Bakteri - Molgen

1. Öğretmen Kılavuzu
a. Konu
b. Kullanıcı Kitlesi
c. Deney Süresi
d. Materyaller
e. Güvenlik
f. Genel Bilgi
g. Deney Öncesi Hazırlık
h. Ön Bilgi
i. Deneyin Yapılışı (Prosedür)
j. Deney Sonuçları
k. Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları
l. Kaynaklar
2. Öğrenci Kılavuzu
a. Genel Bilgi
b. Deney Süresince Uyulması Gereken Kurallar
c. Deneyin Yapılışı
d. Sorular
1
Canlılar hücresel organizasyonlarına göre ökaryot ve prokaryot olmak üzere temel olarak ikiye ayrılır.
Ökaryotlar; şekil, yapı, organizasyon ve fonksiyon bakımından prokaryot organizmalara göre çok daha
komplekstirler. Prokaryotlar; yapısal olarak basit mikroorganizmalardır, zarla çevrili çekirdekleri ve
sitoplazmik organelleri bulunmaz. Prokaryotlar, arkealar ve bakteriler olmak üzere iki filogenetik gruba
ayrılırlar.
a) Konu
Öğrenciler;
 Deneyde günlük hayatta çevrede bulunan ancak gözle görülemeyen bakterileri besi yeri
ortamında çoğaltacak,
Bakterilere karşı tedavi amaçlı kullandığımız antibiyotiklerin bakteriler üzerine olan etkisini
görecektirler.
b) Kullanıcı Kitlesi
Bakteri antibiyotik kiti, 9 yaş ve üstü çocukların kullanımına uygundur.
c) Deney Süresi
Deney: 20 dakika
İnkübasyon süresi: Gece boyu
d) Materyaller

Besiyeri; 20 tane (+4 °C‘ de saklanacak)

Steril eküvyon çubuk; 50 tane

Fungusit çözeltisi; 30 ml (-20°C‘ de saklanacak)

Antibiyotik çözeltisi; 30 ml (-20°C‘ de saklanacak)

Pastör pipeti; 60 tane
Kit içerisinde bulunmayan kullanılacak malzemeler


Bunsen beki
Etüv
e) Güvenlik
Laboratuvarda uyulması gereken genel kurallara dikkat edilmelidir. Deney süresince öğrenciler eldiven
kullanmalıdır. Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir temas olması durumunda
bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır.
Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen
gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar havalandırılmalıdır. Laboratuvar sorumlusu olmadan kit
kullanılmamalıdır.
2
f) Genel Bilgi
Canlıların Sınıflandırılması
Canlılar hücresel organizasyonlarına göre ökaryot ve prokaryot olmak üzere iki temel sınıfa ayrılır (Şekil 1).
Ökaryotlarda genetik materyal hücre içerisinde zarla çevrilmiş çekirdeğin içinde bulunur. Ökaryotik
organizmaların sitoplazmalarında şekil ve işlevleri farklı olan lizozom, mitokondri, endoplazmik retikulum gibi
organeller yer alır. Boyut ve hacimsel olarak prokaryotik hücrelerden büyüktürler. Hücrelerin şekil ve
fonksiyon olarak çeşitliliği prokaryotlar ile karşılaştırıldığı zaman oldukça fazladır. Prokaryotlar; dünya
yüzeyinde ilk gelişen organizmalardır ve günümüzde biyosfere hakim olan canlılardır. Ökaryotik hücrelere
göre daha basit olan prokaryotların, zarla çevrili çekirdeği ve
sitoplazmik organelleri bulunmaz. Prokaryotlar, arkeler ve
bakteriler olmak üzere iki filogenetik gruba ayrılırlar. Önceleri
bakteriler grubu içinde yer alan arkeler; sonrasında hücresel,
metabolik , filogenetik ve gen yapılarına bakılarak ayrı bir
prokaryotik grup olarak sınıflandırılmışlardır. Günümüzde
arkeler ile ilgili yapılan çalışmaların çoğu canlıların sistematik
özelliklerinden ziyade ekolojik özellikleriyle ilgilidir. Arkeler
yüksek sıcaklık, basınç ,asit, baz gibi ekstrem koşullarda
yaşayabilmektedir. Hücre zarlarının kendine özgü
lipit
tabakası içermesiyle ve karakteristik rRNA baz sırasına sahip olmalarıyla bakterilerden ayrılırlar.
Bakterilerin Yapısı
1-5 μm boyutlar arasında değişik büyüklüğe sahip, sadece mikroskopta görülebilen, bağımsız olarak
yaşayabilen canlıları bakteriler olarak adlandırmaktayız. Yeryüzündeki her ortamda mevcut olan bakterilerin;
toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında,
asitli sıcak su kaynaklarında ve radyoaktif atıklarda yaşayan tipleri bulunmaktadır.
Bakterilerde hücre yapısını hücre zarı ve hücre çeperi oluşturur. Ayrıca bazı bakteri hücrelerinde kapsül,
kamçı (flageller), piluslar bulunur. Bakterilerde genetik materyal genellikle çift zincirli, çembersel yapıda
DNA’dır. Ökaryotlardan farklı olarak bakterilerde DNA, çekirdek zarı ile sitoplazmadan ayrılmış durumda
değildir, sitoplazmanın ortasında bir yumak gibi kıvrılmış biçimde bulunur (nükleoid). Bakteri DNA'sı hücre
zarında bulunan, hücre zarının kıvrımlı girintileri olan mezozomlara bağlı olarak konumlanmıştır. Mezozom
üzerinde bulunan solunum enzimleri ökaryotlardaki mitokondri ile benzer görev yapar. Bakterilerde
ökaryotlarda bulunan çekirdek yapısı olmadığı gibi çekirdekçik de bulunmamaktadır.
3
Bakterilerde sitoplazma; hücre zarfı ile çevrelenmiş, DNA, RNA, ribozomlar, metabolitler, enzimler, iyonlar,
plazmidler ve depolanmış granülleri içeren amorf ve sulu bir sıvıdır. Ribozom hariç ökaryotlarda bulunan
diğer organelleri içermez. Bu organellerin görevini bakteride hücre zarı üstlenmiştir. Ayrıca sahip oldukları
ribozomlar da aynı görevi üstlenmelerine rağmen yapısal olarak farklılıklar içermektedir. Plazmidler,
kromozom dışı, çift iplikli ve çembersel DNA molekülleri olup, bakteri kromozomundan bağımsız olarak
çoğalabilirler. Bakteri genomundan ayrı olarak bulunabildikleri gibi genoma birleşik olarak da bulunabilirler.
Plazmidler genel olarak işlevlerine göre 5’ e ayrılırlar.

