Bakteriler... - MaxiCep
Hollandalı bir kumaş tüccarı olan Leeuwenhoek´un en büyük merakı, çıplak gözle görülmeyecek kadar küçük nesneleri kendi yaptığı merceklerle incelemekti. Bazıları bir toplu iğne başı büyüklüğünde olan bu küçük ama güçlü mercekler nesneleri 200 kez büyüte biliyordu . Leeuwenhoek bu merceklerle önce durgun bir sudaki küçük hayvancıkları, ardından daha küçük olan bakterileri görmeyi başardı. Daha sonra kendi tükürüğündeki bakterileri gözlemleyerek şekillerini çizen Leeuwenhoek , böylece yepyeni bir, alemi gözle görülmeyen canlıların dünyasını keşfetmiş oldu ve bu görüş alanında hareket eden çeşitli küçük organizmalar bulunduğunu görerek hayret etmiş heyecanlanmış ,gördüklerini hemen İngiliz Kraliyet Bilim derneğine bildirmiştir. Leeuwenhoek&#8217;un bu görüşü yeryüzünde gözle görülmeyen bir canlılar aleminin bulunduğunu ortaya koymuştur. Bu alem bakterilerdir. Bununla beraber mikroskobun keşfi ile bilim adamlarının bakteriler üzerinde çalışmaya başlamaları arasında çok uzun zaman geçmiş, Yunanca küçük çubuk anlamına gelen bakteri (bacterium) kelimesi bilim sözlüğüne ancak 19 yüzyılda geçmiştir. 19.yüz yıl ve daha önceleri birçok hastalıkların hasta olan insanların vücutlarından çıkan irin ,kan&#8230; gibi sıvılarla bulaştığına inanılıyordu. 19. yüzyılın son yarısında başta Louis Pasteur ve Robert Koch olmak üzere bir çok bilginin araştırmaları sonucunda, bulaşıcı hastalıkların sebeplerinin mikroskobik organizmalar olduğu anlaşılmıştır. Bu araştırmalardan anlaşılmıştır ki, her hastalık özel bir bakteri tarafından meydana gelmektedir.
Bakteriler ışık mikroskobu ile görülebilecek kadar küçük canlılardır. Büyüklükleri mikron ile ölçülür. Genelikle 2-10 mik-ron boyunda, 1-2 mikron genişliğinde olabilir. Bütün bakteriler son derece küçüktür. 10 bin tanesi yan yana dizildiğinde yaklaşık 2,5 cm &#8216;yi bulur. Genelde bu bakteri dizisini kolay kolay göremezsiniz , çünkü bu minik canlıların çoğu renksizdir. Bu yüzden bakterileri mikroskopta inceleye bilmek için, ortama özel boyalar katarak renklendirmek gerekir.
Bakteri sitoplazmasının birleşimindeki maddeler ökaryot hücrelerin sitoplazmasına benzer. Sitoplazmanın %90&#8217;nı sudur. Sitoplazma içinde RNA, DNA, glikojen, proteğin yağ tanecikleri, ribozomlar görülür. Mitokondri, çekirdek, endoplazmik retikulum, golgi aygıtı gibi zarla çevrili özel yapılar yoktur. Oksijenli solunum yapan bakterilerde mezozom denilen zar katlantıları vardır. Mezozom,ökaryat hücrelerdeki mitokondrinin görevini yapar. Solunum enzimleri mezozom zarlarında ve stoplazmada bulunur. Kalıtım maddesi, çekirdek alanı denilen kısımda halkasal yapıda olan DNA molekülünden ibarettir. Bakteri DNA&#8217;sının üzerinde proteğin kılıf yoktur. Bakteri stoplazmasında, bakteri DNA&#8217;sından daha küçük yapılar da vardır. Plazmik denilen bu DNA halkalarının sayısı 1-10 arasında değişir. Bakterinin antiboyotiğe yada kimyasal maddeye kazandığı direnç gibi kromozom ile ilgili olmayan özellikler, bir bakteriden diğer bakteriye plazmit ile taşınabilmektedir. Plazmitlerin üreme ile ilgisi yoktur.
Uygun olmayan ortamlarda bazı bakterilerde ısıya, kuraklığa dayanıklı endospor oluşur. Endospor, üremede görevli değildir. Olumsuz koşullara dayanıklılığı olan metobolizmesı yavaşlamış yapılardır. Şartlar uygun olduğunda endospardan tekrar bakteri oluşur. Birçok bakteri 100ºc&#8217;ta ölür; fakat endosparlar ölmez. Bazı endosparlar 121ºc&#8217;ta , 15 dakika kalırsa ölür.
