeld, Braunschweig, Greifswald ve Hamburg niversite-lerinin aratrclar Prof. Dr. Rudolf Eichenlaub'un bakanlnda veAlman Aratrma ve Teknoloji Bakanlnn desteinde bir aratrmayrtmektedirler. Bu aratrmada ama, gen teknolojisinin geli-milikdzeyinden yararlanarak mikroorganizmalarn genetik enfor-masyonuna (bilgilerine) mdahale etmektir. Bu mdahale sonucundamikroorganizmalarn dioksin bileiklerinden klor atomlarn tek tekkoparabilmesi ve paralamas, bylece tehlikeli maddeyi zararszla-trm olmasna allmaktadr. nmzdeki be yl iinde bu konuda

baarl sonular alnabilecei mit edilmektedir.


16/172


4

"Human-Endogen-Retro-Virus"

Bilim adamlar tm insanlarn hcrelerinde bulunma olasl olanbir eit virsten sz etmektedirler. "nsanln evrim tarihinde ksa

olarak HERVad ile adlandrlan "Human-Endogen-Retro-Virus"herhangi bir ekilde insanlarn reme hcrelerine girmi ve ozamandan gnmze kadar hep kaltsal olarak etkisini srdrmtr"yargs bilim adamlar tarafndan kesinlikle aydnla kavuturulama-dndan gnmzde halen tartlmaktadr. Tmr olumasna metkileri var yoksa tmr hcreleri oluurken mi bu virslerolumaktadrkonusu da tartlmaktadr. HERV,AIDS virsndensonra yeni bir virstr.

Doada Mikroorganizmalarn YeriDoal ekosistemin unsurlar biyotik ve abiyotik olmak zere

genelde ikiye ayrlr. Canllarn yaad ortama biyotop ve canllarnbirlikte olduu toplulua da biyosenz dersek, her ikisi sisteminbtnn oluturur. Byle bir doal ekosistemde mikroorganiz-malarada byk grevler dmektedir. Canllar evrenini hayvanlar, bitkilerve protistlerolmak zere e ayrabiliriz.

Ekosistemin Tanm

Biyotop+Biyosenz=EKOSSTEM

Ekosistemdeki fotosentezin basit brt denklemini aadaki gibiifade etmek mmkndr. Burada bir karbondioksit moleklnnindirgenmesi iin 8 k kuvantumu kullanlmaktadr:

6CO2+ 6H2O + 2872 kJ C6H12O6 + 6O2

Bu 6 mol CO2'de 2872 kJ gne enerjisi, kimyasal enerji eklindedepolanmaktadr. Buradaki bir mol C6H12O6in k kuvantumu ihti-yac 8x6xNAdr. NA bir moldeki molekl saysn ifade etmektedir.

Aslnda birincil rn retimi btnsel olarak ifade edilecek olursao zaman canlnn nemli oranda alm olduu N ve P'yi de biyosentezdenkleminde ifade etmek gerekir. Bunu da aadaki birincil rngenel denkleminde grmek mmkndr:

106 CO2+ 122 H2O + 16 HNO3+ H3PO4 C106H263O110N16P + 138 O2

Ekosistemlerin verimliliini (birincil rn produktivitesini) net

rn, brt rn ve respirasyon (solunum) ilikilerinden bulmakmmkndr:


17/172


5

Brt rn (B) = Net rn (N) +Respirasyon(R)

Canllar, ister ototrof ister heterotrof olsunlar, solunum yapmakzorundadrlar; bu nedenle de ototrof canllarn rettikleri biyomasn bir

ksm kendi z solunum ihtiyalar iin kullanlmaktadr (ekil G.3).

ekil G.3.Karasal ekosistemde canllar ve madde dngleri

ekil G.4.Ekosistemde retim-tketim-dnm ilikisi

Hayvanlar genelde ok hcreli ve karmakyapya sahip olup,besin maddelerini kendileri retemezler ve dardan temin ederler (C-heterotrof). Bitkiler ise bunlarn tamamen tersi bir yapya sahipolduklarndan besin maddesi ihtiyalarn kendi kendilerine teminedebilirler (C-ototrof). Fotosentez ile inorganik maddelerden (CO2,

H2O, P2O5, NO3-, v.s.) organik madde ina ederler. Yap prensibi aktif,hareketli olmama ve geni d yzeylere sahip olma esasna dayanr.


18/172


6

Enerji kayna ise gne enerjisidir. Protistler ise genelde tek hcreli,morfolojik farkllama az, C-heterotrof ve C-ototrof organizmalardr.Protistler(ilk canllar, organizmalar, basit canl-lar), hayvanlara vebitkilere kyasla, ok daha basit ve az farkllam bir morfolojikyapya sahiptirler.

Protistler:Yksek protistler ve alak protistler olmak zere ikiyeayrlr. Yksek protistler (Eukaryonten=karyotik), hcre yaplarnedeni ile hayvanlara ve bitkilere benzerler. Protozoa, alg, maya vekfler bunun iin rnek olarak verilebilir. Alak protistlerin(Prokaryonten=prokaryotik), hcre yaplar dier organizmalarakyasla ok daha basittir. Bunun iinbakterileri ve mavi-yeilalglerirnek verebiliriz. Mikroorganizma terimi sz edilen organizmalarn

boyutlarnn ok kk olmasn ifade etmekte ve oradankaynaklanmaktadr.

Prokaryotik ve karyotik Organizmalar

Organizmalarn temel birimi hcredir. Hcre yaama yeteneiolan en kk birimdir. DNA, RNA, protein, polisakkarid, lipid vefosfolipid gibi ana yap talarndan oluurlar. Ancak hcreleryaplamada, organizmadan organizmaya ok farkllk gsterirler.Prokaryotik hcreler eskiden gelen organizmann evrimini kantlayankalntlar, belirtiler ierir;prokaryotlarn gelimi, evrimlemi haliolan karyotik organizmalara kar bamsz niteler halinde ortayakmlardr.

karyotikorganizmalarn gerek bir ekirdekleri (Karyon veyanucleus), vardr. Bir takm kromozomlara dalm olarak genom vekaryonun iindedir. Dairesel kapal bir ekilde dizilmi DNA-moleklleri iinde, ayrca karyotik organizmalarn organellerinde,mitokondrilerinde ve kloroplastlarnda (bitkiler), bu genomlarn ok

kk birer paralar bulunur. Prokaryotik organizmalarda ise mem-bran tarafndan epeevre evrelenmi bir ekirdek yoktur. DNAdairesel kapal bir ubuk eklinde, zararsz serbest olarak sitoplaz-mann iinde bulunur. Bu bakteri kromozomu hcrenin oalmas iingerekli olan tm bilgileri iermektedir. Organelleri yoktur veribozomlar karyotiklere kyasla ok kktr.

Hayvanlar ve bitkiler yaamak iin mutlaka oksijene ihtiyaduyarlarken, prokaryotik organizmalarn bir ok grubu havasz

ortamda da yaayabilmektedirler. Bymeleri ve yaamalar iinihtiyac olan enerjiyi anaerobik solunum veya fermentasyon yolu ile


19/172


7

kazanmakta, temin etmektedirler.

Mikroorganizmalarn Madde Dolanmndaki levleri

Organizmalar produktif (reticiler), konsumer (tketiciler) vedestroyerler(paralayclar) olarak ayracak olursak, biyoelementlerinevriminde, biyojeokimyasal dnglerde mikroorganizmalarn rolndaha iyi belirtmi oluruz (ekil G.4).

Balca element dngleri:

Karbon dngs

Azot dngs

Fosfor dngs Kkrt dngs

nsanlarn Hizmetinde Olan Canllar- Mikroorganizmalar

Mikroorganizmalar insanlara, hayvanlara ve bitkilere zararl ya dayararl olabilirler. Mikroorganizmalarn hastalk yapan patojenzellikleri ile tp dallar uzmanlar ve/veya veteriner ve biyologlaruramaktadr. Mikroorganizmalar doada ve sanayide zararl

organizmalar olarak ele alnabilecei gibi, bir ok kez yararl daolabilirler.

- Klasik mikrobiyolojik yntemler (arap, bira, ekmek, strnleri, sirke, v.b. gibi retiminde yararlanld gibi).

rnein gda sanayinde ok miktarda kullanlan st-asiti, limon-asiti gibi maddeler Aspergillus niger (kf mantarlar) yardm ileretilmektedir. ok ucuz karbonhidrata zengin artklardanClostridien ve Bacilli organizmalar yardmlar ile fermentasyonla

Btanol, 2-Propanol, Btandiol ve dier temel kimyasal maddelerretilmektedir.

Antibiyotik retim

nsanlar,penisilinin ve bir ok bakterinin, mantarlarn, aktinom-setlerin salg rnlerinin kefinden sonra bakteriler tarafndan olutu-rulan enfeksiyon hastalklarna kar savam bu antibiyotiklerleyapmlar ve yeni yeni antibiyotikler bulmaya almlardr.


20/172


8

Yeni Mikrobiyolojik Yntemler

rnein Corynebacterium glutamicum bulunduktan sonra, buorganizma sayesinde eker ve amonyum tuzlarndan, byk bir

verimlilikle Glutamik asitelde edilmitir. Bu organizmann mutantlarizole edilmi ve onlara aminoasitler, nukleotidler ve biyokimyasalmaddeler teknik dzeyde rettirilmitir.

Mikroorganizmalarn Monopol Konumu

Petrol, doal gaz ve selloz gibi maddeler sadece mikroorganiz-malar tarafndan biyomasa dntrlebilirler. Ara rn oluturula-bilir. yiletirme veya dntrme olaylarnda mikroorganizmalarnmonopol konumu vardr.

Modern Gen Teknii

Genetik manipulasyonlarla, rnein insann genetik bilgisinitayan kk bir paray bakteriye verip orada ona gre proteinsentezi yaptrmak, hormonlar, antijenler, antibodyve dier protein-leri retmek mmkndr.

Mikrobiyolojinin dier gelitirmeve uygulama alanlar:

Temel bilimlerde kullanlmas ve gelitirilmesi.

evre Mhendisliinde kullanlmas, aerobik ve anaerobikmikroorganizmalar, gaz, sv ve kat atklardanartma teknolojisindeyararlanlmas.


21/172


9

MKROORGANZMALAR

1. Mikroorganizmalarn Genel zellikleri

1.1. Mikroorganizmalarn Boyutlar

Bakterilerin ounun ap bir milimetrenin binde birinden dahabyk deildir. Bu nedenle de burada lm birimleri olarakmikrometre veya nanometre kullanlr (1m=10-3mm), (1nm=10-6mm).Bakterilerin snflandrlmas ve tipik bir bakteri hcresinin yapsekil 1.1 ve 1.2deverilmitir.

ekil1.1.Bakterilerin snflandrlmas


22/172


10

ekil 1.2.Tipik bir bakteri hcresinin yaps ve iindekiler

ekil 1.3.Floresans mikroskopu ilebakterilerin grn

Bakteriler mikroskopla grlebilir (ekil 1.3); 1 m kalnlndave 2-5 m uzunluundadrlar. Fototrof bakteriler daha byktr.Chromatium okenii5 m eninde ve 20 m boyundadr. Thiospirillum

jenense3.5 m eninde ve 50 m boyundadr. Mikrokoklarn aplar0.5 m'dir.