Fertilite-F-plasmidleri (konjügasyonda görev alırlar)

Rezistans-(R) plazmidleri (antibiyotik ve zehirlere karşı direnç sağlayan genler içerirler)

Col-plazmidleri (başka bakterileri öldürebilen protein türleri olan kolisinleri kodlayan genler içerirler)

Yıkıcı plazmidler, (tolüen veya salisilik asit gibi ender bileşiklerin yıkımını sağlarlar.)

Virülans plazmidleri (bakterinin patojen olmasına neden olurlar.)
Bakterilerde hücre zarı, ökaryot hücre zarı ile benzer olarak çift tabakalı fosfolipid yapıdadır ve protein içerir.
Ancak ökaryotlardan farklı olarak sterol içermez (Mycoplasma spp. hariç). Bu zar, hücre içine giren ve hücre
dışına bırakılan moleküllerin yapısını ve miktarını sınırlayarak seçici geçirgen özellik gösterir.
Hücre zarının başlıca fonksiyonları;

Seçici geçirgenlik ve madde alışverişinin sağlanması; bu sayede hem hücre içi basıncın sabit
tutulması hem de bakteri için gerekli maddelerin içeri alınması.

Üzerinde bulunan solunum enzimleriyle, solunum işlevini gerçekleştirmek (elektron transportu ve
oksidatif fosfarilasyon gerçekleştirilir).

Sindirim işlevini yürütür, çeşitli enzimlerin ve proteinlerin hücre dışına salgılanması ve parçalanan
besinlerin hücre içine alımını gerçekleştirir.

