Bakteriler

1. Bakteriler

► Bakteriler, ilk kez Antony Van Leeuwenhoek tarafından basit ışık mikroskobu ile su damlacığı içinde gözlenmiştir.

► Yeryüzünde en fazla sayıda bulunan canlı grubudur.

► Toprak, su, hava, canlı organizmaların içi ve yüzeyi gibi çeşitli ortamlarda yaşarlar.

► Çok fazla çeşitliliğe sahiptirler. Ekosistemlerin işleyişinde ve yaşamın devamlılığında kritik rol oynarlar.

► İnsan yaşamına hem zararlı hem yararlı etkileri vardır. Örneğin bazı bakteriler çeşitli hastalıklara neden olurken bazıları ilaç sektöründe kullanılır.

Bakterilerin Genel Özellikleri

► Özelliklerin bir kısmı tüm bakterilerde bulunurken, bir kısmı bazı bakterilerde bulunabilmektedir.

Tüm Bakterilerde Bulunan Ortak Özellikler

► Tamamı tek hücreli ve prokaryot hücre yapısına sahiptir.

► Mikroskobik organizmalardır.

► Sahip oldukları tek organel Ribozomdur.

► Hücre zarı, sitoplazma, DNA ve RNA bulundururlar.

► DNA'ları sitoplazmada olup halkasal şekillidir. Protein kılıf ile çevrili değildir. (Çıplaktır.) DNA nükleoid denilen bölgede bulunur.

► Kromozomları haploid (n) kromozomludur.

► Glikozun fazlasını glikojen olarak depo ederler.

► Çekirdek ve zarla çevrili organelleri yoktur.

Bazı Bakterilerde Bulunan Özellikler

Hücre Duvarı Bulundurma

Bakterilerde genellikle hücre zarının dış kısmında protein ve polisakkaritten oluşan hücre duvarı (çeperi) bulunur. Bu yapıya Peptidoglikan denir.

Kapsül Bulundurma:

Bazı bakterilerde hücre duvarının dışında polisakkaritten oluşmuş koruyucu bir kapsül bulunur. Bu kapsül, bakteriyi fagositozdan korur ve patojenlikte rol oynar. Yani kapsüllü bakteriler çoğunlukla hastalık yapıcıdır. (patojendir) Örneğin; insanda zatürre hastalığını yapan bakteriler kapsüllüdür.

Klorofil Bulundurma

♦ Bazı fotosentetik bakteriler güneş ışığını kullanarak fotosentez yaparlar.

♦ Bu bakterilere Fotoototrof Bakteriler denir. Fotoototrof bakterilerde klorofil molekülü bulunur.

♦ Bakterilerin kloroplastları olmadığı için klorofilleri sitoplazmada yer alır.

♦ Örneğin; siyano bakteriler (mavi yeşil algler, H₂S bakterileri vb.fotosentetik bakterilerdir.)

Kamçı ve Pilus Bulundurma

♦ Kamçı: Bazı bakterilerde aktif yer değiştirmeyi sağlayan kamçılar bulunur. Kamçısı olmayan bakteriler toz parçacıkları ya da su damlacıkları ile pasif olarak taşınabilirler. Kamçı ökaryotlarda da bulunur. Aralarındaki fark; ökaryotların kamçıları tübülin proteininden, prokaryotların kamçıları ise flagellin proteininden oluşmuştur.

♦ Pilus: Bazı bakterilerin yüzeylere ve birbirlerine tutunmak için pilus denilen kısa uzantıları vardır. Piluslar, aynı zamanda iki bakteri arasında DNA aktarımında (konjugasyon) görev alır.

Plazmit Bulundurma

♦ Bazı bakterilerde, ana DNA’nın dışında plazmit adı verilen küçük, halkasal yapıya sahip, kendini eşleyebilen DNA parçacıkları da bulunur.

♦  Plazmitler, bakterilerin yaşaması ve çoğalmasında zorunlu olmasa da bazı özellikler ile ilgili genetik bilginin taşınmasında, antibiyotik direnci gibi avantajlar sağlar.

♦ Plazmitlerin çoğu çift zincirli DNA taşır.

♦ Plazmitler, kromozomlardan farklı olarak sadece zorunlu olmayan fakat sıklıkla çok faydalı olan genleri taşır.

♦ Bu genleri konjugasyon (gen transferi) ile diğer hücrelere aktarabilir. Konjugasyonda; birey sayısında artış olmadığı için bu olay bir çoğalma şekli değildir. Bu yöntemle genetik (kalıtsal) çeşitlilik sağlanmış olur.

Mezozom Bulundurma

Oksijenli solunum yapan bazı bakterilerde, ökaryot hücrelerdeki mitokondrinin görevini yapan Mezozom adı verilen yapılar bulunur. Bu yapılar hücre zarının farklılaşmasıyla oluşan zar kıvrımlarıdır. Mezozomlarda O₂'li solunumda görev alan Elektron Taşıma Sistemi (ETS) yer alır.

NOT: Mezozomlar, ökaryot hücrelerdeki mitokondri ile benzer görevi yapar ancak kesinlikle bir organel değildir.

