Bakteriler Nedir, Özellikleri | Ansiklopedik Bilgi |

Bakteriler Nedir,Özellikleri,Afrika’da bulunan ve günümüzden 3,5 milyar yıl öncesinden kaldığı anlaşılan fosilleşmiş bakteri hücresi, yeryüzünde yaşamın en eski örneğidir.

Bakterileri inceleyen bilim dalına “bakteri bilim” adı verilir.

Bakteri bilim, bir hücreli protozoalar, mantarlar ve yosunlar gibi her çeşit mikroorganizmayı inceleyen mikrobiyolojinin bir dalıdır.

Tıbbi mikrobiyolojiyse, insanlarda ve hayvanlarda bulaşıcı hastalıklara yol açan hastalık etkeni organizmaları inceler.

Not: Bakteriler üç temel hücre bilimine göre sınıflandırılırlar.

Küre biçimli köküsler ya da mikrokoklar; silindirimsi ya da çomak biçimli basiller (ortada): sarmal biçimli spiroketler (altta).

Stafilakok türü bakteriler salkımlar biçiminde dizilmişlerdir.

Diplokok türü bakteriler,genellikle iki kürenin bir zarla çevrelenmesiyle oluşurlar.

Streptokok türü bakterilerse, zincirler oluşturarak dizilirler.

Basillerin çoğu “kamçı”larını su yüzüne vurarak serbestçe hareket edebilirler.

Bazı türlerde, gövdenin çevresi kamçılarla çevrilidir; bazılarınınsa yalnızca bir tek kamçısı vardır.

Basiller ısıya, susuzluğa ve zehirli kimyasal maddelere dirençli sporlar üretirler.

Her spor olgunlaşarak yeni basiller oluşturur.

Spirillalar, hastalık yapıcı bir spiroket cinsi olan Leptospiralar gibi akordiyon biçiminde kıvrılabilirler.

Spirillum türleri bir sarmala oranla oldukça yumuşak bir eğri oluştururlar; esnek olan spiroketlerin tersine, serttirler ve hareket etmek için kamçılara gerek duyarlar.

Öbür spirilla türleriyse, düzenli ya da düzensiz kıvrımlar oluştururlar.

Basitleştirilen bakterinin sert bir hücre çeperi ve yan geçirgen bir zarı vardır.

Mezozom, bu zarın sitoplazma içine girmesiyle oluşur.

Sitoplazmada proteinlerin bireşimini yapan RNA içeren ribozomlar gibi küçük canlılar vardır.

Bakteri DNA’sı hücreden 1 000 kat uzundur ve daire biçimlidir.

Bakterilerin çoğunda, kamçı bulunur.

Bakterilerin Boyutları

Otuz trilyon bakteri, aşağı yukarı 28 gram gelir.

Bakteriler mikron (metrenin milyonda biri) cinsinden ölçülür.

Birçok türün genişliği 0,1 -4,0 mikron, boyuysa 0,2-50 mikron arasında değişir.

Bakteriler aşağı yukarı her yerde bulunurlar.

Yaklaşık 2 000 bakteri türü belirlenmiştir ve bunların çoğu, bulundukları ortamdaki öbür organizmaları yok ederler.

Atmosferin oksijensiz en üst tabakasında, denizin 10 km dibinde, donmuş toprakta, sıcak su kaynaklarındaki kayalarda bile bakterilere rastlanabilir.

Bazı bakteriler, uyuklama evresinde son derece dirençli olan sporlar biçimine dönüşür ve ancak saatlerce yüksek buhar basıncı altında tutularak yok edilebilirler.

Bakterilerin Sınıflandırılması

XIX. yy’da biyolojinin gelişmesiyle, bakterilerin bitki de, hayvan da olmadıkları ortaya konmuştur.

Bakterilerin de, gerçek bitkiler gibi sert hücre çeperleri vardır; ama birçok bakteri türü hareket ederler ve enerjilerini, gelişmelerini organik besinlerden sağlarlar (yalnızca birkaç bakteri türü ışılbireşimden yararlanır).