Biyosentez işlevini gerçekleştirir (hücre duvarı sentezi gibi).
Mycoplasmalar hariç bütün bakterilerde hücre duvarı bulunur. Bakteri hücre duvarı, ökaryot hücrelerde
bulunmayan ve peptidoglikan (=murein, =mukopeptid) olarak adlandırılan bir ağ yapısındadır. Bu tabakanın
kalınlığı Gram pozitif bakterilerde Gram negatif bakterilere oranla daha fazladır, bu sebeple gram boyasıyla
boyanıp boyanmama durumu gelişmekte ve bakterilerin isimlendirilmesi bu durum baz alınarak
yapılmaktadır. Bakteri hücre duvarı son derece dayanıksız olan hücre zarını çevreler. Bakteri, hücre duvarı
sayesinde bütünlüğünü koruyabilir, hücre duvarının bütünlüğü bozulursa bakteri ölür.
Bakterilerde kapsül; polisakkaritten oluşmuş, bakterinin tamamını saran jelatin benzeri bir katmandır.
Kapsülün yapıtaşı olan polisakkaritlerin şeker bileşenleri bir bakteriden diğerine değişiklik gösterir. Kapsül
yapısı bazı bakterilerde bulunur, bulunduğu bakteriye antijenik özellik kazandırır ve bu sayede bakterilerin
serotiplendirilmesinde önemli bir rol oynar. Ayrıca kapsül yapısı bakteriyi fagositoza karşı korumaktadır.
4
Bakteri kamçısı (flagel); bakterilerin hareketini sağlayan, antijenik özellikte, protein yapısında,
sitoplazmadan köken alan uzantılardır. Bakteri yüzeyinde bir veya birden fazla bulunabilirler. Genelde kok
morfolojisinde bakterilerde bulunmaz.
Bakteri pilusu; kıla benzer filamentler
olup, hücre yüzeyini her yönünden
çıkabilen, kamçıya göre daha kısa
protein
yapısındaki
uzantılardır.
Bakterilerde 2 çeşit pilus bulunur: basit
pilus
ve
seks
bakterilerin
pilusu.
vücutta
Basit
pilus;
hastalık
oluşturmasındaki en önemli basamağı, konak hücreye tutunmayı sağlar. Seks pilusu ise bakteriler arası
genetik madde aktarımından sorumludur.
Bazı bakteriler çevre koşullarının bozulduğu (besin maddelerinin azalması, oksijen yetersizliği gibi)
dönemlerde canlı kalmayı sürdürebilmek için yapısal ve metabolik değişikliğe uğrayarak sıcaklığa, ultraviyole
ışığına ve kimyasal maddelere dirençli spor meydana getirir. Ortam koşulları normale döndüğünde normal
bakteri haline dönebilirler.
Bakterileriyel Üreme ve Metabolizma
Bakteriler ikiye bölünerek çoğalırlar. Çoğalmaları logaritmik olarak gerçekleşir (2n: n üreme siklusu sayısı).
Bakterilerin üreme ve bölünmesi için; üreme ve beslenme gereksinimleri, (su, karbon ve azot kaynağı,
mineraller, inorganik tuzlar, büyüme faktörleri, vitaminler, uygun H alıcı ve vericileri, oksijen ve karbondioksit
gibi) kimyasal faktörler ve optimum pH, optimum sıcaklık gibi fiziksel faktörleri içeren özel üreme koşullarına
ihtiyaç duyarlar. Bakteriler tüm canlılar gibi çeşitli karbon ve enerji kaynaklarını kullanarak metabolizmalarını
sürdürürler. Şekilde özelliklerine göre bakterilerin sınıflandırılması gösterilmiştir (Şekil 2).
Bakterilerin Biyolojik ve Ekonomik Önemi
Bakterilerin bir kısmı canlı hayatı için faydalıyken, bir kısmı ise hastalık etkeni olup patojendir.
Yararlı bakteriler

Normal mikrobiyal flora olarak adlandırılan farklı türlerden milyarlarca mikroorganizma insan vücudu
üzerinde ya da içerisinde gelişir. Kalıcı ve geçici olmak üzere 2’ye ayrılan flora sayesinde patojen
bakterilerin vücuda yerleşmesi engellenir ve patojenlere karşı bağışıklıkla (immün) verilen yanıtta rol
oynarlar.

Çürükçül bakteriler, salgıladıkları enzimlerle bitki ve hayvan ölülerini ve besinleri basit organik
maddelere parçalarlar. Böylece bir taraftan kendi besin ihtiyaçlarını karşılarken diğer taraftan toprağın
organik madde bakımından zenginleşmesini yani humus oluşumunu sağlamış olurlar. Ayrıca bitki ve
5
hayvan artıklarını ayrıştırdıkları için doğadaki madde döngüsünü (karbon ve azot döngüsü)
sağlamada da çok önemli rolleri vardır.

Nitrat ve nitrit bakterileri, doğadaki azot dolaşımında rol oynarlar.

Baklagillerin köklerindeki Rhizobium bakterileriyle topraktaki azot bakterileri havanın serbest
azotunun toprağa bağlanmasını sağlayarak doğadaki azot dolaşımına katkıda bulunurlar.

İnsanların kalın bağırsağında yaşayan mutualist bakteriler B ve K vitamini üretimini sağlarlar.