Bakterilerin Biyolojik ve Ekonomik Önemi

► Bakteriler, biyolojik ve ekonomik açıdan çok çeşitli ve önemli roller üstlenirler. Bu roller, hem zararlı hem de yararlı etkileri kapsar. İşte bakterilerin farklı alanlardaki önemine dair detaylı açıklamalar:

Biyolojik Önemi

• Proteinleri Parçalama: Bakteriler, gıdadaki proteinleri parçalayarak kokuşmaya neden olurlar. Bu olaya Pütrifikasyon denir.
• Karbonhidratları Parçalama: Besinlerdeki karbonhidratları parçalayarak ekşimeye yol açarlar.
• Yağları Parçalama: Besinlerdeki yağları parçalayarak acımtırak tat oluşmasına neden olurlar.

• Toksin Üretimi: Oksijensiz şartlarda üretilen toksinler, yiyeceklerin ve konservelerin bozulmasına ve besin zehirlenmesine neden olur.

• Bağırsak Bakterileri: İnsanın kalın bağırsaklarında ortak yaşayan pek çok bakteri, besin artıklarının bağırsakta ayrışmasını sağlar. Bu bakteriler zararsızdır ve K vitamini ile bazı B vitaminlerini sentezleyerek yararlı olurlar.

• Hastalık Tedavisi: Bakterilerden elde edilen aşılar ve serumlardan faydalanılarak bazı hastalıkların tedavisi sağlanır.

• Biyoremediasyon: Bakteriler, çevre kirliliği ile mücadelede önemli rol oynar. Biyoremediasyon sürecinde, zararlı kimyasallar mikroorganizmalar yardımıyla zararsız hale getirilir. Örneğin, 2006 yılında ABD'de petrol kirliliğine uğramış bir sahile azot ve fosfor gübresi uygulanarak petrol yiyen bakterilerin artması sağlanmış ve sahil temizlenmiştir.

• Saprofit Bakteriler: Saprofit bakteriler, doğada sınırlı miktarda bulunan maddelerin dönüşümünü ve tekrar kullanılmasını sağlar. Organik maddeleri çürüterek ayrıştırırlar. inorganik maddelere dönüştürerek toprağın zenginleşmesinde önemli rol oynarlar. Kemosentetik bakterilere de kaynak oluştururlar.

• Fotoototrof Bakteriler: Siyanobakteriler gibi fotoototrof bakteriler, fotosentez yaparak oksijen üretirler. Bu oksijen, dünyada yaşamın devamı için hayati öneme sahiptir.

• Azot Bağlayıcı Bakteriler: Bazı bakteriler atmosferdeki azotu kullanarak, diğer canlılar için proteinlerin sentezine kaynak oluştururlar. Örneğin; baklagillerin kökündeki nodyumlarda mutualist yaşayan Rhizobium bakterileri atmosferdeki serbest azotu toprağa bağlarlar.

Ekonomik Önemi

• Fermente Gıdalar: Bakterilerden yararlanılarak yoğurt, peynir, sirke, turşu gibi fermente gıdalar üretilir.
• Kimyasal Üretim: Bütanol, aseton, metan, asetik asit, laktik asit gibi maddeler bakteriler kullanılarak üretilir.

• Zararlı Kontrolü: Zehirli madde üreten bakteriler, zararlı böceklerle savaşmak için kullanılır. Bu bakteriler, bitkiyi yiyen zararlı böceklerin ölümüne neden olur. Aynı yöntem sıtma ile mücadelede sivrisineklere karşı da kullanılır.

• Araştırma Aracı: Bakteriler, hücre metabolizması ve moleküler biyoloji ile ilgili yapılan çalışmalarda kullanılır. Hem kısa sürede çoğalmaları hem de DNA'larının basit olması nedeniyle tercih edilirler.
• İlaç Üretimi: Antibiyotikler, insülin gibi bazı hormonlar, aşılar, serumlar ve kanser tedavisinde kullanılan kimyasal maddeler biyoteknolojik yöntemlerle bakterilerden elde edilir.

Antibiyotik Kullanımı ve Önemi

Antibiyotikler, bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde kullanılan ilaçlardır. Ancak, Dünya Sağlık Örgütü (WHO), antibiyotiklerin yaklaşık yarısının gereksiz yere kullanıldığını ortaya koymuştur. Bu gereksiz kullanım, çeşitli sağlık sorunlarına yol açmakta ve antibiyotik direncinin artmasına neden olmaktadır.

Antibiyotiklerin Etki Alanı

Bakterilere Karşı Etki:

• Etki Mekanizması: Antibiyotikler, bakterilerin hücre duvarını, protein sentezini, DNA replikasyonunu veya diğer hayati fonksiyonlarını hedef alarak bakterileri öldürür veya üremelerini durdurur.
• Kullanım Alanı: Bakteriyel enfeksiyonlarda, örneğin pnömoni, idrar yolu enfeksiyonları, strep boğaz enfeksiyonu gibi durumlarda etkilidirler.

Virüslere Karşı Etkisizlik:

• Virüsler: Antibiyotikler, virüslerin neden olduğu enfeksiyonlara karşı etkisizdir. Virüsler, hücre içinde çoğalan ve antibiyotiklerin hedef aldığı yapıları olmayan mikroorganizmalardır.
• Viral Enfeksiyonlar: Soğuk algınlığı, nezle, grip gibi üst solunum yolu enfeksiyonlarının çoğuna virüsler neden olur. Bu hastalıklarda antibiyotik tedavisi gereksizdir.