1.2. Mikroorganizmalarn ekilleri

ekillerine gre bakteriler drt gruba ayrlabilir (ekil 1.4):

1. Bilya eklinde ve kresel olanlar (Koklar)2. Silindirik ve dz olanlar, ubuksular (Bacillus,Pseudomonas)3. Kvrml ubuksular, virgl eklinde olanlar (Vibriolar)4. Vida eklinde olanlar (Spiraller)

Koklar; diplokok, streptokok ve stafilokoklar olarak ayrlmaktadr.


23/172


11

ekil1.4.Bakterilerin ekilleri

1.3. Mikroorganizmalarn Bileenleri

Bir bakteri hcresinin kimyasal bileimi ise %80 su (SM) ve %20kat maddeden (KM) olumaktadr. %20 kat maddenin %90' organikmadde (OM) ve %10'u da inorganik maddedir (OM) (ekil 1.5).

Hcre polimeri ise; %50 Protein

%20 Hcre duvar %10-20 RNA

%10 Lipid %3-4 DNAdan olumaktadr.


24/172


12

ekil 1.5.Hcre duvarndan kesit(st), hcre zarna bal oluumlar(alt)

- Organik olanlarn elementer dalm (C5H7O2N) :

Karbon %53

Oksijen %29

Azot %12Hidrojen %6

- norganik olan ksmnn elementer dalm:

P2O5 %50

K2O %6Na2O %11

MgO %8

CaO %9

SO3 %15Fe2O3 %1


25/172


13

Siyanobakterilerin (Cyanobacteria veya Cyanophyta), mayala-

rn ve protozoolarn boyutlar 10 mm'nin altndadr. Bu kkorganizmalarda yzeysel alann hacime oran ok byktr. 1 cmkenar olan bir kreyi, kenar 1 mm olan krelere bldmz zaman10 kre (her biri l mm3olan) elde etmi oluruz. Bunun bir tanesi deortalama olarak bir bakteri hcresinin hacmidir.

Tablo 1.Bir bakteri hcresinin elementer bileenleri

Element Kuru madde arl (% olarak)Karbon 50

Oksijen 20

Azot 14

Hidrojen 8Fosfor 3

Kkrt 1Potasyum 1

Sodyum 1

Kalsiyum 0,5

Magnezyum 0,5

Klor 0,5

Demir 0,2

Dierleri 0,3

ok yksek yzeysel alan/hacim oranna sahip olmas,bakterilerin fazla madde kullanabilmelerine neden olmaktadr.rnein genel kural olarak canllarn enerji tketimi, onlarn ktleselolarak arlklar ile deil yzeysel alanlar ile doru orantldr.

500 kg arlnda bir hayvan olan sr 24 saat iinde 0.5 kgprotein olutururken, ayn arlktaki maya hcreleri ayn zamanda

50000 kg protein retebilmektedirler.Problem(Bu problemin zm iin Tablo 1i kullannz):

1. 1 kg bakteri biomasndaki karbon miktarn ve yakldndaverebilecei enerji miktarn bulunuz.

2. 100 kg tazebakteri biomasndaki azot miktarn bulunuz.

3. 100 kg kuru bakteri biomasndaki oksijen miktarn bulunuz.

4. 400 kg arlndaki bir sr ile ayn arlktaki maya hcre-

lerinin ayn zamanda retebilecei protein miktarnbulunuz


26/172


14

1.4. Bakterilerde Metabolizma Fizyolojisi Asndan Esneklik

Yksek bitkiler ve hayvanlar enzimatik donanmlar asndanolduka snrl ve katdrlar. Bakterilerde metabolik fizyoloji esneklii

vardr. Adaptasyon yetenekleri ok byktr.Bir mikrokok hcresinde 100.000 protein molekl iin hacim

vardr. Bu nedenle ihtiya duyulmayan enzimler, bouna yedek olarakbulundurulmazlar. Eer bir besin maddesini deerlendirmek iin birenzime ihtiya varsa ve o besin maddesi hcrenin etrafnda

bulunuyorsa, o zaman onu deerlendirecek enzimler retilir. nduktifenzimlerinoran bir hcre proteinin %10'u kadardr.

1.5. Mikroorganizmalarn YaylmasBoyutlarnn ok kk olmas ekolojik nemlerini artrmaktadr.Onlar her yerde bulmak, grmek vekantlamak mmkndr. Havaakmlaryla da ok uzak yerlere ve yrelere tanmaktadr. Doalkoullarda hi bir yere ve aya ihtiya yoktur. Ancak tr ve populas-yon zenginletirmesi gerekiyorsa o zaman a gerekli olabilir. 1 grambahe topranda doal besin maddelerinin her trn deerlen-direcek trde ve sayda bakteri vardr. zel ve saf koullarda, saf kltrelde etmek ekonomik ve teknik amal olarak mmkndr.

Niceliksel (Kantitatif) ilemler ve genetiksel aratrmalardakigelimeler;Laboratuvarda mikroorganizma kltr yapmak O.

Brefeld ve R.Koch ve onlarn ekollerine dayanmaktadr. Jelatinli veyaagarl besi ortamlar baz hcrelerin izole edilmesine, onlarn kolonieklinde remesine ve oradan da saf kltr elde edilmesine olanakhazrlamaktadr. Steril besi ortam tekniinin standartlatrl-mas, okhzl bir ekilde Tbbi Mikrobiyolojinin olumasna ve gelimesineneden olmutur. aplarnn ok kk olmas nedeni ile bir petri

kabnda veya cam reaktif iede 108 ile 1010 dzeyindeki hcresaysnn analizineimkan tanmaktadr. Bylece ok dar bir hacimdebaz yardmc aralarla deiimleri ve mutasyonlar izlemek, saptamakmmkn olmaktadr.

2. Hcre ve Yaps

Mikroskobun ve zellikle kl mikroskobun gelitirilmesi, dahasonra elektron mikroskobunun bulunmas ve karanlk fon ve fazl

kontrast mikroskopisinin gelitirilmesi yaayan hcrelerin izlenme-sini ve incelenmesini kolaylatrd. Molekler sahada inceleme


27/172


15

almalar dier fiziksel ve kimyasal yntemlerin yardmna ihtiyaduyurmaktadr. Bunlarn yardm ile hcre komponentleri izole vekarakterize edilir. Hcre heterojen yapdadr; bir ok organel

bulundurur (ekil 1.6). Hcre ekirdek, hcre zar, sitoplazma vesitoplazma iindeki organellerden oluur.

ekil 1.6.Hcrenin genel yaps

ekil 1.7.Hcrenin temel yaps


28/172


16

Hcre zeltilerinden (homogenatlar) farkl santrifjlemeyntemleri ile teker teker organeller ve fraksiyonlar ayrlr ve biyo-kimyasal olarak analizlenebilir. Bu analiz ve inceleme yntemlerisayesinde karyotik hcrelerle prokaryotik hcreler arasnda oknemli farklarn olduu ortaya konmutur.

Her hcrede sitoplazma ve ekirdek malzemesi vardr. Da karsitoplazma membran ile kapanmtr. Bir ok bitki hcresinde ve

bakterilerde grld gibi bu protoplast, mekanik bir ilevi olanhcre duvar tarafndan evrelenmi olabilir (ekil 1.7).

2.1. Prokaryotik Hcre ile karyotik Hcrenin Farkllklar

Canllar prokaryot ve karyot olarak ikiye ayrlmaktadr (ekil2.1), hcrelerindeki farkllklar ekil 2.2de verilmitir.

ekil 2.1.Prokaryot ve karyot canllar

ekil 2.2.karyotik ve prokaryotik hcrelerdeki farkllklar


29/172


17

2.1.1. Eucyte (karyotik Hcreler)

Hcre ekirdei

En nemli fark ekirdek yaps ile ekirdek blnmesi eklidir.

ekirdek ekirdek klf, delikli, iki tabakal membran tarafndanepeevre sarlmtr. ekirdek blnmesi srasnda grnebilir halegelengenom(kaltm varl) ve bunu oluturan DNA'lar kromozomolarak adlandrlan bir ok alt birimlerden olumaktadr(ekil 2.3). Buekirdek blnmesi mitoz olayile gereklemektedir (ekil 2.4).

ekil 2.3.karyotik bir hcre (sol) ve ematik boykesiti (Chl: Kloroplast, Cm:Sitoplazma membran, Cp: Sitoplazma, Di: Disitosomlar, ER:Endoplazmatik retikulum, Ex: Sekresyon boluu (Ekzositoz), Li:Lipid damlas, Mi: Mitokondriyin, Mt: Mikrotubuli, N: Nukleus

(ekirdek), Rb: Ribozom, T: Plazmodezmli kanalcklar, V:Vakuoller, Zw: Hcre duvarlar)


30/172


18

MitozBlnme

Mitozun ilk fonksiyonu, kromozomlar boylamasna parala-yarak (ekil 2.4), blerek genetik malzemenin tpatp aynsnn

reduplikasyonunu salamaktr. Her karde ekirdee kromozomtakmnn ayn ekilde aktarlmasn gerekletirmektir. Kromozom-larn nasl ikilendii olay henz tam olarak aklanamamtr. Ara fazekirdei kl mikroskoptastrktrbakmndan fakir bir grnmarzederken, blnme fazlarnda kromozomlar ksalmakta, grlrolmaktadr. Biraraya toplayan i aygt sayesinde kromozo-munboylamasna ayrlm paralar kar kutuplara doru birbirlerin-denayrlrlar. kaybolur, kromozom grlmez hale gelir, kardeekirdekler tekrar hcre klfylaevrelenir.

ekil 2.4.Mitozblnmeninfazlar

Mayoz Blnme

Tm yksek bitkiler ve hayvanlar, seksel oalmalar srasnda,ekirdek faz deiimi gerekletirirler. Dllenme srasnda remehcreleri veya gametleri kaynamakta ve ekirdeklerden Zygote'lar(zigot) meydana gelmektedir. Dii ve erkek cinsel hcreler aynmiktarda, sayda kromozomla dllenmeye katkda bulunmaktadrlar.Bu nedenle bir zygote ekirdei, iki kromozom takmna sahiptir.Gametler(cinsel hcreler) haploid(tek takml) iken, vcut hcreleridiploid (iki takml) dir. Bu nedenle gelecek cinsel nesile gemeden


31/172


19

nce yarlanmasveblnmesi gerekmektedir. Bu ekilde kromozomindirgenmesine gtren olaylara meiose (mayoz) veya redksiyonblnmesi denilmektedir (ekil 2.5). Seksel reyen canllarn

remeleri iin balang ve ana olay mayoz olaydr.Bunun iki grevivardr, anneden ve babadan gelen genleri yeniden kombine etmek vekromozom saysn azaltmaktr. Mayoz olay homolog anneden,

babadan gelen kromozomlarla kromozom birlemesi ile balar.Krlma ve aprazlama birleme yoluyla ayn boydaki kromozomlararasnda gerekleir. Bunu takiben iftlemi, paralanmkromozomlarn iki kere (i a oluturma) ayrm olur. Sonuta dahaploid ekirdekli ok sayda hcre meydana gelir.

