Bakterilerin Anatomik Yapıları

Bakterilerin Anatomik Yapıları
Kapsül
Hücre Duvarı
Hücre Membranı
DNA
Pilus
Nükleotid
Sitoplazma
Ribozom
Mezazom
Plazmid
Falgella
Bakterilerin Anatomik Yapıları
DIŞ YAPILAR
• Hücre duvarı
• Kapsül
• Flagella
• Fimbria(pilus)
İÇ YAPILAR
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sitoplasmik membran
Mezozom
Nukleus(nukleotid)
Ribosom
Stoplazmik granüller
Sporlar
Pigment
Plazmid
Faj
Transpozon
IS elementi
DIŞ YAPILAR
• Zorunlu öğeler değildir
• Ancak önemli öğeler
Bakterinin antijenitesi,virulansı, toksijenitesi,
dış etkilerden korunması, fajlara duyarlılığı vs.
HÜCRE DUVARI
*Bakterilere şekil verir
*İç ozmotik basınca karşı korur
*Permiabilite veya ozmozis’in sağlanması ve devam ettirilmesi
* Antijenite ve virulans özelliği kazandırır
*Sitoplazmik membranın dışında yer alır
* Mikoplazmalar dışındaki tüm bakterilerde bulunur
* Bakteriyi çevresel faktörlerin etkisinden korur, Fiziksel
bariyer işlevi vardır
*Bakterinin bölünmesi sırasında septum formasyonu
oluşturmada (çoğalmasında) rol oynar
*Sporulasyon yerinin belirlenmesinde görev alır
*Gram pozitiflik ve negatifliğin oluşmasında rolü fazla
Gram boyama
•
Christian Gram (1884)
Gram pozitif
Gram negatif
• kendi ismiyle anılan
Fikzasyon
Gram boyama
yöntemini geliştirmiştir
Kristal viyolet
• Gram boyama yöntemi
Gram İodin(lugol)
ile bakterileri boyamış;
Gram pozitif ve Gram
Dekolarizasyon
negatif olarak iki gruba
ayırmıştır
Sulu fuksin
NOT: Mikroorganizmalar ışığı soğurmadıkları için renksizdirler.
Bu nedenle mikroorganizmaları görebilmek için boyanmaları gereklidir
Bakterilere şekil verir
• Hücre duvarının giderilmesi
protoplast, sferoplast ve L-formu
oluşumu (izotonik ortam)
Gram pozitif………….. Protoplast
Gram negatif………….. Sferoplast
protoplast, sferoplast…(bölünüp çoğalmaları)
L-formları
İç ozmotik basınca karşı korur
• Bakteri içindeki osmotik basınç (bakteri türlerine
göre değişmek üzere) 5-20 atmosfer arasında
bulunur
• Bu basınca bakteriler hücre duvarı ile karşı
koymaktadır. Bakteri içindeki bu fazla osmotik
basınç, içte bulunan organik maddeler (protein,
amino asit, karbonhidrat, vs.) ve inorganik tuzlar
tarafından oluşturulur.
• Gram pozitif bakterilerin iç osmotik basıncı
genellikle 15-20 atmosfer ve Gram negatif
bakterilerin ki ise daha azdır (5-10atmosfer).
• Bakteriler normal sınırlar içindeki osmotik basınç
değişmelerine kolayca adapte olabilirler ve bu değişmeleri yarı
geçirgen membranları ile kolayca regule edebilirler (osmofilik
bakteriler).
• Bu sınırların dışına çıkıldığında bakterilerde gelişme de ve
üremede noksanlıklar, plasmoliz ve plasmoptiz olayları
görülebilir. Ancak, denizlerde, tuzlu göl ve sularda,
salamuralarda, reçellerde, vs. yerlerde bulunan yüksek
orandaki tuz veya şeker konsantrasyonlarına alışarak
üreyebilen ve bunların bozulmalarına neden olan
mikroorganizmalar da vardır (halofilik ve sakkarofilik).
• Pratikte, et ve balık muhafazaları için %10-20 tuz ve
reçellerde de %50-70 oranında şeker kullanılarak osmotik
basınç yükseltilir ve bakterilerin üremesine mani olunur.
Ancak böyle hipertonik ortamlarda da, küf, maya, alg ve bazı
bakteriler az da olsa üreyebilirler.
Gram Pozitif
• Peptidoglikan yapı,
teikoik asit ve yüzey
proteinleri içerir.
• Teikoik asit; şekeralkol-fosfat polimeridir
Hücre yüzeyindeki
teikoik asit antijenik
özelliktedir.
Gram Negatif
• Dışta lipopolisakkarid,
fosfolipid ve protein, içte
peptidoglikan
• Teikoik asit yok
• LPS Lipid A+polisakkarid
• Porin proteinleri porları
oluştururlar. Küçük hidrofilik
moleküllerin geçişine izin
verirler.