Bakterilerde de kalıtımı tayin eden genlerin bulunduğu bu genlerin de diğer organizmalarının kromozomlarında olduğu gibi (Bir tespih veya boncuk dizisi şeklinde sıralandığı sanılmaktadır. Bugün kompleks canlı hücrelerde DNA&#8217;nın kalıtım materyelini taşıdığını biliyoruz. Eğer iyi boyanmış bakteriler dikkatle incelenirse, DNA moleküllerinin kuvvetle boyanan bir veya iki yapı halinde hücrelerde toplanmış oldukları görülür. Bakterilerin bölünmesinden kısa bir zaman önce bu DNA yapıları kendilerini eşler ve oğul hücrelere eşit olarak geçerler. Bu durumda DNA yapıları bölünen komleks hücrelerdeki eşlenen kromozomlara benzemektedirler. Bu gün bakteri kromozomları elektron mikroskobu ile daha iyi gözlenebilmektedir.
Bütün hücreler gibi bakterilerin yapısında su önemlidir. Bakteri hücrelerinin %90&#8217;ı sudur. Erimiş maddelerin hücrenin içine veya dışına geçişi hücre zarı tarafından düzenlenir. Hücre solunumu bakımından önemli olan enzimleri taşıyan mitokondrilere bakterilerde rastlanmıştır. Bazı bakteri türlerinde enzimler hücre içine dağılmış veya hücre zarına yerleşmişlerdir. Bakteri hücrelerinin zarları protein ve karbonhidratlardan meydana gelmiş kompleks bir yapıdır. Bu güne kadar bitkilerde olduğu gibi sülüloza rastlanmıştır. Ayrıca verem basilleri gibi bazı bakterilerde hücre zarını çevreleyen muma benzeyen yapışkan bir kapsülde bulunur.
Üç türlü sınıflandırma sistemi vardır: D.H. Bergey tarafından yapılan &#8220;Amerikan&#8221; sistematiği N.A.Krassilnikov tarafından önerilen &#8220;Rus&#8221; sistematiği ve A.R.Pretev tarafından 1933&#8217;te ortaya atılan &#8220;Fransız&#8221; sistematiği Bu üç sistemde her tür, mesela hayvanların ve bitkiler uluslar arası iki sözcüklü bir isimle adlandırılır. Buradaki ilk terin türün ait olduğu cinsi, ikinci terim ise türü belirtir: Escherichiacoli, Fransiz A.R.Pretov tarafından önerilen sistematik dört şube öngörür.
Bunlar basit, farklılaşmış, değişik şekiller, gösteren bakterilerdir. Küresel, silindirik veya sülfür içeren inklüzyon granüllerinden yoksundurlar. Bu şube iki sınıfa ayrılır: Üçer takımdan oluşan sporlanmasızlar ve gene üç takımdan oluşan sporl******r.
Amerikalı biyolog Barbara MoClintack 1940&#8217;lı yıllarda mısırda tanelerin yer yer rensizleşmesine yol açan mutasyonların meydana geldiğini saptamıştı.
Bu mutasyonların mekanizması ancak 1960&#8217;lı yıllarda anlaşıldı. Kromozomlar üzerinde yer değiştirilebilen &#8220;sıçrayan genler&#8221;&#8217;in söz konusu mutasyona yol açtığı belirlendi ve bu genlere transpazon adı verildi. Transpozanlar, mısır tanesinin rengini belirleyen bir genin içine girdiğinde o geni etkisiz hale getirmekte, kramozomun bir başka bölgesine sıçradığında ise gen tekrar eski etkisine kavuşmaktadır.
Bakterilerde değirmi biçimde bir tek kramozom bulunur. Ama bazen bu kromozoma ek olarak 1 ila 50 kadar çember biçiminde küçük DNA molekülünede rastlanır. Bunlar plazmitlerdir. Plazmitler, bakteri kromozomundan mağımsız olarak eşlenebilir ve bir veya birden çok gen içerir. Bu genlerden bazılarına &#8220;F faktörleri&#8221; denir. F faktörleri, iki bakterinin bir araya gelecek genetik varlıklarının bir bölümünü değiş tokuş etmesini sağlar. Bakteri kavuşması denen bul olgu, eşeyli üremeye benzetilebilir. Diğer genlerse, tekrarlanan baz dizilimleriyle sonlanan transpozonlar, transpozaz dizilimleri ve direnç genleridir. Gerektiğinde mesela antibiyotik tedavisi gören bir hastanın hücrelerindeki bakteri plazmitleri, bakteri kromozomundan bağımsız olarak çoğalır ve F faktörlerinin uyarısıyla bir araya gelen bakterilerden birinden diğerine aktarılarak yayılır. Böylelikle plazmitler, bakteri kolonilerinin antibiyotikten zarar görmesini engeller.