Eski iki evrenli sınıflandırma sisteminde bakteriler, bitkiler evrenine yerleştirilmişse de, günümüzde kullanılan beş evrenli sistemde, bir hücreli prokaryotlar (bakteriler, kinobakteriler ya da mavi-yeşil suyosunları) Moneralar evrenine, bir hücreli ökaryotlarsa (protozoa) ise Protistalar evrenine yerleştirilmiştir.

Biçimlerine göre üç tip bakteri hücresi tanımlanmıştır: “Kamçılılar” adı verilen, hücrenin çevresini saran kirpiklerin ya da kamçıların yardımıyla hareket eden silindirimsi ya da çomak biçimi basiller; zincirler halinde gelişerek “streptokoklar” ve salkımlar biçiminde yığılarak “stafilokoklar” oluşturan küre biçimli koküsler (ya da mikrokoklar); spiroket denilen sarmal biçimli bakteriler (spiriller).

“Mikoplazma” adı verilen bakteri türleriyse, öbürleri gibi sert hücre çeperleri bulunmadığından, biçimsizdirler.

Mikoplazmalar, insanlarda ve sığırlarda bulaşıcı zatürreye yol açarlar; bakterilerin en küçükleridirler.

Son yıllarda türleri, genetik yapılarına göre düzenleyen bir sınıflandırma sistemi hazırlanmıştır.

Bu sistemde, son derece farklılaşmış bir bakteri öbeği oluşturan Archaebacteria öbeği, RNA dizilimi temel tutularak, bakterilerin büyük bir çoğunluğunu kapsayan Eubacteria takımından ayrılmıştır.

Bakterilerin saptanmasında yaygın olarak kullanılan gram boyama yöntemi, 1884’te, DanimarkalI bakteri bilim uzmanı Hans Christian Gram tarafından kusursuzlaştırılmıştır.

Bu işlemde bakteriler, özel boyar maddelerle ya da öbür kimyasal maddelerle boyanırlar.

İşlemden geçirilen bakteriler iki gruba ayrılır; koyu menekşe rengine dönen bakterilere “gram-pozitif bakteriler”, kırmızıya dönüşenlereyse “gram-negatif bakteriler” adı verilir.

Hekimler, bakteri enfeksiyonlarını tedavi etmek için kullanacakları uygun antibiyotiği belirleyebilmek için, gram boyama yöntemine çok sık başvururlar.

Gram-pozitif bakteriler daha çok penisiline, gram-negatif bakterilerse streptomisin gibi öbür antibiyotiklere daha çok duyarlıdırlar.

Bakterilerin boyama işleminde farklı renkler almalarının nedeni henüz tam anlamıyla aydınlatılmamışsa da, eldeki veriler, bu farklılığın bakteri hücre çeperinin yapısındaki özelliklerden kaynaklandığım göstermektedir.

Bakterilerin Fizyolojisi

Boyutları ve basitliği bakımından bakterilerle karşılaştırılabilecek tek organizma, mavi-yeşil suyosunları (Cyanophvta) adı verilen siyanobakterilerdir.

Moneralar evreni, yalnızca iki öbekten oluşur ve hücresel yaşamın öbür türlerinden farklı olarak sınıflandırılır.

Öbür yaşam biçimleri, insanlar da dahil ökaryotiktir.

Yani hücreleri çekirdek, kloroplast, kromoplast, lizozom, mitokondri, endoplazmik retikulum (“hücre içi sarnıç sistemi”) ve golgi aygıtı gibi organcıklardan oluşur.

Moneraların hücreleri prokaryotiktir (çekirdekleri zarsızdır) ve organcıkları yoktur; ama organcıklar tarafından yerine getirilen bütün işlevler vardır.

Metabolizma bakımından yaşamın çeşitliliği, öbür organizmalardan çok, bakterilerde (mavi-yeşil suyosunlarında) belirginleşir.

Daha yüksek yapılı organizmalarda görülmeyen enerji sağlama mekanizmaları, bakterilerde insanı şaşırtacak kadar çoktur.