Bir ok alak bitkide, rnein alglerde ve protozoa, kromozomblnmesi zigot oluumundan hemen sonra olmaktadr. Organizmahaploiddir.

karyotiklerin kromozomlar, iinde ok sayda protein ieren,DNA ipliklerinden olumaktadr. Bu proteinlerin bir ksm Wistoneadverilen, bazik proteinlerdir. DNA ve Nucleosome'leri meydana

getirirler. Bu nukleosome'ler kromozomlarn alt birimleridir(Nukleosome-Kromozomgenom).

ekirdekte kromozom, DNA ekirdekte (Nucleolus

) oluturul-makta ve sitoplazmaya tanmaktadrlar. Embriyonal veya yumurtahcresinde ok sayda Nucleoli vardr. karyotik hcrede genbilgilerinin tanmas bakmndan ekirdein rol ok byktr, fakattek deildir. Gen bilgilerininbir ksm mitokondrinin DNA'larnda vekloroplastlarda bulunur.

Sitoplazma (Cytoplasma): Sitoplazma dardan sitoplazmamembran ile kaplanmtr. karyot'larda sitoplazma iinde ok saydareaksiyon odalar, blmeleri vardr (Zistern, Vesikeln).

Sitoplazma membran endoplasmik reticulum (ER)ile ie dorudevam etmektedir. ER'nin bir ksm da ekirdek membrann olutur-maktadr. Gzeneklidir, nkleik asitlerin, proteinlerin, metabolit-lerin hcre ile sitoplazma arasnda tanmasn salarlar.ER'ninbir ksm ribozomlar tarafndan igal edilmitir ve ham veya granlerERolarak adlandrlr. Ribozomlarprotein sentez yerleridir.

Hayvansal hcrede zel membran organeli, Golgi-Apparat'ndaenzimler sentezlenir ve burada depolanr. Bu organel de enzimlerinsalglanmasna (sekresyon) yardmc olmaktadr.


32/172


20

ekil 2.5.Mayoz blnme

Mitokondri ve Kloroplast

karyotikler, membran ile evrelenmi iki organele (mitokond-riler ve kloroplastlar) daha sahiptirler. Fazla kvrml i ve d olmakzere iki membrandan oluan, lipite zengin ve ekil deitirebilenmitokondriler solunuma katkda bulunurlar. membranda elektron

transport zincirinin komponentlerini ve ATP-Sentezini saklarlar.Algler ve yeil bitkiler, mitokondrinin yan sra, kloroplaslar da


33/172


21

bulundururlar. Kloroplastlarn i membranlarnda fotosentezpigmentleri ve fotosentetik elektron transportunun komponentleri

depolanmaktadr.

Endocytose (Endositoz)

Hcre dmaddenin hcre iine alnnaEndositoz(Endocytose)denir. ki eittir. karyotikler sv veya ekillendirilmi kat besinmaddelerini alabilirler. Kat besin maddelerinin hcre iine alnmasnaFagositoz(Phagocytose) denir (rnein kannLkosit (Luekocyte)'lerive amipler tarafndan alnmas).

Sv besin maddesinin hcre iine alnmas sz konusu ise o zamanPinositoz (Pinocytose)'dan sz edilmektedir. karyotlarn ekillenmikat besin maddelerini alabilmeleri, biyolojide ok byk bir nemarzetmektedir. Burada Endosimbiyozun (Endosymbiose: Birbirinin

iinde beraber yaama) koullar ve oluum mekanizmasgrlmektedir.

Endosimbiyoz Hipotezi

karyotik ve prokaryotik organizmalarn hcre organelleriarasnda ortak bir ok zellik vardr. Ring eklinde kapal DNA

moleklne sahipler, ribozomlar 70S-Typ ve sitoplazma membranla-rnda elektron transport zincirin komponentleri (Flavin (Flavine),Kinon (Chinone), Demirli kkrtl proteinler ve Sitokrom(Cytochrome)lar) bulunur. Respirasyon ve/veya fotosentez yolu ile

enerji kazanlmasnda grev alrlar.

Hareket Etme Organelleri

karyotlar kam veya kirpiksi yaplarla hareket etme zelliinesahiptirler (Protozoa, Algler ve Spermatozoa).

2.1.2. Protocyte(Prokaryotik Hcreler)

Prokaryotik hcreler ok kktr. Bakterilerin byk birounluu ubuksu ekildedir, yaklak 1 m eninde 5 m boyunda-dr.Pseudomonadas'larn ounun ap 0.4-0.7 m ve boyu ise 2-3m'dir. Mikrokoklarn aplar ise 0.5 mdir.

Byk bakteri says azdr, bunlar ok yava byrler(Chromatium okenii, Thiospirillum jenense, Achromatium, v.s.). Ne

mitokondri, kloroplast gibi organelleri vardr ne de DNA'nn etraf birekirdek zar ile evrelenmitir. nce ipliksi a biiminde grlen


34/172


22

ekirdek blgesine hemen bitiik olarak ribozomlarla dolu sitoplazmavardr. karyotiklerin mitokondri ve kloroplast membranlarndagerekleen enerji kazanma olay, prokaryotiklerin sitoplazma

membranlarnda gereklemektedir.Prokaryotiklerin toplam genetik bilgileri bir tek DNA ipliizerindedir. Bakteri kromozomu bulunmaktadr. Bu DNA moleklring eklinde kapal bir ubuk halinde bulunmaktadr. Kontur boyu0.25-3.0 mm kadardr. Bakteriler, hcrelerin uzamas ve blnmesi ileoalmaktadrlar. Bir okbakteride grlen bir durum, blnme-densonra blnm gruplar uzun sre bir arada kalmaktadrlar. Hcreninikiye blnmesi, kromozomlarn da replikasyonunu (ikilen-mesini)gerektirmektedir. Prokaryotikler haploidtirler. Prokaryotik hcrelerin

ok aznda hcre duvar (Murein veya Reptidoglykan) vardr.Prokaryotiklerin ou ya yzerek ya da kayarak hareket ederler.

Yzen bakterilerin hareket organelleri kamlardr. Kamlarkaryotikte bulunandan ok daha basittir ve sadece tek bir fibrildenolumaktadr.

Tek Hcrelilerin Maddesel Bileimi

Tek hcrelilerin ya veya kuru biyomas arl hcrelerin besiortamndan santrifj yaplarak tayin edilir. Sedimanlam hcrebiyomasnda %70-85 su vardr. O halde kuru madde ierii, yabiyomasn %15-30'ukadardr. Hcrelerde bulunan rezerv maddeleri(Lipid polisakkarid, polifosfat veya kkrt)fazla miktarda bulunursa,o zaman kuru maddenin yzdesi de artar. Bakterilerin kat veya kurumaddeleri genelde polimerlerden oluur: %50 protein, %10-20hcre duvar, %10-20 RNA, %3-4 DNA ve %10 lipidler. Onbiyoelement ise: %50 karbon, %20 oksijen, %14 azot, %8

hidrojen, %3 fosfor, %1 kkrt, %1 potasyum, %0.5 kalsiyum,

%0.5 magnezyum ve %0.2 demir olarak bulunur.

2.1.2.1. Bakteri ekirdei

Bakteriler de DNA ierir; bunlar difz olarak sitoplazmadayaylmtr,zellikle diskret blge ve sahalarda lokalize olmulardr.Bu sahalarda hcre blnmesi ile birlikte blnrler.

DNA'nn Yaps

Deoksiribonkleik asit (DNA), bir makro molekldr. Asit

hidrolizi ile yap talarna paralanabilmektedir: Deoksiriboz, fosforikasit ve bazlar.Bunlar ayn mol orannda bulunmaktadrlar. DNA'da


35/172


23

drt eit baz bulunmaktadr: 1. Prin bazlar:Adenin (A) ve Guanin(G), 2. Pirimidin bazlar: Sitozin (C) ve Timin (T) (ekil 2.6).

ekil 2.6.DNA ve RNAnn yapsna katlan prin ve pirimidin bazlar

ekil .2.7.DNA ift sras, DNA elenmesi

DNA'da dnml olarakpentozlarvefosforik asitlerbulunur veekerde de herbirine drt baz balanmtr. Byle bir Nucleotid

zincirinin belirli bir hedefi vardr, polar olarak inaa edilmitir. Birtarafta 5' pozisyonunda fosfat grubu, dier tarafta da 3' pozisyonundada bir serbest hidroksil grubu durmaktadr.

ekil 2.6'da DNA ve RNAnn yapsna katlan prin ve pirimidinbazlar grlmektedir. ekil 2.7'de grlen A ile T'nin (A=T), G ileC'nin (G=C) balar ayn sklkta ve salamlkta deildir. Buradakihidrojen kpr balar geneldeelektrostatik doaya sahiptir; -OH ve -

NH2 gruplar ile salanmaktadr. O ve N iddetli elektro negatifelementlerdir. Elektron ekimi yapmaktadrlar ve kendilerine


36/172


24

balanan hidrojene de pozitif yk vermektedirler. Bylecepozitifletirilmi Hatomlar yalnz olan elektron iftleri ieren elektronnegatif gruplar tarafndan ekilir ve bylece hidrojen kprsoluturulur.

Hidrojen kprs balar molekller aras Van der Waalskuvvetlerinden daha iddetlidir. Balama enerjisi 38kj (9kcal)'dir.Scaklk, k, dalga boyu, rnein re ilavesi veya magnezyumkonsantrasyonun deiimi gibi ekolojik abiyotik unsurlarn deiimiile hidrojen kprs balar bozulabilir.

DNA Replikasyonu (kilenmesi)

DNA hcrenin genetik bilgilerini ierir. DNA'nn blnmesi veikilenmesi, tpatp birbirinin ayn iki DNA-kromozomu olumashcre blnmesi ncesi gerekleen bir olaydr.

ekil 2.8.DNAnn elenmesi

ekil 2.9.DNAnn kendini elemesi (replikasyonu)


37/172


25

ekil 2.8 ve 2.9'da DNA-Polimeraznn ilevlerinin biyokim-yasal bazn, ift hatl DNA'nn replikasyonunu (ikilenmesini) ve daireeklindeki bakteri kromozomunun replikasyonunu, bakteri hcresinin

blnmesini grmek mmkndr.E. coli'nin kromozomunun ikilenmesi yaklak 40 dakika

srmektedir. Ancak E. coli hcresi uygun ekolojik koulda 20dakikada ikilenebilmektedir.

DNA-DNA Hibritletirilmesi

Istma halinde nceden de sz edildii gibi DNA'nn iki nucleotidhatt hidrojen kprs bann zlmesi nedeni ile birbirindenayrlmaktadr. Tek hatlar halinde denatre olan DNA'nn yavasoutma yolu ile tekrar eski haline getirilmesi imkanszdr. Bu arakomplementerparalarn iftlemesi ve yeniden birlemesi mm-knolmaktadr. ki farkl organizmann tek DNA hattndan birletiri-lerekyeniden ift DNA hatt oluturulmas olayna "Heteroduplex-Molekl"denir. Bu olay deneysel olarak izleyebilmek iin bakterininDNA'sn ar veya radyoaktif izotopla iaretlemek gerekir.

Plazmidler

Bir ok bakteri-kromozom DNA's yan sra, ayn ekilde daireseldzen iinde- iki DNA hatl DNA-Elementi ierir, buna plazmidlerdenir.