Hastalıklardan korunma ve tedavide bakterilerden yararlanılarak hazırlanan aşı ve serum kullanılır.
Aşı ile sağlıklı bireye etkisi zayıflatılmış ya da öldürülmüş bakteriler verilir. Bağışıklık sisteminin
uyarılması ile oluşan antikorlar aktif bağışıklık sağlar. Serum elde etmek için bazı hayvanların
vücuduna zayıflatılmış bakteriler verilir. Hayvanın ürettiği antikorlar bir dizi özel teknik ile izole edilerek
serum elde edilir. Serum,- hasta bireylere verilip, pasif bağışıklık sağlanır.

Çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılmak üzere, biyoteknojik yöntemler kullanılarak geliştirilen
bakteriler sayesinde insülin, büyüme hormonu, vitamin, interferon ve antibiyotik üretilmektedir.

Genetik mühendisliği yöntemleriyle yabancı genler bakteri içerisine sokularak bu genlerin ürünleri ilaç
sanayinde kullanılır.

Genetik mühendisliği teknikleriyle geliştirilen bakteriler, biyolojik mücadelede zararlı böcek ve bitkilere
karşı kullanılmaktadır.

Fermentasyon yapan bakteriler kullanılarak, yoğurt ve peynir gibi gıdalar üretilmektedir.

Su,
hava
ve
topraktaki
kirleticilerin
giderilmesinde
mikroorganizmaların
kullanılmasına
biyoremediasyon denmektedir. Organik çöpler ve atıklar, bakteriler sayesinde bütanol ve metan gibi
yakıtlara dönüştürülerek enerji eldesi sağlanmaktadır.
Zararlı bakteriler

Patojen bakterilerden bazıları konak canlının hücre ve dokularını tahrip ederken bazıları da toksin adı
verilen
zehirli
proteinler
üreterek
organizmanın hastalanmasına, bazen de
ölümüne neden olabilirler.

Bazı anaerob bakterilerin ürettiği toksinler
yiyeceklerin ve konservelerin bozulmasına
neden olarak bu besinleri tüketen insanlarda
besin zehirlenmesi görülmesine neden olur.
Bakterilerle Savaş
Bağışıklık sistemi; insan vücudunun hastalıklara
karşı savunma mekanizmasını oluşturan, vücudu yabancı ve zararlı maddelere karşı koruyan oldukça
karmaşık bir sistemdir. Bu sistem vücudumuza giren milyonlarca bakteri, virüs, parazit ve toksinlere karşı
korumak için düzenlenmiştir. Temel olarak bakterilerden doğal ve sonradan kazanılan bağışıklık sayesinde
6
korunulmaktadır (Şekil 3). Bakterilerle savaşın bir diğer yolu ise üremelerini engelleyici ve canlılıklarını
kaybetmelerine neden olan antibiyotiklerdir. Antibiyotikler bağışıklık sağlamaz, dolayısıyla her seferinde
bakteri ile temas sonucu doktor kontrolünde kullanımı gerekmektedir. Yanlış antibiyotik kullanımı ve belirtilen
antibiyotik kullanım sürelerine uyulmaması antibiyotiğe dirençli bakterilerin oluşmasına neden olmaktadır.
g) Deney Öncesi Hazırlık
1. Kit kitapçığı öğretmen ve öğrenci kılavuzu olmak üzere 2 kısımdan oluşmaktadır. Uygulama öncesi
öğrenci kılavuz bölümü öğrencilere çoğaltılıp verilecektir
2. Deneyde kullanılan ayırma yöntemlerinde gerçekleşen reaksiyonların bilgisi sadece öğretmen
kılavuzundadır . Öğrenci kılavuzunda deney sonunda reaksiyonlar ile ilgili sorular verilerek,
öğrencilerin akıl yürütmesi ve araştırması hedeflenmiştir.
h) Ön Bilgi

Kit içerisinde verilmiş olan fungusit ve antibiyotik çözeltileri -20°C‘ de, besi yerleri ise +4°C‘ de
saklanmalıdır.

Ekim yapılmadan önce besi yerleri oda sıcaklığına gelene kadar bekletilerek ekimler
gerçekleştirilmelidir.

Besi yeri ortamında fungusların varlığı bakteri üremesini baskılamaktadır. Deney sistemine
antibiyotğin yanında fungusitin de eklenmesinin nedeni hem antibiyotik-bakteri ilişkisini sağlıklı bir
şekilde gözlemleyebilmek hem de fungus-bakteri üremesi arasındaki ilişkiyi gözler önüne sermektir.
i) Deneyin Yapılışı
UYARI: Aşağıda belirtilen deneysel işlemlerin tamamı ateş başında yapılmalıdır.