Bakteriler serbest atmosfer oksijenine duydukları gereksinme bakımından da sınıflandırılabilirler.

Oksijene gereksinme duyan bakteriler “aerob” (havalıyaşar), oksijensiz ortamda yaşamını sürdürebilenler “anaerob” (havasızyaşar), hem oksijenli hem de oksijensiz ortamda yaşayabilenlerse “seçici anaerob” diye adlandırılırlar. Işılbireşim yapan bakterilerin çoğu anaerobdur.

Az oksijenli ortamlarda yaşayan kükürt bakterisi, yeşil bitkilerden salınan oksijen yerine, kükürt üretir.

Anaeroblar, gerek duydukları oksijeni mayalanma (organik moleküllerin enzimler tarafından yıkılması) sonucu elde ederler.

Kemosentez (kimyasal bireşim) bakterileri adı verilen bakterilerse, gün ışığını bir enerji kaynağı olarak kullanan ışılbireşim bakterilerinin tersine, besin üretiminde gereken enerjiyi üretmek için, azot ve kükürt içeren bileşikleri kullanırlar.

Bakterilerin Üremesi

Bakterilerin çoğu, çekirdeğin ikiye bölünmesiyle, eşeysiz ürerler.

Birçok bakteri türü, uygun fiziksel koşullar bulunca her 20 dakikada bir bölünerek çoğalır.

Bölünen bütün hücreler yaşasa, bir hücre 6 saat içinde yaklaşık 500 000 yeni hücreye dönüşürdü.

Böylesine hızlı bir üreme, yiyeceklerin bozulmasını, çürümesini, hastalıkların hızla ilerlemesini ve sanayideki kimyasal süreçlerin hızlandırılmasını kolayca açıklar.

E. Coli gibi bazı bakteri türleri, iki bakterinin çiftleşerek gen alışverişinde bulunmasıyla, yani eşeyli üremeyi andıran kavuşma yöntemiyle ürerler.

Eşeyli üremedeki gibi, genetik malzeme ya da hücre çekirdeği kromozomu, bir başkasıyla yeniden birleşir.

Yeniden birleşme süreci içinde, bir bakteriden aktarılan kromozom, alıcının kromozuyla birleşir.

Kavuşma ve yeniden birleşme, bakteri topluluğunun kalıtımsal özellikler farklılığını artırarak, bakterinin yaşama olasılığını yükseltir.

Bakteriler ile hastalıklar arasında kurulan ve kökü çok eski tarihlere dayanan bağlantıdan ötürü, bütün bakteri öbekleri birer düşman gibi görüldüğünden, bakterilerin yararlarını da belirtmek gerekir.

En önemli bakteriler, insan bedeni için zararsız olmalarının yanı sıra, bitkisel ve hayvansal yaşam için vazgeçilmez özellik taşırlar.

Bakterilerin yalnızca küçük bir bölümü hastalığa yol açar; birçoğu, ölü organik maddelere, ölümlerinden sonra saldırır.

Bakteriler olmasa, hayvan dışkıları, hayvan leşleri, ölü bitkiler çürümez ve her yer büyük çöp yığınlarıyla dolup taşar.

Ayrıca bakteriler, toprağı çeşitli yollarla zenginleştirirler.

Azot bağlayıcı bakteriler, atmosferdeki azot gazını kullanarak, bitkilerin büyümesi için gerekli azota dönüştürürler.

Baklagillerin köklerinde Rhizobium cinsinden bakteriler içeren küçük yumrular bulunur; bu bakteriler, azot bağlanmasına yardımcı olurlar.

Siyanobakterilerse, havadaki serbest azotun bağlanmasını sağlarlar.

Bakteriler sanayide peynir, yoğurt, ayran, sirke, lahana turşusu, vb. besinlerin üretilmesinde çok önemli rol oynarlar.

Topraktan elde edilen bakterilerdense, streptomisin gibi antibiyotiklerin yapımında yararlanılır.