2.1.2.2. Sitoplazma ve Membranlar

Sitoplazma, sitoplazma membran ile hcre duvarn snrlar.Sitoplazmann iinde vesikoller, grana'lar ve ekirdek bulunur.Sitoplazma zlebilir enzimler ve ribonkleik asit iermektedir,membran yannda ncelikle ribozomlar ayrmaktadr. znm

enzimler ok saydaki ayrma ve sentezleme olaylarn katalizeetmektedirler. znm m-RNA, t-RNA ve ribozomlar proteinsentezine katkda bulunurlar.

m-RNA (Messenger=m) ve t-RNA (Transfer=t)

Proteinler

Aminoasitler peptidleri, peptidler polipeptidleri olutururlar.Polipeptid zincirinin hacimsel olarak belirli bir sralan vardr

(Konformasyon). Bu yap yan balarla iyice stabil hale getirilmek-tedir. ekil 2.10da protein biyosentezi grlmektedir.


38/172


26

ekil 2.10.Protein biyosentezi

eitli balama tiplerine gre eitli derecede yaplamaolmaktadr: Primer yap (strktr), ikincil yap, ncl yap vekuvarter yapgibi.Fizyolojik koullara bal olarak proteinler svfazda bulunurlar, dolaysyla su dipolu ile proteinler arasnda karlkl

bir etkileim sz konusudur.

Polar gruplar hidratize edilmilerdir. Proteinin yk durumunuetkileyen faktrler, rnein H+, Ca++, Mg++, K+v.b. gibi iyonlarnkonsantrasyonu zorunlu olarak hidratasyon derecesine ve bylece deproteinin ime durumuna etki etmektedirler.

Ribozomlar

Ribozomlar, protein sentezinin yapld yerlerdir. Elektron mik-

roskobunda sitoplazma iinde yaylm tanecikler olarak grlmek-tedir. Bakteri ribozomlarnn boyutlar 16x18 mm'dir. BakteriRNA'snn %80-85'i ribozomlarn iinde bulunur. Taze ribozomlarultrasantrifj iinde 70 Svedberg (70 S)birim sedimantasyon hz ilesediman haline geldiklerine gre, 70 S ribozomlardiye adlandrl-maktadr. karyotiklerin sitoplazma ribozomlar biraz daha bykolduu iin 80 S ribozomlarolarak adlandrlmaktadr. Ribozomlariki alt birimden olumaktadr, 30 S taneciklerive 50 S tanecikleri.Bunlarn her ikisi de 70 S ribozomabtnleir (ekil 2.11.). Bir

bakteri hcresinde 5000-50000 ribozom vardr. Hcre ne kadar hzlbyrse ribozom says da o kadar fazla olur.


39/172


27

ekil 1.11.100 S Birim ribozomun paralanmas

Bakterilerin 70 S ribozomlar ile karyotiklerin 80 S ribo-zomlar arasndaki fark, enfeksiyon hastalklar ile mcadeledeok byk bir nem arzetmektedir.70 S ribozomlarndaki proteinsentezleri antibiyotikler tarafndan engellenirken veya durdurulurken,80 S ribozomlarndaki protein sentezi hi durmadan devametmektedir.

RNA'nn Yaps

Ribonkleikasit (RNA), hem yaps hem de yap ta asndan,deoksiribonkleik asitten (DNA'dan)byk farkllklar gstermekte-

dir. Polinkleotid hattnn omurgas riboz ve fosforik asittenolumaktadr. Baz olarak ise ayn ekilde Adenin, Guanin ve Sitozinvardr. Timin'in yerinde ise Uracil. Bunun dnda RNA'daPseudouracil gibi nadir bazlar da vardr.RNA hcrede tek hat olarakbulunur.

Sitoplazma Membran

Bakterilerin bitkilerin ve hayvanlarn sitoplazma membranlaryaklak olarak birbirinin ayndr, yapsal olarak byk bir farkllkyoktur. Bu nedenle de "birim membran (unit membrane)"dan szetmek mmkndr. Hcre kuru maddesinin %8-15'ini


40/172


28

membranlar oluturur ve hcre yann %70-90' da buradabulunur.

Membran kuru maddesinin %37-50'sini lipidler (ntral,

fosfolipidler), %50'sini proteinler ve %15-30'unu hekzozlaroluturur.

Sitoplazma membran lipid ift katndan meydana gelmitir.Hidrofil kafalar da, hidrofob ular (fosfolipidler ve trigliseridler)iednktr. Sitoplazma membranlarnn ok nemli metabolizmafaaliyetlerinde bir rol vardr. Hcre iin ozmotik bir engeldir ve girenkan maddelerin kontroln yapar. Elementer membrann kapal yafilmleri kpr proteinleri sayesinde delik deik edilir, bu proteinlerporlar oluturur ve buradan da dzenli olarak madde tanmgerekleir.

karyotiklerde mitokondrinin iinde bulunan elektron tama veoksijenli fosforlatrma enzimleri, bakterilerde membrann iinde veyahemen yanndabulunurlar.

Sitokromlar, demir-kkrt-proteinleri ve elektron transportunundier komponentleri tamamen membranda bulunurlar. Hcre duvarve kapsl malzemesinin sentezi de, ekzoenzimlerin salglanmas daburadan olmaktadr. DNA'nn replikasyon (ikilenme) merkezi de

buradadr. Hatta kamlarn k yeri de burasdr.

ntrasitoplazmatik Membranlar, Mezozomlar ve Lameller

Baz bakterilerde sitoplazmann etrafn evreleyen membran-larda hibir girinti, knt yoktur. Bazlarnda da vardr. Hattamembranlar stoplazmann iinden geer. Fototrof mor bakterilerdeintrasitoplazmatik membranlar ok fazladr. Olduka ince kesitlerhalinde olan bu membran sistemleri hortum, boluk, kabarck veyavesikln eklinde kendilerini gsterir.

2.1.2.3. Hcre Duvar

Bakterilerin hcre duvar bir elik bilya gibi kat ve sert deildir.Bilakis ince ve esnektir. basn veya turgor ozmotik olarakayarlanmaktadr. Hcre duvarndan ok sayda tuzlar ve alakmolekll maddeler geebilmektedir.

Plazmoliz

Ozmotik etkiyi salayan ekerlerin ve tuzlarn hcre iindekikonsantrasyonu, hcre dndakinden daha fazladr. Hcre iinin


41/172


29

ozmotik deeri %10-20'lik sakkorozunkine edeerdir. Hcreduvarnn msade ettii kadar su hcre iine alnr. Eer hcredndaki eker, re, v.b. madde konsantrasyonu artrlrsa, o zaman

hcrenin suyu dar emilir, ekilir. Protoplastbzlr, sitoplazmamembran hcre duvarndan ayrlr. Bu ekilde hipertonik ortamdaoluan bu olaya plazmoliz ad verilir.

Gram Boyama

Hcre duvar gram boyamayla deiik renklere boyanr. Gram(1884) tarafndan gelitirilen ynteme gre koyu viyolete (mor)boyanp boyanmama ok nemli bir taksonometrikbir zelliktir. Buayn zamanda bakterinin dier zellikleri ile korelasyonhalindedir.

Gram pozitif bakterilerde hcre duvarnn kuru maddesinin%30-70'i mrein andan (krk kat kalnlnda) olumaktadr. Grampozitif bakterilerin hcre duvarnda kovalent bal olarakpolisakkaritler bulunur. Protein ierii azdr.

Gram negatif bakterilerin mrein a tek katldr. Hcreduvarnn kuru maddesinin %10'u kadardr.

Lipopolisakkaritlerin tabakasn stabil tutmak iin Ca++ gereklidir.

Hcre duvarnn yapsnn ve mreinin aklanmas olay Lizozim(Lysozym)lerin vePenicillin'lerin bakterilere etkisinin ince-lenmesi ileakla kavumutur. Yumurta beyaznda, burun salgsn-da, gzyanda bulunan lizozim bakterisidzellii olan bir enzimdir.

Lizozimin yansra mrein iskeletini (yapsn) zen ok saydaenzim vardr. Antibiotik Penicillin daha ziyade gram pozitif bakterilereetki etmektedir. Bakterisid (bakteri ldrc) etki sadece gelien,byyen organizmaya, hcreye kar olmaktadr; dinlenmeaamasnda olan hcre ise bu etkiden korunmu olmaktadr.

Hcre Duvarnn Oluumu

Mrein yap tann biyosentezi ve Peptidoglikan* iskeletineinas admda gereklemektedir: lk biyosentez admsitoplazmada gereklemektedir, burada muramik asit pentapeptidoluur, ikinci admda ise sitoplazma membranndaN-asetilglukozamin(NAG) ve 5-Glisil kalntlarnn muramik asit pentapeptidlerinbalanmas gereklemektedir. nc admda da peptidoglikan

yapsna inasve peptid bana eklenmesi olay olur.(*Peptidoglikan, tekrarlayan N-asetilglukozamin (NAG) ve N-


42/172


30

asetil muramik asitten (NAM) oluan bir glikan omurgayla, NAMabal ksa peptid zincirlerinden olumutur)

2.1.2.4. Kapsl ve Salglar

Kapsller, mikroorganizmalar patojen bakterilere kar direnliyapmaktadr (Phagocytose, fagositoz); deney hayvanlar iin Virlans(mikroorganizmann patojenlii, hastalk yapma yetenei)artmaktadr.

Kapsl, kapsln iine girmeyen ini mrekkebi,Nigrosin-Kongokrmzs, gibi maddelerle kl mikroskopta ispatlanabilir. Kapsl,koyu fonda ak grlmektedir.

Kapsln iindeki bir ok madde salg olarak hcrenin dnaverilmektedir. Bakteri sspansiyonunu homojenletirme veya sallamaile hcre yzeyinden ayrmak mmkndr, bylece besi ortamndansalg olarak kazanmak mmkn olur. Besi ortamnda sakkoroz varsaok miktarda bir ok mikroorganizma tarafndan salgoluturmaktadr.

Filament oluturan bakterilerin (Sphaerotilus natans veLephtothrix ochracea) boru eklinde klflar vardr. Bunlarheteropolisakkaridden oluurlar (glikoz, glucuronic asit, galaktoz,

frktoz). Salglar tek hcreleri hcre birliine balarlar; btnleir,bylece bir ok tek hcrelerden bir birlik meydana gelir.Hcre duvar dnda lokalize olmu polisakkaritlere

eksopolisakkaritler(EPS) denir ve hcre duvar ile olduka sk bir baiindedirler; o zaman kapslden sz edilir, eer gevek veya hibalanmamsa o zaman da salgdan sz etmek mmkndr.