Kit içerisinde verilmiş olan 4 adet besiyerine aşağıda gösterildiği şekilde verilmiş olan miktarlarda
antibiyotik ve fungusit ilave edilir ve besi yerleri üzerine iyice yayılmaları sağlanır.

Fungusit ve/veya antibiyotik ilave edilmiş olan besiyerleri bir süre bekletilerek (˷5 dakika), ilave edilmiş
kimyasalların besiyerleri tarafından iyice emilmesi sağlanır.
7

Fungusit ve/veya antibiyotiğin besi yerlerine iyice yayıldığından emin olunup, besiyerlerleri üzerinde
fazladan kalan fungusit ve/veya antibiyotik pastör pipeti yardımıyla petri hafifçe yana eğilerek
kenarından alınarak uzaklaştırılır. (Her besi yerine pastör pipeti kullanılmalıdır.)

Kit içerisinde verilmiş olan 4 adet steril eküvyon çubuk, aynı anda ve eşit koşullar sağlanacak şekilde
bakterice zengin olduğu düşünülen çevredeki eşya ve alanlara (örneğin; ellere, çevredeki eşyalara,
kapı kollarına ve pencere kenarlarına) iyice sürtülür.

Daha önceden hazırlanmış olan besiyerlerine, her birine ayrı olacak şekilde çevreden iyice sürterek
örnek alınmış olan eküvyon çubuklar besi yerlerinin yüzeyinde iyice gezdirilerek ekim yapılması
sağlanır.