Deri tabaklanırken, tütün işlenirken, organik atıklar lağım arıtma tesislerinde arttırılırken de bakterilerden yararlanılır.

Sığırlar, koyunlar ve keçiler otla beslenir, ama bakteriler olmasa yedikleri otların sert lifli selülozlarını kolayca sindiremezler.

Sağlıksız koşullarda bekletilen besinler, bakterilertarafından bozulabilir.

Stafilakoklar, Streptokoklar ve Salmonellalar gibi besin bozucu bakteriler, zehirli toksinler üretirler.

Bozulan besinin insanlar tarafından tüketilmesiyse ağır hastalıklara yol açar.

Sağlıksız koşullarda işlenen konservelenmiş ve tütsülenmiş besinlerde üreyen Clostridium botulinum türü bakteri, bir toksin üreterek, “botülizm” adı verilen ve çoğunlukla ölümle sonuçlanan bir hastalığa neden olur.

Bakterilerin Yok Edilmesi

Yüksek sıcaklık genellikle bakterilerin çoğunu öldürmek için yeterlidir.

Sütte üreyen hastalık yapıcı birçok bakteri, sütün 62 °C’ta yarım saat kaynatılması sonucu öldürülebilir.

Bu işleme “pastörize etme” (ya da pastörizasyon) denir.

Günümüzde yaygın biçimde uygulanan flaş pastörize etme yöntemiyse, sütün 71 °C’ta onbeş saniye kaynatılmasına dayanır.

Sporsuz bakterilerin birçoğu çeşitli mikropkırıcıların kullanılmasıyla ya da kaynatılarak yok edilebilir.

Antiseptikler, bakterileri öldürebilirler ya da çoğalmalarını ketleyerek, enfeksiyon oluşumunu önlerler.

En etkili mikropkırıcılar arasında fenol (karbolik asit), klor gazı (içme suları klorlanarak güvenle içilebilir duruma getirilir).

50 °C – 70 °C arasındaki hiklor cıva ve öbür cıva içeren bileşikler (cıva krom ve mertiyolat) yaygın biçimde mikropkırıcı ve antiseptik olarak kullanılırlar.

Yukarda sözü edilen kimyasal maddeler, insan bedeni için oldukça zehirli sayıldıklarından ağız yoluyla alınmamaları gerekir.

Ama antibiyotikler, canlı organizmalar (genellikle bakteriler ve küflerden yararlanılır) tarafından üretilmelerine karşın, ağız yoluyla alındıklarında bakterileri öldürür ya da üremelerini engellerler.

Mikroplara karşı etkenlerse, antibiyotiklerle aynı işlevi gören doğal ya da yapay kimyasal maddelerdir.

Şarbon basili (B. anthracis) koyun, domuz ve sığır gibi evcil hayvanlara kan ya da deri yoluyla bulaşır.

Koyun yünü kırkanlarda ve hayvan derilerine temas eden kişilerde gelişen şarbon hastalığı eskiden büyük salgınlara yol açarken.

XX. yy’da aşılama yönteminin geliştirilmesiyle büyük ölçüde ortadan kaldırılmıştır.

Bakteriler ancak güçlü bir mikroskopla görülebilen çok küçük canlılardır.

Bu tek hücreli canlıları ilk kez 1680’de Antonie van Leeuwenhoek gözlemlemiştir.

Hollandalı bir kumaş tüccarı olan Leeuwenhoek’un en büyük merakı, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük nesneleri kendi yaptığı merceklerle incelemekti.

Bazıları bir toplu iğne başı büyüklüğünde olan bu küçük, ama güçlü mercekler nesneleri 200 kez büyütebiliyordu.

Leeuwenhoek bu merceklerle önce durgun bir sudaki küçük hayvancıkları, ardından daha da küçük olan bakterileri görmeyi başardı.

Daha sonra kendi tükürüğündeki bakterileri gözlemleyerek şekillerini çizen Leeuwenhoek, böylece yepyeni bir âlemi, gözle görülemeyen canlıların dünyasını keşfetmiş oldu.