2.1.2.5. Kamlar ve Hareket

2.1.2.5.1. KamlarYzen bakterilerin hareketi kamlarnn rotasyonu ile olmak-

tadr. Kamsz bakterilerin hareketi kayarak, srnerek, emekleyerekgereklemektedir; Myxobakteriler ve Cyanobakterilerde grldgibi. HareketliEubakterie(bakteri)ler iin aslarn bakteri hcresinebalan sras ve dzeni onun karakteristiini oluturmakta vetaksonomik adan da byk nem arzetmektedir. Polar veya lateral birekilde dizilmektedir. Bu ekilde bakterilerin en nemli kamlanma vehareket tipleri verilmitir. Bakterilerin ounun kamlar, fonu

aydnlk olan mikroskoplarda grlmez. Ancak fonu kontrasl, siyahyaplan mikroskoplarda kamlar grnr hale gelir. En kolay grnme


43/172


31

boyama yntemleriyle veya elektron mikroskobuyla olur (ekil 2.12).Polar kamlar, bakterilerde itici grevi (geminin pervanesi gibi)

yerine getirirler. Bylece hcre ortama girer ve hareket eder. Rotasyon

motorunun balant yeri sitoplazma membran iindedir, bir vidahattnn hayali (fiktiv) ekseni etrafnda dner. Hareketi ya tek kamya da kamlarn oluturduu kam demeti salar. Kam-larn devirsays olduka yksektir (yaklak 3000 devir/dk). Kamlarherhangi bir d uyarcnn etkisine gre spontane olarak dnmeynn deitirebilirler. Ancak geriye hareketin hz, ileriye harekethznn drtte biri kadardr.

ekil2.12.Bakterilerde kam eitleri

Kaml bakteriler 1.6 mm/dk (Bacillus megaterium), 12 mm/dk(Vibrio cholerae) gibi yksek hza erimektedirler. Bu da yaklak

olarak onlarn boylarnn 300 ile 3000 kat kadardr.

Kamnn ince yaps kalnl, boyu, vida hattnn boyu vegenlie (amplitude) gre deimektedir. Bu parametreler, trlerikarakterize eder. Kamlarn filamentleri zel proteinlerden,Flagellin'den olumaktadr. Kamnn tm dier ksmlarnnmolekler mekanizmas aydnla kavuturulmutur ve bilinir,ancak kamnn rotasyon motorunun molekler mekanizmas

bilinmemektedir.

O- ve H- Anti jenleri


44/172


32

Proteus vulgaris agar, besi ortam yzeyini kaplayacak ekildeince, gri bir film oluturmaktadr. Bu kuvvetlihareketlilikten gelmekteve hcreler ince bir zar eklinde yaylmaktadr (H-ekli). Baztrlerzar oluturmazlar, bunlar kamlar olmayan hareketsiz trlerdir (O-ekli). Kam antijenleriH-Antijenleri, hcre yzeyi veya hcre ktlesiantijenleri ise O-Antijenleridir.

Fibri ler ve Pili

Baz bakterilerin yzeyleri fibri veya pili olarak adlandrlan onbinlerden fazla uzun, ince, dz ipliklerle kaplanmtr. Bunlarn boyu12 mm ve aplar da 3-25 nm kadardr. Bunlar kaml trlerde veyakamszlarda grlmektedir.

2.1.2.5.2. Hareketler

Aerotaksi

Mikroskop altnda obje cam ile rt cam arasndaki mikroorga-nizmalarn hareketini izlediimizde, bazlarnn cam altnda kalanhava kabarcklarna, bazlarnn da rtcam kenarlarna doru hareketettiklerini grrz. Bu da ihtiyalar olan enerjiyi temin etmek iinaerob solunum yapmalarnn gerektiini gstermektedir. O halde

aerofilbakteriler aerotaksi (ekil2.13) organizmalardr.

Fototaksi

Fototrof mor bakterilerin-enerji elde edebilmeleri iin- aihtiyalar vardr. Bu nedenle de fototaksi reaksiyonlar gstererekkta toplanmaktadrlar. Lam zerinde sadece noktasal bir yerde kbrakp, dier ksmn kararttnzda, btn mor bakterilerin bunoktaya tn grrsnz. Ikl noktay deitirdiinizde okeolarak, hemen o yne doru hareket ederler (ekil 2.13).

Magnetotaksi

Oksidasyon havuzlarnda ve dier tatlsu ortamlarnda ve denizamurlarnda yaayan organizmalar arasnda, manyetik sahaya grehareket eden mikroorganizmalara rastlanmtr. Bu organizmalarnhcrelerinde kuru madde zerinden %0.38 orannda demirerastlanmtr. Magnetit'ler zellikle de kamlara doru konsantreolarak bulunmaktadr. Bakterilerin neden magnetotaksi davrandklar,

bugne kadar ekolojik adan aklanamamtr (ekil 2.14).


45/172


33

Kemotaksi

Serbest hareket eden bakterilerin hareketine eer kimyasalmaddeler neden olmusa o zaman bu (Chemotaxis=kemotaksi) olarak

adlandrlmaktadr. Bakteriler kimyasal uyarclara kar tavrgstermekte ve hareket etmektedirler (ekil 2.15).

ekil 2.13.Aerotaksi (aerotaxis, st) ve fototaksi (phototaxis, alt)


46/172


34

ekil 2.14.Magnetotaksi (Magnetotaxis)

ekil 2.15.Kemotaksi (Chemotaxis)

Enerjilerini ktan yararlanarak salayan bakteriler n

etrafnda younlarlar. Bu durumda ise organizmalar fototaksi (ekil2.13) grubuna girerler. Ayrca manyetik sahaya gre ynlenenmikroorganizmalar vardr. Bu hcreler kuru maddelerinde %0,38dolaynda demir iermektedirler, kamlarn dip ksmlarna ylmolarak bulunurlar. Bu organizmalar da magnetotaksi (ekil 2.14)olarak adlandrlrlar.

2.1.2.6. Hcrenin Yedek Maddeleri

Bir ok makroorganizmada belirli ekolojik koullarda hcre iindebaz maddeler depolanmaktadr: polisakkaridler, yalar,polifosfatlar ve kkrt. Bu maddelerin oluumunda etkin olan besin


47/172


35

maddeleri yeterli miktarda besi ortamnda varsa depolanma, birikimgerekleecektir. Bu besin maddelerinin olmamas veya enzimatikolarak alnmas baz engelleyiciler tarafndan nlendii takdirde,

hcre iinde suda znmeyen ve sert durumda bulunan (ozmotikinert)bu yedek maddeler, ekolojik koullarn ktlemesi durumunda,hemen kullanm iin ele alnmaktadr. Bylece dardan enerji anve ihtiyacn salayamayan organizma, metabolizma iin yedekpolisakkaridleri, ntr yalar, poly-B-hidroksibterik asiti karbonve enerji kayna olarak kullanmaktadr. Byle d kaynaksz bileyaamn srdrebilmektedir. Spor oluturucular da bu sayedesporlarn oluturmaktadr. Polifosfatlar fosfat deposu, kkrt depotansiyel hidrojen donatr (verici) olarak grlmelidir.

Polisakkaridler

Mikroorganizmada polisakkarid depolanmasnn varl Lugoliyot zeltisi ile mavi renk (niasta) veya kahverengi (glikojen)olarak kantlanabilmektedir. Duvar polisakkaridleri ile yedekdepolanan, ayn glukoz molekllerinden deildir. Birinde uzunhalkalar eklinde yaplama sz konusu iken dierinde vidaya benzerekilde yaplanma vardr.

Yas MaddelerYa granulatlar, damlacklar mikroorganizmann hcresininiinde olduka yaygn vaziyette bulunur. Mikroskopta k krmazelliklerinden dolay kolay tannrlar. Lipophil (lipofil) boyamaddeleri ile kolay boyanmakta ve tannmaktadrlar (Sudan III,Sudan siyah B).

Polifosfatlar

Bir ok bakteri ve yeil algler, fosforik asiti polifosfat granulat

halinde depolayabilmektedirler. Bunlara Volutin-Granl veyaMetakromatik Granladlar verilmektedir. Volutin-Granllerifosfatdepolaycs ilevini grmektedir.

Kkrt

Slfr slfata oksitleyen bir ok bakteriden kkrt geici olarakdepolanr. Gerek hcre iinde depolanan gerekse de hcreden darkan kkrt, sv eklinde bulunur. Kkrt depolamann boyutuortamdaki hidrojen slfr miktarna bal olarak deiir. Ortamdahidrojen slfr yoksa, o zaman kkrt slfata oksitlenir. Kkrt,


48/172


36

hidrojen slfr oksitleyen bakteriler (Beggiatoa thiothrix, Achroma-tium, Thiovulum) iin, enerji kayna olarak grev grmektedir.Anaerob fototrof kkrtl mor bakteriler (Chromatium) iin ise

hidrojen donatr ilevini yerine getirmektedir. Cyanobakterilerde veSphaerotilus natansda grlen kkrt rezervleri (tanecikleri)organizmann yaad ortamda bulunan hidrojenslfr zehirsiz halegetirme sonucunda oluan rnlerdir.

Dier Baka Yedek Maddeler

Baz bakteriler, sporlardan baka spora benzer yedek depomaddesi(parasporalkristal)iermektedir; bunlarda protoksin vardr.Bu protoksin ad verilen protein kristalleribaz bceklerin midesuyundazlmekte ve organizmay zehirlemektedir.

Gaz Vakuolleri

Suda yayan ok sayda bakteriler, zellikle fototrof bakteriler,hatta renksiz bakteriler, halobakteriler ve baz Clostridienler gazvakuollerinesahiptirler. Hcrelere, organizmalara zgl arlklarndeitirmeye, ayarlamaya frsat vererek, askda kalmasn yzmesinisalamaktadrlar.

Anoksik fototrof bakteriler (krmz bakteriler, Lamprocystis,Amoebobacter, Thiodictyon) ve yeil slfr bakteriler (Pelodictyon)hipolimniyonda, hemen scaklk atlama tabakasnn altnda anaerobyaayabilmektedirler. Askda kalma yetenekleri sayesinde ar suyuniinde hi de hafif suya doru hareket etmeden kalabilmektedirler.Buna karlk oksik fototrof Cyanobakterileri (Ocsillatoria agardhii,

Aphanizomenon flos-aquae, Microcyatis aeruginosa) atlama

tabakasnn st ksmnda gelimektedirler.

Her gaz vakuolnde ok sayda gaz vesikl (vesikel, kese)lervardr. Her gaz vesiklular konik biten silindir eklindedir. ksmhidrofob, d ksm isehidrofildir.

2.1.2.7. Endosporlar ve Devaml ekilleriSadece baz kk bir bakteri grubu endospor oluturma

yeteneine sahiptir. Bunun nedeni de scakla dayankllarttrmaktr. Dierlerinin hepsi 80C'de 10 dakika tutulmas halindelmektedir; i ve masraf youn bir teknoloji ile (steril teknik) elde

edilmek istenen scakla dayankl endosporlarn yok edilmesidir.80-100 C'de 10 dakika stlmas ve kaynatlmas halinde, tm


49/172


37

vejetatif hcreler lrken, sadece termoresistans olanlar canlkalmaktadr; uygun bir ekolojik koulu bulunca da gelimektedir. ekil2.16da olgun bir sporun yaps ve spor oluumu grlmektedir.

Sporlar bakteri hcresinin en i ksmnda olumakta-dr. Spor olumasprotein ieren materyalin artmas ile balamakta ve spor sahasnda kkrma yetenei artmaktadr. Spor oluumu bakteri hcresininfarkllatrlmasnda en karmak ve komplike bir prosestir.

Bacilli'ler de uygun yaama koullarnda, spor oluturmadanvejetatif yolla blnerek oalmaktadrlar. rneinBacillus cereus'uiyi bir ortamdan alp saf suyun iine atalm, hemen spor olumayabalar, bir ara iine glikoz koyalm, o zaman spor oluumu hemen

kesilir, durur. Ekolojik koullar spor oluumunu regle eder, ayarlar(Besin maddesi deiimi ile ayarlanmas).