Ekimi tamamlanmış olan besiyerleri etüvde gece boyu bekletildikten sonra sonuçlar tartışılır.
j) Deney Sonuçları
1. besiyerinde antibiyotik kullanılmadığı için üreme görülmektedir.
2. besiyerinde antibiyotik kullanımıyla bakteri üremesi gözlenmemektedir.
3. besiyerinde antibiyotik kullanılmadığı için üreme görülmektedir. Bu besiyeri 1. besiyerinden kullanılan
fungusit ile ayrılmaktadır. Fungusit kullanımıyla fungus üretimi durdurulmuş, bu sayede bakterilerin
besiyerinde daha kolay üremesi sağlanmıştır.
4. besiyerinde antibiyotik kullanımı bakteri üretimini durdurmuştur.
Özetle; antibiyotik kullanımı bakteri üremesini durdurmaktadır. Fungusitin etkisi ise bakteriler üzerine direk
değil dolaylı yoldan olmaktadır. Normal şartlar altında funguslar çoğu ortamda üreyebilen baskın canlı
grubudur. Fungusit kullanımı çoğu ortamda kolaylıkla üreyebilen fungusların üremesini kısıtlayarak
bakterilerin üremesine imkan sağlamaktadır.
k) Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları
1. Canlılar hücresel organizasyonlarına göre ökaryot ve prokaryot olmak üzere ikiye ayrılır. Ökaryotlar;
genetik materyali hücre içinde zarla çevrilmiş çekirdeğin içinde bulunan hücrelerdir. Sitoplazmalarında
şekil ve işlevleri farklı olan lizozom, mitokondri, endoplazmik retikulum gibi organeller taşırlar. Boyut
8
ve hacimsel olarak prokaryotik hücrelerden büyüktürler. Hücrelerin şekil ve fonksiyon olarak çeşitliliği
prokaryotlar ile karşılaştırıldığı zaman oldukça fazladır. Prokaryotlar; evrimsel süreçte ilk oluşan
organizmalar olmalarına karşın, günümüzde biyosfere hala hakim olan canlılardır. Ökaryotik
hücrelere göre daha basit mikroorganizmalardır, zarla çevrili çekirdeği ve sitoplazmik organelleri
bulunmaz. Prokaryotlar, Arkeler ve Bakteriler olmak üzere iki filogenetik gruba ayrılırlar.
2. Antibiyotik kullanımı bakterilerin üremesini engellemek için kullanılmaktadır. Fungusit ise fungus
üremesini engellemektedir. Fungusit kullanımının bakteriler üzerine etkisi doğrudan değil dolaylı
yoldan olmaktadır. Funguslar çoğu ortamda üreme yönünden baskın canlı grubudur, dolayısıyla
bulundukları ortamda bakteri üremesini kısıtlamaktadır. Fungusit kullanımıyla bu durum engellenerek
bakterilerin deney esnasında sağlıklı bir şekilde görülmesi sağlanmıştır.
l) Kaynaklar
 Lippincott Illustrated Review Mikrobiyoloji; Richard A. Harvey, Pamela A. Champe.
 Brock Mikroorganizmaların Biyolojisi; Eleventh edition; Michael T. Madigan, John M. Martinko.
9
Öğrenci Kılavuzu
Canlılar hücresel organizasyonlarına göre ökaryot ve prokaryot olmak üzere temel olarak ikiye ayrılır.
Ökaryotlar; şekil, yapı, organizasyon ve fonksiyon bakımından prokaryot organizmalara göre çok daha
komplekstirler.
Prokaryotlar; yapısal olarak basit mikroorganizmalardır, zarla çevrili çekirdekleri ve
sitoplazmik organelleri bulunmaz. Prokaryotlar, arkealar ve bakteriler olmak üzere iki filogenetik gruba
ayrılırlar.
a) Genel Bilgi
CANLILARIN SINIFLANDIRILMASI
Canlılar
hücresel
organizasyonlarına
göre
ökaryot
ve
prokaryot olmak üzere iki temel sınıfa ayrılır (Şekil 1).
Ökaryotlarda genetik materyal hücre içerisinde zarla çevrilmiş
çekirdeğin
içinde
bulunur.
Ökaryotik
organizmaların
sitoplazmalarında şekil ve işlevleri farklı olan lizozom,
mitokondri, endoplazmik retikulum gibi organeller yer alır.
Boyut ve hacimsel olarak prokaryotik hücrelerden büyüktürler.
Hücrelerin şekil ve fonksiyon olarak çeşitliliği prokaryotlar ile
karşılaştırıldığı zaman oldukça fazladır. Prokaryotlar; dünya
yüzeyinde ilk gelişen organizmalardır ve günümüzde biyosfere
hakim olan canlılardır. Ökaryotik hücrelere göre daha basit olan prokaryotların, zarla çevrili çekirdeği ve
sitoplazmik organelleri bulunmaz. Prokaryotlar, arkeler ve bakteriler olmak üzere iki filogenetik gruba
ayrılırlar. Önceleri bakteriler grubu içinde yer alan arkeler; sonrasında hücresel, metabolik , filogenetik ve gen
yapılarına bakılarak ayrı bir prokaryotik grup olarak sınıflandırılmışlardır. Günümüzde arkeler ile ilgili yapılan
çalışmaların çoğu canlıların sistematik özelliklerinden ziyade ekolojik özellikleriyle ilgilidir. Arkeler yüksek
sıcaklık, basınç ,asit, baz gibi ekstrem koşullarda yaşayabilmektedir. Hücre zarlarının kendine özgü lipit
tabakası içermesiyle ve karakteristik rRNA baz sırasına sahip olmalarıyla bakterilerden ayrılırlar.
Bakterilerin Yapısı
1-5 μm boyutlar arasında değişik büyüklüğe sahip, sadece mikroskopta görülebilen, bağımsız olarak
yaşayabilen canları bakteriler olarak adlandırmaktayız. Yeryüzündeki her ortamda mevcut olan bakterilerin;
toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında,
asitli sıcak su kaynaklarında ve radyoaktif atıklarda yaşayan tipleri bulunmaktadır.
Bakterilerde hücre yapısını hücre zarı ve hücre çeperi oluşturur. Ayrıca bazı bakteri hücrelerinde kapsül,
kamçı (flageller), piluslar bulunur. Bakterilerde genetik materyal genellikle çift zincirli, çembersel yapıda
DNA’dır. Ökaryotlardan farklı olarak bakterilerde DNA, çekirdek zarı ile sitoplazmadan ayrılmış durumda
değildir, sitoplazmanın ortasında bir yumak gibi kıvrılmış biçimde bulunur (nükleoid). Bakteri DNA'sı hücre
zarında bulunan, hücre zarının kıvrımlı girintileri olan mezozomlara bağlı olarak konumlanmıştır. Mezozom
10
Öğrenci Kılavuzu
üzerinde bulunan solunum enzimleri ökaryotlardaki mitokondri ile benzer görev yapar. Bakterilerde
ökaryotlarda bulunan çekirdek yapısı olmadığı gibi çekirdekçik de bulunmamaktadır.
Bakterilerde sitoplazma; hücre zarfı ile çevrelenmiş, DNA, RNA, ribozomlar, metabolitler, enzimler, iyonlar,
plazmidler ve depolanmış granülleri içeren amorf ve sulu bir sıvıdır. Ribozom hariç ökaryotlarda bulunan
diğer organelleri içermez. Bu organellerin görevini bakteride hücre zarı üstlenmiştir. Ayrıca sahip oldukları
ribozomlar da aynı görevi üstlenmelerine rağmen yapısal olarak farklılıklar içermektedir. Plazmidler,
kromozom dışı, çift iplikli ve çembersel DNA molekülleri olup, bakteri kromozomundan bağımsız olarak
çoğalabilirler. Bakteri genomundan ayrı olarak bulunabildikleri gibi genoma birleşik olarak da bulunabilirler.
Plazmidler genel olarak işlevlerine göre 5’ e ayrılırlar.