Bakterilerde genetik monipülasyon yapabilmek için, önce bir organizmadan (mesela insandan) alınan hücrelerin kromozomlarından, DNA molekülü elde edilir, sonra bu molekül kesme enzimleri yardımıyla kesilerek kücük parçalara ayrılı. Daha sonra, bakteri hücresinde bulunan plazmit DNA&#8217;sı çıkarılır. Bir kesme enzimi kullanılarak bu değişimi DNA açılır ve insandan elde edilmiş DNA parçacıkları ile bir araya getirilir. DNA&#8217;ları bir birine ekleyebilen ligaz enzimi kullanılarak bu parçacıklar birbirine eklenir. Böylece bir veya birçok insan genini taşıyan plazmitler elde edilir. Bu yeniden düzenlenmiş plazmitler, tekrar bakterilere sokulur ve bakteriler çoğaldıkça istenilen gen veya genleri sentezleyen koloniler veya klonlar oluşturur.
Bakteri hücrelerini yiyen virüslerin, bakteri içine girdikleri zaman onları yedikleri bilinmektedir. Virüs bakteri hücresine yaklaştığı zaman önce kuyruk tarafıyla tutunur. Sonra tek ve uzun olan DNA ipliği bakterinin içine gönderir. Bakteri hücresinde, kendi hayat olaylarını yöneten bakteriye has DNA &#8216;da vardır . Ancak virüsün DNA&#8217;sı hücreye girer girmez bakterinin yeni maddeler yapma işini kendi isteğine göre yönetmeye başlar, bakteri maddesini kullanarak virüs maddesi yapmasını sağlar. Böylece bakteri enzimlerinden faydalanarak, bakteri içindeki maddeler virüs DNA&#8217;sı yapılmasında kullanılır ve sonunda bakteri ölür. Virüsün DNA&#8217;sı bakteriye girmesinden hemen sonra, bu DNA yeni virüsler yapmaya başlar. Yarım saatten daha az bir zaman içinde bakteri hücresi parçalanarak, yeni meydana gelen yüzlerce virüs dışarı çıkar. Bu geç virüslerin her biri başka bir bakteriye girmeye hazır demektir. Böylece bir süre sonra virüsün yaşadığı ortamdaki bütün bakteriler yok olabilir.
Geçirgenliği bilinen kolodyum süzgeçler sayesinde virüslerin büyüklüğü ölçülebilir ve 10 ile 300 nm arasında olduğu görülür(Bakteriyofaj 10 ile 50 nm arasında olduğu çocuk felci virüsü 15 nm harpas 300 nm vb.) Elektron mikroskobu bunların küre biçiminde olduğunu gösterir. Virüsler bakteriyolojide kullanılan besiyerlerinde üretilememekte, yalnız bazı canlı dokularda üretilebilmektedir. &#8211; 20º soğukta tahrip olmazlar, ama sıcaklığa dayanıklı değildirler. Elektrik akımına duyarlıdırlar. Elektroferezle yerleri değiştirilebilir ve kültür ortamında yalıtılabilirler. Radyasyonlara ve antiseptiklere az yada çok duyarlıdırlar.