Vejetatif hcre as yapldka endospor oluturma yetenei kaypolmaktadr. Ana hcrenin otolizi ile sporlar aa kmaktadr. Olgunsporlarda metabolizma aktivitesi grlmemektedir. Kimyasalmaddelere, nlara ve scaklklara kar ok dayankldrlar.rnein Bacillus megaterium'un ierdii su miktar %15dir.Dayankllnn bir nedeni de bu derece dk su miktar ierme-sidir.

Bir kuru kazeinin veya ynn ierdii su miktar da bumertebededir. Uygun ekolojik koullarda tm sporlar imlenme,gelime yeteneine sahiptirler. Yaplan n ilemlere gre sporlarnimlenme yetenei artrlabilir.

rnein;Bacillus subtilisin yedi gn dinlenme periyodunda, bedakika boyunca 60C'de su iinde stlmas, imlenme stimlasyonuiin en iyilenmi ilem olarak kabul edilmektedir.

Bazlar da scaklk oku ile imlenmektedir, 100C'de 10 dakikakaynatmak sporlarn aktiflemesi iin yeterli gelmektedir. Bu olayreversibildir. imlenme srasnda solunum ve enzim aktivitesiartmakta, aminoasitler, kolin asitleri ve peptidler aa kmaktadr;kuru madde kayb ise bu srada %25-30 civarnda olmaktadr.imlenme srasnda scakla kar olan dayankllklar yokolmaktadr. Sporlarda oluan imlenme hortumlar sporun iindenpolar veya lateral olarak dar kabilir.


50/172


38

ekil 2.16.Olgun bir sporun yaps (st) ve bakterilerde endospor oluumu (altsoldaki resimde hcre iine olumu endosporlar, parlak beyaz renktegrlmektedir)

Bakteriler spor eklinde ve latent yaam tarznda 200-300 sene

kadar kuru koullarda yaayabilirler (ekil 2.17). Saklanm rneklervardr. Kuru bir toprak rneinin 50 ylsaklanmas halinde, iindekisporlarn %90' yaam yeteneini kaybetmektedir. Buna ramen birton kuru topran1000 sene sonra da iinde canlln koruyanbir spora rastlanacaktr. Kuru durumlarda bakteriler canllklarnyllarca sakl tuturlar. Bakterilerin konservesi, kurutulmu vejetatifhcrelerin dondurularak (lyophilisation, liyofilizasyon), odascaklnda veya vakum altnda dk scaklklarda saklanmasylagereklemektedir. Mutlak sfr derece scaklkta

mikroorganizmalar bir milyon veya daha fazla sene canllnkoruyarak saklanabilir.


51/172


39

ekil2.17.Endospor oluumkoullar

Cyste, Exospor, Myxospor

Bakterilerin endosporlar dnda dier srekli hcreleri vardr.exospor, Cyste ve Myxosporda bunlardandr.

2.1.2.8. Mantar ve Bakterilerin Pigmentleri

ok sayda mantarlarn ve bakterilerin kolonisi belirgin renkleriile grlmektedir. Bunun nedeni bir boya maddesinin ortama salg-

lanmas veya hcrenin pigmentleri olabilir. Boya maddesi oluturmaolay ve zellii genetik olarak sabittir, tespit edilmitir. Renklilerintans ok kolay olmaktadr.

Boya Maddeleri

Boya maddeleri karotenoidler, fenazin boya maddeleri,

azaquinonelar, antosyanlar vb. gibi olabilir. Pigmentlerin veya boyamaddelerinin UV-nlarna ve a kar koruyucu etkileri vardr.rnein sar, oranj ve krmz renk tonlar karoteonid-lerden ileri

gelmektedir. Renksiz bakteriler renklilere kyasla ok abukldrlmektedir.Grlen gn nn etkisi altnda ldrme olay


52/172


40

havann oksijeninin var olmas ve bunun neden olduu fotooksidasyonyoluyla gereklemektedir.

Fotosensibilizasyon

Grnr kta oksijene kar duyarllk artmaktadr. Bakterilermetilen mavisi, eosin, acridine oranj gibi canl boya maddeleri ileboyand takdirde -grnr k uygulamasnda-boyanmamlardandaha hzl bir ekilde telef olmaktadrlar. Boya maddesi molekl, absorbe etmekte ve enerjisini moleklne vermektedir.Tripletoksijenin yapamadn tahrik edilmi, aktifletirilmi Singletoksijen yapmaktadr. Oksidasyon reaksiyonlar gereklemektedir.rnein ime suyuna metilen mavisi veya baka boya maddeleri

ilave ederek fotosensibilizasyon yolu ile patojen bakterilerldrlmektedir.

Mor bakterilerin youn krmz renkleri sadece koruma grevigrmemekte, ayn zamanda fotosentez iin gerekli olan k enerjisinisourmaktadrlar. Pigmentleme besi ortamnn bileimine ve remescaklna bal olarak deimektedir.

Pulcherrimin

Candida pulcherrimabu boya maddesini oluturmaktadr. Bumaya ve Candida reukaufii nektar ieren iek, meyva ve arbarsandan izole edilebilmektedir.

Prodigiosin

Karbonhidratl besi ortamnda Serratia marcescens diyeadlandrlan, derin krmz renkte kolonilerden oluan organizmalargrlr. Bunun rengi prodigiosin boya maddesinden ilerigelmektedir. Bu pigment aktinomsetlerde de grlebilir.

ndigoidine

Suda znmeyen mavi bir pigmenttir.Pseudomonas indigofera,Corynebacterium insidiosum, v.b. ekstra selller olarak salglanmak-tadrlar.

Violacein

Chromobacterium violaceumtarafndan retilen, salglanan maviviyolet renkte boya maddesidir. Bu renk, suda znmeyen Violaceinpigmentinden dolay meydana gelmektedir.


53/172


41

Fenazin Boya Maddeleri

Su bakterileri tarafndan besi zeltisine braklan pigmentlerinou Fenazin kkenlidir. Bunun en tannm derivat ise

Piyosiyanin'dir. Bu madde Pseudomonas aeruginosa tarafndansentezlenmektedir.

Sekonder Metaboli tler (Pigmentler)

Mikroorganizmalarn pigmentleri, sekonder metabolitlerdir. Bazpigmentlerin antibiyotik etkileri vardr. Pigment oluturma ilemetabolit oluumu arasndaki iliki ok skdr. Bu nedenle de oksaydaki pigment oluturucular ayn zamanda antibiyotik ve dier etkimaddesi oluturmaktadrlar.

3. Prokaryotik Organizmalar

Prokaryotik mikroorganizmalarnmorfolojik zellikler, metabolikzellikler, taksonomi (snflandrlmas) ve nomenklatr(adlandrlmas) alarndan ele alnarak sistematik bir genel bak birok kaynakta verilmektedir. Prokaryotik ve karyotik hcreler iseTablo 2de karlatrlmtr.

Tablo 2.Prokaryotik ve karyotik Hcrenin Karlatrlmas(Gven ve ark. 2011)

zellikler Prokaryotik karyotik

Gruplar Bakteria, Arkea Alg, fungus, protozoa,

bitki, hayvan

Nklear yap ve fonksiyonlar

Nklear membran Yok Var

Nkleolus Yok Var

DNA Tek molekl, histonlar

yok

Birka kromozom var,

histonlarla birlikte

Blnme Mitoz yok Mitoz var

Sitoplazmik yap

Plazma membran Genelde steroller yok Steroller var

Ribozomlar 70S 80S

Solunum sistemleri Plazma membrannn birksmnda veya imembrannda,

Mitokondriayok

Mitokondriada

Tablo 2 Devam.Prokaryotik ve karyotik Hcrenin Karlatrlmas (Gven ve


54/172


42

ark. 2011)

Fotosentetik pigment Koloroplast yok, i

membranda

Kloroplastlarda veya

klorozom

Endospor Bazlarnda var YokGaz Vesiklleri Bazlarnda var Yok

Hcre duvar Var Bitki, alg ve funguslardamevcut, hayvanlarda ve

birok protozoada yok

Hareket

Flagella Var Var

Flagellar Olmayan

Hareket

Kayma hareketi, Gaz

veziklleri ileSitoplazmik hareket,

Amoboid hareket, Kayma

hareketi

Mikrotbller Yok Var

Byklk Genellikle kk Genellikle byk

3.1. Basit Bakteriler (Eubakteri)

3.1.1. Cocci ve Coccobacil li (Gram Negatif Koklar)

Bu grupta baz koklar veya ksa ubuksular ele alnmaktadr.Gramnegatif ve hareketsizdirler. Aerob ve anaerob olarak bazenfeksiyonlara neden olan bakteriler, toprak bakterileri, salg bezibakterileri memeli hayvanlarn barsak yollarnda yerleik olarakbulunabilirler.

Aerob Koklar

Neisseria oxidase positive, hayvanlar iin patojen bir bakteridir.Moraxella da ayn ekilde oksidaz pozitif ve penisiline kar duyarldr.Acinetobacter oxidase negative,toprak ve su bakterisidir.

Anaerob Koklarok tannm ok kat anaerob gram negatif koklarMegasphaera,

Veillonella alcalescenstir. Bunlarn her ikisi de karbonhidratlarfermantasyona uratamazlar. V. alcalescens insanlarn, hayvanlarnsalglarndave tkrnde bulunur. Organik asitleri paralar:asetatCO2ve H2'ye dntrr.

Gram Poziti f Koklar (Cocci)

Gram pozitif koklar iin Streptococcus ve Pediococcus(stasitibakterileri) rnek verilebilir. Cocci'lerin baz soylar (Staphylococcus


55/172


43

aureus) patojendir;bu etkiyi de toksinleri ve da salgladklarenzimlerle yaparlar. Dier baz soylar ise gda maddesinde bulunurlarve zehirlenmelere sebep olurlar.

Sarcina ventr icul i ise topraktan izole edilebilir, ayrca midedenrahatsz olan insanlarn mide suyunda bulunur.

3.1.2. Pseudomonad'lar ve Dier Gram Negatif ubuksular

Polar kaml tm gram negatif kamllar " Pseudomonad"olarak adlandrlmaktadr. Spor oluturamazlar ve aerobik yaarlar.ou kemoorganotroftur,bir ksm dafakltatif kemolitotrof'tur. Geni

bir organik madde yelpazesini metabolize edebilirler, hetero-siklik ve

aromatik bileikleri deerlendirirler. Baz trleri ekeri tamoksitleyemezler ve eker asiti oluur. Suda, toprakta, havada, atksuda,ksacas fazla nazl olmaylarndan, heryere uyum saladklarndandolayyaygn olarak bulunurlar. Mineral tuzlar, organik asitler veyaeker -hi ak durmasn- hemen oraya gelir ve yerleirler. Sudaznen pigmentleri ile onlar tanmak ok kolay olur.

Pseudomonas Trleri

Pseudomonas aeruginosa akuatik bir bakteridir. Opportunistic

mikroorganizma olarak insanlarda da grlebilir. Orta kulakiltihaplanmasna sebep olurlar.

P. fluorescens ve P. putida toprak ve suda ok yaygn olarakbulunur ve ok sayda organik bileiioksitleme yeteneine sahiptir.

Xanthomonas'lar sar pigmentli ve bitkiler iin patojen olantrlerdir. Xantomonas campestris enzimatik zor ayrabilir eksopoli-sakkaridleri salglamaktadr. Bunlar da puding, diyet orbalarnda,matbaa boyalarnda vizkoziteyiartrmas iin kullanlmaktadr.