Fertilite-F-plasmidleri (konjügasyonda görev alırlar)

Rezistans-(R) plazmidleri (antibiyotik ve zehirlere karşı direnç sağlayan genler içerirler)

Col-plazmidleri (başka bakterileri öldürebilen protein türleri olan kolisinleri kodlayan genler içerirler)

Yıkıcı plazmidler, (tolüen veya salisilik asit gibi ender bileşiklerin yıkımını sağlarlar.)

Virülans plazmidleri (bakterinin patojen olmasına neden olurlar.)
Bakterilerde hücre zarı, ökaryot hücre zarı ile benzer olarak çift tabakalı fosfolipid yapıdadır ve protein içerir.
Ancak ökaryotlardan farklı olarak sterol içermez (Mycoplasma spp. hariç). Bu zar, hücre içine giren ve hücre
dışına bırakılan moleküllerin yapısını ve miktarını sınırlayarak seçici geçirgen özellik gösterir.
Hücre zarının başlıca fonksiyonları;

Seçici geçirgenlik ve madde alışverişinin sağlanması; bu sayede hem hücre içi basıncın sabit
tutulması hem de bakteri için gerekli maddelerin içeri alınması.

Üzerinde bulunan solunum enzimleriyle, solunum işlevini gerçekleştirmek (elektron transportu ve
oksidatif fosfarilasyon gerçekleştirilir).

Sindirim işlevini yürütür, çeşitli enzimlerin ve proteinlerin hücre dışına salgılanması ve parçalanan
besinlerin hücre içine alımını gerçekleştirir.

Biyosentez işlevini gerçekleştirir (hücre duvarı sentezi gibi).
Mycoplasmalar hariç bütün bakterilerde hücre duvarı bulunur. Bakteri hücre duvarı, ökaryot hücrelerde
bulunmayan ve peptidoglikan (=murein, =mukopeptid) olarak adlandırılan bir ağ yapısındadır. Bu tabakanın
kalınlığı Gram pozitif bakterilerde Gram negatif bakterilere oranla daha fazladır, bu sebeple gram boyasıyla
boyanıp boyanmama durumu gelişmekte ve bakterilerin isimlendirilmesi bu durum baz alınarak
yapılmaktadır. Bakteri hücre duvarı son derece dayanıksız olan hücre zarını çevreler. Bakteri, hücre duvarı
sayesinde bütünlüğünü koruyabilir, hücre duvarının bütünlüğü bozulursa bakteri ölür.
Bakterilerde kapsül; polisakkaritten oluşmuş, bakterinin tamamını saran jelatin benzeri bir katmandır.
Kapsülün yapıtaşı olan polisakkaritlerin şeker bileşenleri bir bakteriden diğerine değişiklik gösterir. Kapsül
11
Öğrenci Kılavuzu
yapısı bazı bakterilerde bulunur, bulunduğu bakteriye antijenik özellik kazandırır ve bu sayede bakterilerin
serotiplendirilmesinde önemli bir rol oynar. Ayrıca kapsül yapısı bakteriyi fagositoza karşı korumaktadır.
Bakteri pilusu; kıla benzer filamentler olup, hücre yüzeyini her yönünden çıkabilen, kamçıya göre daha kısa
protein yapısındaki uzantılardır. Bakterilerde 2 çeşit pilus bulunur: basit pilus ve seks pilusu. Basit pilus;
bakterilerin vücutta hastalık oluşturmasındaki en önemli basamağı, konak hücreye tutunmayı sağlar. Seks
pilusu ise bakteriler arası genetik madde aktarımından sorumludur.
Bazı bakteriler çevre koşullarının bozulduğu (besin maddelerinin azalması, oksijen yetersizliği gibi)
dönemlerde canlı kalmayı sürdürebilmek için yapısal ve metabolik değişikliğe uğrayarak sıcaklığa, ultraviyole
ışığına ve kimyasal maddelere dirençli spor meydana getirir. Ortam koşulları normale döndüğünde normal
bakteri haline dönebilirler.
Bakterileriyel Üreme ve Metabolizma
Bakteriler ikiye bölünerek çoğalırlar. Çoğalmaları logaritmik olarak gerçekleşir (2n: n üreme siklusu sayısı).
Bakterilerin üreme ve bölünmesi için; üreme ve beslenme gereksinimleri (su, karbon ve azot kaynağı,
mineraller, inorganik tuzlar, büyüme faktörleri, vitaminler, uygun H alıcı ve vericileri, oksijen ve karbondioksit
gibi) kimyasal faktörler ve optimum pH, optimum sıcaklık gibi fiziksel faktörleri içeren özel ürem e koşullarına
ihtiyaç duyarlar. Bakteriler tüm canlılar gibi çeşitli karbon ve enerji kaynaklarını kullanarak metabolizmalarını
sürdürürler. Şekilde çeşitleri özelliklerine göre bakterilerin sınıflandırılması gösterilmiştir (Şekil 2).
Bakterilerin Biyolojik ve Ekonomik Önemi
Bakterilerin bir kısmı canlı hayatı için faydalıyken, bir kısmı ise hastalık etkeni olup patojendirler.
Yararlı bakteriler