Bütün öteki canlılarınkinden daha basittir. Duruma göre bir tek nükleik asit (DNA yada RNA zincirinden oluştukları kabul edilir. Bu zincir bir kabuk (kapsit) oluşturan proteinlerle çevrilidir ama bu proteinler diğer bütün hücrelerde olduğu gibi virüslerin kendileri tarafından sentezlenmez. Virüsün asalak olduğu hücrelerden kaynaklanır. Virüs onlara bu sentez için gerekli enzimleri ve hammaddeleri (aminoasitler) verir. Yani virüs ancak bir hücrenin (konak hücre) içinde asalak olarak yaşayabilir. Virüsün bir organizmadan diğerine geçmesi için, o virüslere özgü nükleik zincir (DNA yada RNA) ile son konakta edindiği protein kabuktan oluşan virüs parçacıklarının rol oynadığı kabul edilmektedir. Virüs parçacığı başka bir hücreye girer girmez kılıfını (kabuğunu) atar ve konağın metabolizmasına karışarak onun DNA ya da RNA&#8217;sıyla birleşir ve onda az yada çok önemli bozukluklara neden olur; eğer metabolizma ağır derecede bozulmuşsa, hücre ölür, virüs yeniden çoğalır ve bir önceki hücrede edindiği kabukla başka hücrelerede bulaşır; eğer bozukluklar az önemliyse içlerinde virüs bulunan hücreler virüsün çekirdek kısmını (yapay bir gen gibi) kendi kromozomlarına ekler ve atipik bölünebilen hücrelere,yani ur (kanser) hücrelerine dönüşürler. Birinci grup olgulara virüslü bulaşıcı hastalıklar denir. (grip, sarıhumma, kızamık vb.) Virüsün girdiği organizmanın hızla yarattığı bağışıklık tepkimesinin, virüs DNA ya da RNA&#8217;sının bir hücreden diğerine geçmek için sarındığı protein kabuğa karşı olduğu sanılmaktadır. Antikorlar bu kabuk sayesinde hızla virüs parçacığını bulur ve yok ederler. İkinci grup olgularda birincisinin tersine, bağışıklığın oluşması daha zordur, çünkü DNA ya da RNA bireyin hücreleriyle birleşmiş ve bu nedenle korunmuştur. Bazı kanserlerin virüslerden ileri geldiği yalnız hayvanlardaki (kuşlar) çeşitli kanserlerde kesin olarak kanıtlanmıştır, ama insanlarda gözlenen kanserlerde henüz böyle bir yargıya varılamamıştır.????:
Nükleik asitlerinin tipine (DNA ya da RNA) göre virüsler, iki grup halinde sınıflandırılır. RNA&#8217;nın DNA sentezleyebileceğini vitro gösteren &#8220;ters transkriptaz&#8221; ın bulunması, DNA&#8217;lar olmaksızın bir genomla bütünleşebilen bazı RNA&#8217;lı virüslerin etki biçiminin anlaşılmasına olanak vermiştir. Rous sarkomu virüsü gibi melez RNA-DNA kanser virüsleri bu çeşit virüslerdir.
Böobil, insanda, hayvanlarda ya da bitkilerde hastalıklara yol açan birçok virüs, eklembacaklılar ve özelliklede böcekler aracılığıyla bulaşır: sarıhumma virüsü, bir memeli hayvandan (ara konak) geçtikten sonra Aedes cinsinden bir sivrisinekle bulaşır. Patates kıvırcık hastalığı ve yaprak kıvrılma hastalığı virüsleri bitki bitleriyle özellikle Myzus persicae patatese geçer bu böcekler taşıdıkları hastalıklar bulaştırırlar. Bulaşma süreci virüse ve onu taşıyan böceğe göre farklılık gösterir.:arbo virüslerin çoğu sivrisineklerle, Phlebotolomuş&#8217;larla yada ıxoces&#8217;lerle bulaşır.: tütün hastalıklarına yol açan virüsler öbeği, şekerpancarında görülen sarılığın tersine bitki bitleriyle taşınmaz. Bazı virüsler hastalığı bulaştıran hayvanda (bitki biti, Cicadella. Aleurodes) uzun bir kuluçka dönemi gerçirebilir. Bu hayvanın bedeninde kalabilir, çoğalabilir ama bazılarının kuluçka dönemi kısadır, bunları yapamaz. Akarlar,ikikanatlılar ve yarımkanatlılar dışında kalan böcekler (bazı kınkanatlılar ve düz kanatlılar) da virüs bulaştırabilir.
DNA&#8217;lı Virüsler çoğalabilmek için bakteri hücrelerinde veya üstün yapılı canlıları meydana getiren hücrelerde asalak yaşar.
DNA&#8217;lı virüsler arasında, boyları çok küçük olan Adeno-virüsler (0,08 mikrometre, um) veya papovavirüsler (0,06 um) gibi virüsler vardır. Oysa bir bakteri hücresi bir um ve bir memeli hücresi 5-10 um boyunda olabilir. Adenovirüsler insanlarda yutak, bademcik iltihapları ve solunum yolu hastalıklarına yol açar; papovavirüslerden bazıları siğile neden olur. Bu iki virüs &#8220;çıplak&#8221; virüslerdendir, yani bunların kapsitinin etrafında kılıf bulunmaz; adenovirüslerin DNA&#8217;sı 40.000 nükleotitten papovavirüslerin DNA&#8217;sıysa yalnız 5 000 ile 8 000 nükleositten oluşur (bir bakteri DNA&#8217;sı 8 milyon, bir memeli hücresinin DNA&#8217;sı 3 milyar nükleotitden meydana gelir. DNA virüslerinin en küçüğü hepatit B virüsüdür; boyu 0,04 nm&#8217;dir ve DNA&#8217;sı 3 200 nükleotitten oluşur. Adenovirüs ve papovavirüslerin tersine bunun kapsidi, lipit içeren bir kılıfla kaplıdır. Başka bazı DNA&#8217;lı virüslerin kılıfı da lipittendir, ama bunlar biraz daha büyüktür. Mesela uçuk yapan herpes virüsü 0,18um&#8217;dir ve DNA&#8217;sı 200 000 nükleotitten meydana gelir; poksvirüs (çiçek hastalığı virüsü gibi)0,2 um&#8217;dir ve DNA&#8217;sı 300 000 nükleotitten oluşur.????:
Bakteriyelerde asalak yaşaya virüslere bakteriyofaj (veya faj) denir. Bakteriyofajların kapsidi kuyruğa benzeyen bir uzantıyla sona erer. Virüs, DNA&#8217;sını bu kanaldan bakteri hücresine aktarır.