Acetobacter, Gluconobacter, Agrobacterium metabolizmalarpseudomonaslargibi olan dier aerob, gram negatif ubuksulardr.

Rhizobium'larlegumunozbitkilerinin endosimbiyontlardr, azottespiti yaparlar.

Halobacterium'lar tuzlu kanallarda, deniz tuzunda, suyunda,

tuzlanm besin maddelerinde bulunurlar. 3,5-5 molar NaClzeltisinde yaayabilirler. Halofil bakteriler tuzsuz suya veya besiortamna konulduunda lrler.

Endospor Oluturan ubuksular ve Koklar


56/172


44

Az veya ok termoresistansolma yetenei, ounlukla peritrichkamlar olan ubuksu bakterilerde bulunmaktadr. Aerob ve anaerobspor oluturucular aada verilmitir:

Aerob Spor OluturucularBunlar toprakta yerlemilerdir. ok sayda basilli hcre

zincirlerini veya filamentlerini meydana getirirler. Ana hcrenin vesporlarnn ekline gre gruba ayrlrlar:

1. oval veya silindirik olup sporlar ana hcreden geni olmayanlar

2. oval sporlar ana hcreden geni olanlar3.olduka yuvarlak olan, ana hcrenin merkezine yerlemi spor-

dan oluanlar.

Anaerob Spor Oluturucular

Clostridium tr Cytochrome veya Catalase ierirler. okmiktarda flavin enzimleri ierdiklerinden Clostridium'lar havannoksijeni ile temas edince hidrojen peroksit meydana getirirler, bu da

hcrelere toksiketki eder.

Clostridium'lar polisakkaridleri, proteinleri, aminoasitlerini,

purinleri, v.s. fermente edip ayrtrrlar.

C.butyricum, C.cellosae-dissolvens, C.histolyticum, C.tetani, C.

acidiurici.

Ayrma rnleri ise: Btirat, Btanol, Aseton, 2-Propanol, H2,CO2, N2.

Corynebacterium diphtheriae

Difteriye sebep olan ubuksu bakteridir. Mikro aerofil anaerob

koullarnda yaar, boaz boluunda yerleir ve ekzotoksinlersalglar, kanda dolar, bbrek ve sinir, kalp kaslarna etki eder.Bunlarn hayvanlar ve bitkiler iinpatojen olan trleri vardr.

Arthrobacter

Bunun ok saydaki trleri toprakta bulunur. Baz formlarkamlaryla hareket ederler, btn trleri aerob yaar. Toprak uzunsre kuru saklansa bile izole edilebilir. Halbuki bu srede sporoluturmayanlarn ou lr. Toprakta dominant olarak bulunan bubakteriler, ayn zamanda baz soylar bitkilerde ve artma tesisi


57/172


45

amurunda da grlr. Corynebacteriumlarnbir ou besi ortamnaglutemik asiti ve dier aminoasitlerini salglarlar.

Mycobakteriler

Mycobakteriler, aerob solunum yapan bakterilerdir.

Grnmlerine gre CoryneileNocradien arasnda bir yer alr.Msel(Myzel)oluturmazlar; dzensiz, zayf kntlar eklinde dallanmalarvardr. Gram pozitiftir ve hareketsizdirler. Asite kar dadayankldrlar.

Mycobacterium tuberculosis, insanlarda tberkloz hastalnaneden olur. Mycobakterilerin bir ok tr toprakta da bulunur.

3.1.3. Kvrml ubuksular (Spiriller ve Vibriolar)

Spiriller ve vibriolar, kamlar ile hareket eden gram negatif suculbakterilerdir. Spri llum volutans tr domuz erbetinde (svldk)ok miktarda bulunur. Volutin (polifosfatlar) ile tans yaplr.Vibriolar fakltatif anaerobtur, tannm ise Vibrio cholerae'dr.

Bdellovibr io bacteriovorus,aerob bakteriler iin parazit olan birbakteridir. Hcreler olduka kktr, ancak kaln kamlar sayesinde

ok hzl hareket edebilirler. Hareket hzlar ise 100 m/sncivarndadr,saniyede vcutlarnn 70 kat yolu kat ederler.

Kat (Obligat) AnaerobVibriolar

Desulfovibrio, Selenomonas, Butyrivibrio, Succinivibrio.

3.2. Byk zel Gruplar

3.2.1. Filament Oluturucu Bakteriler

Sphaerotilus natans,ipliksi bakterilerin en tannm olandr.Atk su mantar olarak da adlandrlan bu bakteri kirli sularda,akarsularda grlr. eker Fabrikalarnn tahliye kanallarnda,damlatmal filtrelerde bulunur. Aktif amur havuzlarnda ikin amurolumasna neden olurlar, yumak olumasn engelledikleri iin dekme olayn engellerler. Borularda, hendeklerde, tahliyekanallarnda fazla miktarda gelimeleri ve remeleri sonucundatkanmalara da sebep olurlar.


58/172


46

ekil 3.1.Sphaerotilus natans

S. natans tek hcreli, gram negatif, politrich/peritrich polar

kaml bir bakteridir. Uzun ipliksi ekilde byrler, ok ince bir zartarafndan (klf) bir arada tutulan arka arkaya dizilmi tek hcrelerdenmeydana gelmi ipliksi grnts vardr (ekil 3.1).

Trichome Yapan Kaml Bakterilernek gbresinden izole edilebilir, gram negatif ve peritrich kaml

bir ubuksudur.

3.2.2. Kuyruklu ve Tomurcuklu Bakteriler

Salglanan saplar, salglar, kuyruklar ve hyphebenzer uzantlarolan bakteriler bu gruba girer.

Prosthecatebakterileri ve tomurcuk oluturucu bakteriler, anahcreden tomurcuk oluturarak oalrlar. ok sayda su ve toprak

bakterileri bu gruba dahildir. Bu bakterilerin kuyruklarna vesaplarna Prostekaad verilmektedir.Crustaceann, su bitkilerininve su yzeyinde yaayan dier canllarn yzeylerini itina ileincelediimizde bu organizmalar grmek mmkndr. ok yaygn

bir bakteri grubu da saplarnn zerine oturmu durumda grnrler,Gallionella ferruginea faslye eklindeki hcreden oluur. Konkavtarafndan ince fibriller eklinde salglar brakr. Spiral eklinde demirhidroksit ierikli bandlardan oluur, demir ieren sularda yaar.

3.2.3. Aktinomsetler (Actinomycetes)Mset (beyaz ipliksi) eklinde reyen, oalan bakteriler

aktinomset olarak adlandrlrlar. Daha ziyade toprakta bulunurlar.Gram pozitiftirler ve aerob olarak yaarlar. Besi ortamnda ok abuk

geliirler; agar zerinde hava msetleri ve substrat msetleri meydanagetirirler.
http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/File:S_natans.JPG


59/172


47

Streptomycetes, ilkbaharda yeni srlm topraktan gelen tipikkoku ile tannmaktadr.

S. griseus'dan kokudan sorumlu olan bir ya izole edilmitir

(Geosmin).Bu organizmadan ayn zamanda tannm antibiyotik olanStreptomycinelde edilmektedir.S. venezuelae'dan Chloromycetin, S.aureofaciens'den Tetracycline, Aureomycingibi baarl tedavi etkisiolan antibiyotikler elde edilmektedir.

Aktinomsetler selloz, kitin vb. gibi zor ayrabilir besinmaddelerini paralamaktadrlar. amurda ve toprakta yaygn bulunanMicromonospora'dr. Aktinomsetlerin sporlar scakla kardayankl deillerdir; buna ramen kuraklktan etkilenmezler.

Thermoactinomyces vulgaris, scaklklara kar dayankl sporoluturan tek aktinomsettir, termofildir. Organik kat artklarnkompostlatrlmasnda ok iyi grev grrler. Kzmaya ve termikdezenfeksiyonasebep olurlar.

3.2.4. Obligat Hcre Paraziti Bakteriler

Bdellovibr io bacteriovorusrneinde olduu gibi baz bakterileroalabilmeleri iin yaayan hcreye baldrlar. Bu nedenle de bir ok

bakteri endosimbiyotik organizma olarak bceklerin ve/veya siliatlarn

iinde obligat belirli bir yere bal olarak yaarlar ve oalrlar. Bylebir yaam tarznn nedeni ise metabolizmasnn dejenerasyonudur.

Rickettsia

nsanlarda hastala sebep olur. Yaylmas veya bulamas bit, pirevb. gibi canllar yoluyla olur. Isrma, batrma ve izme yollar ilekonukucanlya geerler. 1:3,5 orannda DNA:RNA ierirler. R.typhi endemik lekeli humma bulatrcsdr. Coxiella burnetii st,toprak, yn ve post tozlar tarafndan insana iletilebilir. Pastrizasyonsrasnda da lmemektedir. nsanda ateli hastalklara nedenolmaktadr.

Chlamydia (Klamidya)

zellikle insanlarda trachoma hastaln yapan Chlamydiatrachomatis en tannmlardandr. Conjunctivitisden (Konjonktivitiltihab)balar,insanda krle kadar gidebilir.

Glikozu fosforlatramadklar iin, ayn zamanda da

paralayamadklar iin faaliyetlerini konuku hcrede srdrrler.ATP ve Coenzym A'y ok iyi geirdiklerinden "Enerji parazitleri"


60/172


48

olarak da grlmektedirler. Obligat intraselller bakterilerbir regresifgelimenin rndrler. Konuku hcredeki uyumluluk, bazmaddeleri sentezleme yeteneinden gelmektedir.

3.2.5.Spirochaete

Bunlar tek hcreli kemoheterotrof bakterilerdir. Hcre yaps vehareket tarzlarnn farkll nedeni ile ayrt edilebilirler. Hcre ktlesikat deil, bilakis olduka esnektir. Boylar 5-500 m arasndadeiirken, aplarise 0.1-0.6 m arasndadr. Bunedenle de 0.2-0.45m gibi ince gzenekli porlarve filtrelerden geebilirler. Spirochaetehcreleri a) Protoplazma silindiri, b) aksiyal fibriller ve c) dmembran klfndan oluur. Fibrillerin says trden tre deiir.

Kat yzeylere veya yerlere tutunmadan ya da kayma gereigrmeden, kamlar olmamasna ramen hareket edebilirler,yzebilirler. Bu hareketlerini fibrillere borludurlar.

Serbest yaayanSpirochaete,akuatik (sucul) ekosistemde (gl,deniz, dere, lagn, vb. gibi) bulunur.

S. plicatil is, tatl ve tuzlu sulurda bulunur. Artma amurlarndagrlr.

S. zuelzerae, rk amurlarda rastlanr.

Treponema pallidumtr ise Syphilis (Frengi)hastalna nedenolan organizmadr.

Leptospira biflexatrde tatl sularda (ebeke suyu, lagn, vs.)bulunur ve buralardan izole edilebilir. Su veya gda yolu ile alnr vekana karr; bbreklere, karaciere gider-orada organlarnfonksiyonlarn sekteye uratr-hastann durumu sarla kadarilerleyebilir.