Teikoik
asit
Lipoteikoik
asit
Periplazmik aralık
• Sitoplazmik membran ile dış membran arasındaki
bölüme denir. Proteinlerden yapılmış jelatinöz
madde içerir.
• Hücre hacminin %20-40’ını oluşturur.
•
Periplazmik proteinler;
- spesifik substratlar için bağlayıcı proteinleri,
- transport için uygun olmayan molekülleri
transporta uygun hale getiren enzimleri
- ve bazı antimikrobikleri inaktive eden enzimleri
içerir.
Gram pozitif
Gram negatif
Lipid çift tabaka
Porinler
Peptidoglikan
Mikolat
Mikobakteri
Lipid+LPS
Açil lipidler
Arabinogalaktan
KAPSÜL, Mukoid Madde ve
Mikrokapsül
Bazı bakterilerde, hücre duvarının dışında bulunur
Polisakkarid yapıdadır (B.anthracis-Şarbon basili- protein yapısında
B.megaterium-protein+polisakkarid)
Antijenik özelliği vardır
Virulans faktörüdür
-Bakteriyi fagositozdan korur
-Kolonizasyonda rol oynar
•
•
•
•
•
S.pyogenes
S.pneumonia
P.multocida
K.pneumoniae
B.anthracis vs.
• Bacillus anthracis
• Glikokaliks: Prokaryotik hücrelerin konak doku
yüzeylerine veya diğer bakterilere yapışmasını
sağlar(Adherens).
• Fibrillerden oluşmuş, gevşek ağ yapısında polisakkarit bir
oluşum Streptococcus mutans, sukroz varlığında bir slime
tabaka üretir
Aynı veya farklı tür bakteri hücreleri de S. mutans’ın
glikokaliksine yapışarak diş yüzeyinde diş plağı denen
tabakaları oluşturur
Biriken bakteriler tarafından salgılanan enzimler ortamdaki
karbonhidratları parçalayarak oluşan asit ürünler diş
çürümesine neden olurlar
• Glikokaliks bakteriyi çevreleyen zar gibi ince bir örtü
görünümünde olup biyofilm tabaka adını da alır.
Flagella (kirpikler)
*Hareket organelidir
*Protein yapısında (flagellin)dır
*Antijenik özelliğe sahiptir
Örneğin:Salmonella’larda flagelline karşı elde
edilen spesifik H serumları
*Hücre duvarı ve sitoplazmik membranda bulunan
disklerden oluşan basal granül (blefaroplast) dan
orjin alır.
Flagellanın kalınlığı,uzunluğu ve dalgaları cinslere
özeldir.
Bakteriler flagella bulunmasına ve
konumuna göre üç temel gruba ayrılır
•
•
•
•
•
•
1.Atrik
2. Monotrik(monopolar)
3.Politrik(multitrik)
a.Amfitrik
b.Lofotrik
c.Peritrik
• d.Monolateral
(Selenomas ruminantium)
Monotrik (Bazı pseudomonas türleri,C.fetus)
Lofotrik(bazı P.aeruginosa)
Amfitrik (bazı vibrio ve spirillumlar)
Peritrik (E.coli,Salmonellalar,
pseudomonas türleri vs)
Spiroketalarda(treponema,borrelia,
leptospira cinsleri)
• Flagella yok, aktif hareket var
• Aksial flament ,burgu tarzında hareket
• Hareket: Aktif, Pasif
• Taksis: Kemotaksis
Aerotaksis
Fototaksis
Magnetotaksis
Flagella varlığını araştırılması
•
•
•
•
•
•
Lam-lamel arası muayene
Asılı damla tekniği
Yarı katı ortamda üretme
Flagella boyama
Elektron mikroskopla
Antiflagellar serumla muayene
Fimbrialar(piluslar, mikrofibriller)
• Gram negatif, Gram
pozitif hareketlihareketsiz m.o
• İnce filamentöz
uzantılar,orjin stp.
membran
• Protein yapısında (pilin)
• Adezin işlevi görürler
• Antijenik özelliktedirler
• Flagelladan daha kısa ve
incedir
• Normal fimbrialar hücre yüzeyine
adezyonla (Adhesine özelliği),
bakterinin bulunduğu ortama
kolonize olmasını sağlayarak
patogenezde önemli rol oynarlar
• genetik materyal
alışverişini sağlar
(F pilusu -seks pilusu)
İÇ YAPILAR
• Sitoplazmik membran
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sitoplazma
Ribozom
Mezozom
Nukleoid
Sitoplazmik granüller
Endosporlar
Pigment
Plazmid
Faj
Transpozon, IS elementi
Hücre Zarı ( Sitoplazmik Zar)
• Sitoplazmayı boydan boya çevreleyen zar
sistemidir.
• Fosfolipid ve proteinden oluşmuştur
•
•
•
•
•
•
Sitoplazmayı sarar ve korur.