Bakteriler ne bitki, ne de hayvandır.

Mikroskobun bulunmasından önce yer yüzündeki bütün canlılar bitkiler ve hayvanlar âlemi olarak iki büyük gruba ayrılırdı.

Bu grupların her ikisiyle de ortak özellikleri olmayan yeni canlıların varlığı anlaşılınca, bütün bu mikroorganizmalar, yani mikroskopik canlılar ayrı bir âlemde toplandı.

Ama hücrenin içyapısını inceleme olanağı veren çok daha güçlü mikroskopların geliştirilmesinden sonra bütün tek hücreli canlıların aynı yapıda olmadığı anlaşıldı ve yeni bir sınıflandırma gerekti.

Bu sınıflandırmaya göre bakteriler, bütün çok hücreli hayvanların, bitkilerin ve mantarların yanı sıra hayvanlara, bitkilere ve mantarlara benzeyen tek hücrelilerin toplandığı ökaryot (Eukaryotae) üstâleminden ayrı bir prokaryot (Prokaryotae) üstâleminin üyeleri sayılır.

Çok daha basit olan prokaryotik bir hücrede, ökaryotlardaki gibi zatla çevrelenmiş gerçek bir çekirdek ve “organel” denen özel işlevli organcıklar yoktur.

Böylesine basit tek bir prokaryotik hürceden oluşan bakteriler, bazı bilim adamlarına göre yaşamın başlangıcında yeryüzünde beliren ilk canlılardır.

Bütün bakteriler son derece küçüktür.

10 bin tanesi yan yana dizildiğinde uzunlukları yaklaşık 2,5 santimetreyi bulur.

Gene de bu bakteri dizisini kolay kolay göremezsiniz, çünkü bu minik canlıların çoğu renksizdir.

Bu yüzden bakterileri mikroskopta inceleyebilmek için, ortama özel boyalar katarak renklendirmek gerekir.

Bakteriler mikroskop altında genellikle küre, çomak ya da spiral biçiminde görünür.

Küresel olanlara kok ya da koküs, çomak ya da silindir biçiminde olanlara basil, tirbüşonu andıranlara da spiril denir.

Son yıllarda bu üç gruptan başka kare biçiminde bakteriler de bulunmuştur.

biçimdeki birçok bakteri bazen bir zincir gibi arka arkaya dizilir, bazen de bir üzüm salkımı biçiminde kümelenir. Bazı bakterilerde kamçı denen incecik kıllar vardır.

Tek hücreli canlı bu kılları bir kamçı gibi sağa sola sallayarak istediği yöne hareket eder.

Spiriller ise tıpkı bir tirbüşon gibi döne döne ilerler.

Bakteriler ikiye bölünerek çoğalır.

Eğer ortamda yeterince besin varsa ve bütün koşullar uygunsa, bir tek bakteriden 15 saat içinde 1 milyon bakteri üreyebilir.

Ama bu bölünme hep aynı hızla sürmez.

Çünkü hem ortamdaki besin bu kadar büyük bir koloniye yetmemeye başlar, hem de bölünme sırasında açığa çıkan asitler bakterilerin üremesini durdurur.

Yararlı ve Zararlı Bakteriler

Yeryüzünde bakterilerin bulunmadığı bir tek nokta bile yoktur denebilir.

Bu küçük canlılar topraktan okyanusların derinliklerine ve havaya kadar her ortamda yaşayabilir.

Yiyeceklerin bozulmasının nedeni genellikle bakterilerdir.

Daha da önemlisi insan ve hayvan hastalıklarının büyük bölümü ile bazı bitki hastalıktan bakterilerden ileri gelir.

Buna karşılık bazıları, özellikle ölmüş bitki ve hayvanların çürümesini sağlayan bakteriler çok yararlıdır.

Bunlar ölü dokuları parçalayarak canlıların yapısındaki temel maddelerin ayrılmasına yardımcı olur.