3.2.6 Mavi-YeilAlgler (Cyanobakteri ler, Siyanobakteriler)Prokaryotik organizmalara fototrof bakterilerin iki byk grubu dadahildir:

1) anaerob yaayan morbakteriler ve yeil bakteriler,

2) fotosentezi oksijen reterek (oksijen fotosentezi) yapan Cya-nobakteriler (hcre yaps olarak bakterilere ok benzerler, ekil3.2)

Mrein hcre duvar ve hcre yaps nedeni ile, 70 S ribozomlarnbulundurmalar ve dier bir ok zellikleri dolaysyla gram negatif

prokaryotiklere girmektedirler.Siyanobakterilerin, fotosentetik aktivite gsteren prokaryotik


61/172


49

organizmalar arasnda en yaygn tr ve poplasyona sahip, her yere vekoula uyabilir olmas nedeni ile ekosistemlerdeki fonksiyonu vegrevi ok byktr (ekil 3.3).

ekil 3.2.Mavi yeil algler ve bakterilerin ekilleri

ekil 3.3.Siyanobakterilerin eitli grntleri.Cyanobakteriler,klorofil-ave dier pigmentleri iermelerinden


62/172


50

dolay, oksijen oluturmalar ve ayrca fotosentez yapmalar (ekil3.4,3.5) nedeni ile alglere ve yksek bitkilere ok benzerler. Bunedenle de "Mavi-Yeil Algler" olarak alglere snflandrlmtr.

Ancak hcre blnme mekanizmas nedeniyle de gnmzde bakterisnfna alnmtr.

ekil 3.4.Devirli (st) ve devirsiz (alt) fotofosforilasyon


63/172


51

ekil 3.5.Fotosentezin ematize edilmesi

Baz Cyanobakterilerhareket edebilirler. Hareketleri kamlar iledeil, kat yzeylerde kayma veya srnme ile olmaktadr.Morfolojik olarak ve sistematik adan bir ve ok hcreli ekillerinegre be gruba ayrmak mmkndr:

Grup 1) Chroococcus Cyanobakteriler: tek hcreli ubuksularve koklardr. Hcreler ya tek hcre olarak, ya da hcre agregatlarolarak grlr. Hcreleri bir arada tutan yasalglarya da kapsllerdir.Hcre oalmas ikiye blnme veya tomurcuklanma ile olmaktadr.

Grup 2) Pleurocapsales Cyanobakteri: bunlar, internal sporlar

oluturma kabiliyetinde, oklu blnme ile oalan tek hcrelicyanobakterilerdir.

Grup 3) pliksi Cyanobakteriler iin tipik bir rnekOscillatoria'dr ve heterocyst vejetatif hcrelerden oluur.

Grup 4) Heterocystleri olan ipliksi Cyanobakteriler, Nostoc,

Anabaena trleri. Hcre blnmesi tekdzedir.

Grup 5) Hcre blnmesitekdze olmayan heterocystleri olanipliksi Cyanobakteriler. Bilinen tr iseFischerella.

Cyanobakteriler gllerde, sularda, pirin tarlalarnda, vb. gibi ok

yaygn olarak bulunur. Kaya veya ta paras zerinde koyu maviveya siyah bir rt olarak grlr. trofikasyona uram gllerde


64/172


52

mavi-yeil (Anabaena) veya krmz (Oscillatoria rubescens) alglerktle halinde vardr. Baz trleri termofildir ve sya kardayankldr,bu nedenle pH 4'de ve 70C'de yaayabilirler (Synechococcus lividus).Hcrelerinin ince yaps nedeni ile gram negatif bakterilerde

bulunanlara ok benzer. Birok ekli ekzopolisakkaridler (EPS)salglamakta, bunlar ya salg olarak zeltiye gemekte ya da hcreyikapsl olarak evrelemektedir. Fotosentez aygt Thylakoideklindesitoplazma membranna paralel olarak veya perifer prototoplazmahacmine ok katl sarmlar halinde bulunur. Thylakoidmembrannda klorofil-a, beta karoten ve Oxocarotenoidlerbulunmaktadr.

Glycogen granules, glikoz monomerlerinden oluan dall

polisakkarit zinciri.Polifosfat granules, volutin granlleri ve metakromatik granller

olarak da adlandrlrlar, inorganik fosfat rezervidirler.Polibeta hidroksibutir ikasit (PHB), bu ekilde ise ok az saydaki

organizmalar iin depolama ekilleridir.

Cyanophycin Granlleri (Danecikleri)

Bunlar protein boyar maddeleri ile boyandklarndan polipeptid-

ler tannr hale gelmektedir. Asparagin, asitinin polipeptididir. 1:1orannda Asparat ve Arginin'den olumaktadr. Bupolimerin grevi,N kayna olarak madde depolamaktr.

Carboxysomes

Cyanobakterilerin akuatik ekosistemde yaayan trlerinde,zellikle tabakal gllerde yaarlar ve su iei olutururlar, okyaygn olarak grmek mmkndr.

Heterocysts

Aerobik koullarda N2-tespit yeri olarak grevgrrler.

Akinete

Kaln hcre duvarlar ve iddetli pigmentlenmesi ile belli olansrekli bir hcredir.

Hormogonia

Uzun Trichome'lerin kopmas ile oluan ksa Trichome

dilimleridir.


65/172


53

Myocyte

Kk reprodksiyon hcreleridir, ana hcrenin oklu ikiyeblnmesi ile olumaktadr.

Kayma Hareketleri

Kat bir yzeyin zerinde kayarak hareket edebilirler.Boylamasna eksen zerinde Trichome'larn rotasyonu ile hareketgerekleir. Bu ara iplikikler titreir veya salnr (ossilasyon)durumdadr ("Oscillatoria").

Azot Tespiti (Balanmas)

Tm Heterocysts oluturabilen Cyanobakteriler azot fiksasyonu

yapabilirler. Anaerobik metabolizmas olan Cyanobakterileri isehidrojenslfr konsantrasyonu fazla olan su katmanlarnda grmekmmkndr. Anaerob ve fakltatif yaayabilen bakterilerin nemisadece baz yerler iin geerlidir.

Obligat Fotoototrofi

Cyanobakterilerin ou sadece kta geliip, byyebilirler,obligat fotoototrofturlar. Baz soylar da kemoorganotrofturlar.

ProchloronYeni fotosentetik organizmalardan biridir; hem yeil alglerin hem

de prokaryotiklerin zelliklerini ierirler.

3.2.7. Kayarak Hareket Eden Dier Bakteriler

Siyanobakterilerin dnda ok az sayda bir bakteri grubu dakayarak veya srnerek hareket ederler. Bu gruplar:

1. Hcre iinde kkrt damlacklar biriktirebilen bakteriler:

Beggiatoa, Thiothrixve tek hcrelilerden olanAchromatium.2. Trichomelardan oluan, fakat kkrt depolayamayanbakteriler: Vitreoscilla, Leucothrix ve Saprospiraceae, Simonsiella veAlysiella.

3.Tek hcreli, ubuksu ekilde Myxobacteria, Cytophage-grubuve ipl iksi F lexibacteria.

Beggiatoa

Aerob, ipliksi, siyah rk amur iinde bulunur (artmatesislerinde, yava akan akarsu kesitlerinde, denizde, hidrojenslfrierikli sularn oksijen ile temas ettii yerlerde bulunur. Slfr, slfata


66/172


54

oksitlenir. Ara rn olarak elementer kkrt hcre iinde depolanr.Thiothrix, serbest hareket edemez. Trichome'lar bir zemin zerine aleklinde yerleik dururlar. oalmalar Gonidia ile olur. Vitreoscillarenksiz, aerob ok hcreli ipliksi bir bakteridir. nek dksndan izoleedilebilir. Leucothrix, epifitik olarak deniz alglerinin zerindebyrler, geliirler.

Myxobacteria

Kayarak hareket eden kat aerob, kemoheterotrof bakterilerdir.Toprak bakterileridir. ryen odunda, yaprakta, hayvanlarndklarnda bulunur, onlardan beslenir. Beslenme tarzlarna grebakteriyolojik ve selloltik trleri ayrlr.

Cytophaga-Grup

Cytophaga ve Sporocytophaga olmak zere iki tre ayrlr,toprakta sellozu paralarlar. Kayarak hareket ederler. Baz trleri defakltatif anaerob yaarlar ve glikozu organik asitlere paralarlar.

Flexibacter trleri sucul ekosistem bakterileridir; uzun fleksibilhcrelerden oluurlar.

3.2.8. Anaerob Fototrof Bakteriler (Rhodospir illales)

Rhodospirillales'lerin fotosentetik pigmentleri vardr. Enerjikayna olarak da mutlaka a ihtiya duyarlar. Basit bakterilerdegrlen ekilde de (kok, ubuk ve kvrml) grlrler.Burada familyaya rastlanr: 1. Chromatiaceae (kkrtl mor bakteriler),2.Chlorobiaceae (yeil kkrt bakterileri), 3.Rhodospirillales(kkrtsz mor bakteriler). Fototrof bakteriler, doal phylogenetikgrup olarak kabul edilmektedir.

3.2.9. Mycoplasma Gruplar (Mollicutes Grubu)

Mycoplasma grubunun bireyleri bamsz reme yeteneine sahipen kk prokaryotiklerdir. Hcre duvarlar yoktur. Da kar sadecesitoplazma membran ile kapal olduklarndan, hcreler ozmotik adanolduka stabildirler. Bu nedenle de yumuak derililer anlamna gelen

Mollicutes ad verilmektedir. Parazit bakteri olmalarna ramen evsahibini ldrmezler. Enfeksiyona sebep olurlar.

Hayvanlarda da zararsz parazitler olarak grlr;memelilerin vekularn cinsel organlarnda bulunabilirler. Toksik madde salglama-maktadrlar, ancak ev sahibi hcrelerle hcre duvar olmayan hcrele-rin sk ve yakn temasndan dolay amonyum iyonlar, hidrojenpe-


67/172


55

roksit gibi metabolizma artklar ev sahibi hcrenin membranlarnazayf toksik etki yapabilmektedirler. Mycoplasmalar, bitkilerde isesararmaya sebep olurlar. letim hattnn Phloem ksmnda lokalizeolduklar iin de su ve madde iletimini etkilerler. Spiroplasma citritrnarenciyede solma hastalklarna neden olur. Dier bir ok tr de dierbitkilerde grlmtr. Mycoplasma gruplar sadece hcre duvarlarolmad iin bir farkllama gstermez, biyokimyasal zellikleri dedier bakterilerden ok farkldr. Ya izotonikya da hipertonikbesinortamnda byrler (Sorbit veya Sakkaroz ile) ve Prinlere,Pirimidinlere, Lipidlereve zellikle Steroide ihtiyalar vardr.

Thermoplasma acidophilum

Bunlarn daMycoplasmalardaolduu gibi hcre duvarlar yoktur.59C'de ve pH 1 ile 2 arasnda yaarlar. Kendi kendine kzmanngrld kmr alnm maden ocaklarnda grlr. En kkgenom'a sahiptir.

3.2.10. Archaebacteria

Baz bakteriler belirgin bir ekilde karyotiklerden farkldrlar,farkl zellikleri vardr. Daha evrimin ilk yllarnda, Nuh Nebizamannda, bamsz ve paralel olarak bir gelime, evrimleme olmu

olmal ki, bu farkllklar meydana gelmitir. Farkllklar daha ziyaderibozomlarda, ribozom RNA'snda, transfer RNA'snda, hcre duvarkomponentlerinde ve membran lipidlerinde grlm

Çevre mikrobiyolojisi

Documents