Bir çok enzim bulunur
DNA’nın replikasyonunda görev alır
Hücre bölünmesinde ve sporulasyonda görev alır
Mezozomlar orjin alır
Selektif permiabilite ve ozmatik bariyer
aktif transport
pasif transport
Sitoplazmik zar belirli noktalardan sitoplazma içerisine uzantılar
oluştururlar (Mezozom)
merkezi (septal) ve periferik (lateral) mezozomlar şeklinde bulunurlar.
• mezozom Septal mezozom;
nükleik asit ile ilişkili olup,
bakterinin bolünmesi bu bolgeden
başlar.
•
Lateral mezozom;
ise çeşitli enzimlerin
salgılannasında rol alırlar.
Nükleoid(Çekirdeksi)
♦ Çembersel, çift iplikli, dev bir DNA
molekülüdür(tek ve sirküler
♦ Ortalama 2nm x 300-1400 µm(1.4mm)
boyutlarında ve yaklaşık 5 milyon baz çifti içerir
♦ İnsan ile karşılaştırılırsa;İnsanlarda 990 mm
uzunluğunda 2.9x109 baz çiftlik 23 kromozom
vardır
♦ Çekirdek zarı, çekirdekçik yoktur
♦ İntron yoktur
ENDOSPORLAR
• Bacillaceae fam. önemli özelliğidir.
• Bakteri için bir üreme aracı değildir
genetik bir karakteridir
• bakterinin sentral (B. anthracis)
subterminal(C.botilinum ve diğerleri) ve
terminal (C.tetani)bölgelerinde yer alır
• Spor oluşmasına sporulasyon, oluşmuş sporun
açılarak bakterinin vejetatif hale gelmesine de
germinasyon denir
B. anthracis
C.tetani
C.botilinum
Sporların çevresinde
birçok tabaka
bulunduğu için normal
boyalarla boyanmaları
güçtür.
“MALAŞİT YEŞİLİ” ya da
“ZİEHL-NEELSEN”
yöntemiyle boyanırlar.
• Sporulasyon karbon ve enerji isteyen bir olaydır(poli betahidroksibutirik asit birikmesi ile başlar)
• Bakteri hücresinin ve nukleer materyalin basilin bir ucundan
diğer ucuna doğru uzaması
• Nukleusun yarısının sporun oluşacağı bölgeye yerleşmesi
• Mezozomlardan içeri doğru karşılıklı ve iki tabakalı bir
septum uzaması, nukleer materyalin sitoplazmadan ayrımı
• Septum (sitoplazmik zardan ayrılır) nukleusu ve onunla
birlikte bulunan diğer materyalleri sarar ve çift katlı
membranla çevrili ÖNSPOR oluşur.
• Bu iki tabaka arasında peptidoglikan,dipikolinik asid ve
kalsiyumca zengin maddeler birikerek korteksi oluşturur.
Sporun fiziksel ve kimyasal faktörlere karşı direncini sağlar.
Korteksin dışında proteinden oluşan bir tabaka ve bunun
dışında da karbonhidratlı bir protein zar(ekzosporium) vardır.
• Endotrofik sporulasyon
• Ekzotrofik sporulasyon
• Sporulasyon 5-13 saat
• Her safha 30-90 dakika
çift katlı membranla çevrili ÖNSPOR
Ca, dipikolinik asit ve peptidoglikan
(ekzosporium)
(dış membran)
sitoplazma
(Spor hücre duvarı)
Vegetatif forma dönüş
• AKTİVASYON uygun çevresel koşullar
(65°C’de 15-60 dakika tutulursa aktivasyon
hızlanır)
• GERMİNASYON (minerallere ve suya
gereksinim)
• DIŞA DOĞRU UZAMA
(su, mineral mad., karbon ve nitrojen)
Bakteri Pigmentleri
• Kolonilerin renk karekterini oluşturur.
• Pigmentsiz bakteriler kirli beyaz, renksiz koloni
• 1. Fotosentetik olmayan pigmentler
-suda erimeyen pigmentler: koloniden dışarı çıkmaz
Sarcina marcescens…kırmızı
M. tuberculosis…sarı-kırmızı
S.aureus…..altın sarısı
-suda eriyebilen pigmentler: üredikleri ortama geçiş,
renkli görünüm
P.aeruginosa(Pyocyanin ve Fluoresin)
• 2. Fotosentetik pigmentler(bakterioklorofil)
• Bakterilerdeki fotosentez, bitkilerdeki
fotosenteze benzemez, farklılık gösterir.
• Fotosentez için radiant(elektromanyetik
dalgadan) enerjiden yararlanarak bunu kimyasal
enerjiye dönüştürürler.
• Bakteriyel fotosentez sırasında oksijen oluşmaz.
• Bakteriyel fotosentez sırasında sülfür oluşur.
• Pigmentli bakterilerin laboratuvarda uzun süreli
pasajlarının yapılması veya anaerobik koşullarda
üretilmeleri pigment oluşturma yetenekleri
kaybolmasına neden olur.