Bu maddeler de yeniden toprağa, havaya ya da suya karışarak diğer canlıların beslenmesinde rol oynar.

Eğer bu bakteriler olmasaydı bütün yeryüzü ölü bitki artıklan ve hayvan leşleriyle kaplanırdı.

Bakterilerin sanayi ve tarımda da çeşitli yararlan vardır.

Hayvan postlarının sepilenerek (tabaklanarak) ayakkabı ya da buna benzer deri eşya yapımına elverişli duruma getirilmesinde, bu postlardaki kılların gevşemesini ve kolayca temizlenmesini sağlayan bakterilere iş düşer.

Keten dokumaların yapımında da, keten liflerini saran yapışkan maddeyi çözerek lifleri ayırmak için bu lifler suya bastırılır ve bakterilerin yardımıyla üstündeki yapışkan sıvıdan temizlenir.

Hoş kokulu ve lezzetli peynirlerin çoğu da bu özelliklerini bakterilere borçludur.

Bazı bakteriler ise çay yapraklarının olgunlaşarak kararmasını sağlar.

Genetik mühendisleri bakterileri özel işlemlerden geçirip değişime uğratarak aşı, ilaç, hormon ve öbür kimyasal maddelerin yapımında kullanırlar.

Soluduğumuz havanın beşte dördünü oluşturan azot gazı bitkilerin büyümesi için gerekli olan bir maddedir.

bitkiler bu elementi gaz halindeyken dokularına alıp yararlanamazlar.

Azotu nitrat denen tuzlarına dönüştürerek bitkilerin kullanabileceği duruma getiren de gene bazı bakterilerdir.

İnsanlarda ve hayvanlarda çeşitli hastalıklara yol açan bakteriler, hasta bir insana dokunmakla, aynı havayı solumakla ya da bakterilerin üremiş olduğu yiyecek ve içeceklerle sağlıklı insanlara da bulaşır.

Tifo, kolera, verem, zatürree ve cüzam bakterilerden kaynaklanan hastalıkların yalnızca birkaçıdır.

Açık yaralardan vücuda giren bazı bakteriler de kangrene yol açar.

Buna karşılık vücutta bazı bakterilerin bulunması sağlık açısından zorunludur.

Örneğin kalınbağırsakta yaşayan yararlı bakteriler besinlerin sindirilmesine yardımcı olur ve yiyeceklerin çok az bir bölümüyle kendileri yetinip geri kalanının bağırsaklardan emilmesini sağlar.

Antibiyotikler bu bağırsak bakterilerinin çoğunu öldürdüğünden, bilinçsiz ve gereksiz antibiyotik kullanımı ishale ve buna benzer hafif sindirim bozukluklarına yol açabilir.

Leeuwenhoek’un 1683’te İngiltere’deki Kraliyet Derneği’ne bakterilerin çizimlerini göndermiş olmasına karşılık, bilim adamlarının bu buluştan yararlanmaları için 100 yıl geçmesi gerekti.

18. yüzyılda bazı bilim adanılan bu mikroskobik canlıların hastalıkların etkeni olabileceğini öne sürdü.

Ama birçoğu da bu canlıların çürümenin nedeni değil sonucu olduğuna inanıyordu.

Sonunda 1860’ta Fransız mikrobiyoloji bilgini Louis Pasteur bakterilerin bir çürüme ürünü değil, ikiye bölünerek çoğalan canlılar olduğunu kanıtladı.

Pasteur’den kısa bir süre sonra Alman bilgin Robert Koch da laboratu varındaki bir besi yerinde bakterilerin üremesini sağladı.

Bakterilerin hastalık yapıcı etkisi bulunduktan sonra, vücudun zararlı bakterilere karşı savaşabilmesi için aşı ve serum gibi koruyucu yöntemler bulundu.

Günümüzde, vücudun iç dokulanna yerleşmiş olan bakterileri öldürmek için penisilin ve streptomisin gibi antibiyotikler, deri üzerindeki ve açık yaralardaki bakterileri öldürmek için de antiseptikler kullanılır.