Bütün DNA&#8217;lı virüslerde yaşam döngüsü birbirin aynıdır. Bu virüsler önce konak hücrenin özel enzimlerinden yararlanarak kendi DNA molekülllerini eşler ve çoğaltır. Daha sonra bu virüs DNA&#8217;larının yardımıyla hücrenin haberci RNA&#8217;larını kullanarak kendisine gerekli olan maddelerin ve kapsit proteinlerinin sentezini gerçekleştirir.
Çok sayıda üretilen kapsitler, konak hücrenin patlamasına yol açar. Kendisini eşlemiş olan virüs DNA&#8217;ları bu evrede kapsitlerin içine girer, yani kendine bir kapsit yapar ve konak hücre ölünce dışarı çıkar. Yeni oluşan ve virüslerin başka hücrelere girmesiyle, söz konusu döngü yeniden başlar (virüs enfeksiyonlarında, hastalığın asıl nedeni iş bu konak hücre yıkımıdır). Kılıflı virüslerde döngünün son evresi biraz daha farklı olarak gelişir.: Bu virüsler, konak hücreyi patlatarak değil, hücre zarının bir kısmını da alarak tomurcuklanma yoluyla dışarı çıkar. Bu durumda, konak hücrenin tepkisi hastalığa neden olur. Bu nedenle Epstein-Barr denilen herpes virüsü veya papillom gibi dölyatağı boynu yaralarına yol açan bazı virüsler ile hepatit B virüsü, vücutta kanserlerin oluşumunda rol oynayan virüslerdendir.
Genetik varlığı RNA molekülünden ibaret virüslerin boyları 0,2 um (çocuk felci virüsü gibi pikorna virüsler) ile 0,2 um (grip virüsü gibi ortomikso virüsler)arasında değişir. Bunların genetik varlığı genelikle küçüktür, asla 20000 nükleotti aşamaz. bunlardan pikorna virüsler gibi bazıları &#8220;çıplak&#8221;virüslerdir (yani kapsidi çevreleyen bir kılıfı yoktur ) büyük çoğunluysa lipit içeren kılıfla korunmuştur.
Başlıca 3 çeşit RNA&#8217;lı virüs vardır: genetik yapısı tek zincirli RNA molekülü içeren ve bu molekülü doğrudan haberci RNA gibi kullanan pozitif virüsler; tek zincirli RNA molekülü içeren ama bunu haberci RNA gibi kullanamayan negatif virüsler; son olarak haberci RNA işlevi görmeyen,ama DNA molekülü olarak kopyalanabilen tek zincirli pozitif RNA molekülü içeren virüsler ki, bunlar konak hücrenin kromozomuyla kaynaşarak hücrede, haberci RNA sentezini yönete bilir . Retrovirüsler bu şekilde etki göstermektedir.
Tek zincirli pozitif RNA virüslerine örnek olarak çocuk felcinin ve daha başka birçok hastalığın sebebi olan sorumlu pikornavirüsler gösterilebilir. Yaklaşık 6ila 8 saat kadar sonra, konak hücre patlar ve sayıları 100000&#8217;e yakın yeni virüs (kapsit+RNA) açığa çıkar .
Üçüncü kategorideki retrovirüslerde ters transkriptaz adı verilen bir enzim bulunur. Virüs konak hücreye girdiğinde, bu enzim yardımıyla RNA molekülünden DNA molekülünün traskripsiyonu gerçekleşir. Bu taktirde virüs DNA&#8217;sı konak hücrenin kromozom DNA&#8217;sıyla kaynaşabilir; o zaman bu moleküle provirüs DNA&#8217;sı hem haberci RNA molekülünün hemde kapsit proteğinlerinin sentezini yönetir. Yeni sentezlenen RNA moleküleri kapsitlerle paketlenerek tomurcuklanma sonucu hücreden dışarı çıkar.
24/09/2018 - 23:01