Öğrenci Kılavuzu
Normal mikrobiyal flora olarak
adlandırılan
milyarlarca
farklı
türlerden
mikroorganizma
insan vücudu üzerinde ya da
içerisinde gelişir. Kalıcı ve geçici
olmak üzere 2’ye ayrılan flora
sayesinde patojen bakterilerin
vücuda yerleşmesi engellenir ve
patojenlere
(immün)
karşı
verilen
bağışıklıkla
yanıtta
rol
oynarlar.

Çürükçül bakteriler, salgıladıkları enzimlerle bitki ve hayvan ölülerini ve besinleri basit organik
maddelere parçalarlar. Böylece bir taraftan kendi besin ihtiyaçlarını karşılarken diğer taraftan toprağın
12
Öğrenci Kılavuzu
organik madde bakımından zenginleşmesini yani humus oluşumunu sağlamış olurlar. Ayrıca bitki ve
hayvan artıklarını ayrıştırdıkları için doğadaki madde döngüsünü (karbon ve azot döngüsü)
sağlamada da çok önemli rolleri vardır.

Nitrat ve nitrit bakterileri, doğadaki azot dolaşımında rol oynarlar.

Baklagillerin köklerindeki Rhizobium bakterileriyle topraktaki azot bakterileri havanın serbest
azotunun toprağa bağlanmasını sağlayarak doğadaki azot dolaşımına katkıda bulunurlar.

İnsanların kalın bağırsağında yaşayan mutualist bakteriler B ve K vitamini üretimini sağlarlar.

Hastalıklardan korunma ve tedavide bakterilerden yararlanılarak hazırlanan aşı ve serum kullanılır.
Aşı ile sağlıklı bireye zayıflatılmış ya da öldürülmüş bakteriler verilir. Bağışıklık sisteminin uyarılması
ile oluşan antikorlar aktif bağışıklık sağlar. Serum elde etmek için bazı hayvanların vücuduna
zayıflatılmış bakteriler verilir. Hayvanın ürettiği antikorlar bir dizi özel teknik ile izole edilerek serum
elde edilr. Serum, hasta bireylere verilip, pasif bağışıklık sağlar.

Çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılmak üzere, biyoteknojik yöntemler kullanılarak oluşturulan
bakteriler sayesinde insülin, büyüme hormonu, vitamin, interferon ve antibiyotik üretilmektedir.

Genetik mühendisliği yöntemleriyle yabancı genler bakteri içerisine sokularak bu genlerin ürünleri ilaç
sanayinde kullanılır.

Genetik mühendisliği teknikleriyle geliştirilen bakteriler, biyolojik mücadelede zararlı böcek ve bitkilere
karşı kullanılmaktadır.

Fermentasyon yapan bakteriler kullanılarak, yoğurt ve peynir gibi gıdalar üretilmektedir.

Su,
hava
ve
topraktaki
kirleticilerin
giderilmesinde
mikroorganizmaların
kullanılmasına
biyoremediasyon denmektedir. Organik çöpler ve atıklar, bakteriler sayesinde bütanol ve metan gibi
yakıtlara dönüştürülerek enerji eldesi sağlanmaktadır.
Zararlı bakteriler

Patojen bakterilerden bazıları konak canlının hücre ve dokularını tahrip ederken bazıları da toksin adı
verilen zehirli proteinler üreterek organizmanın hastalanmasına, bazen de ölümüne neden olabilirler.

Bazı anaerob bakterilerin ürettiği toksinler yiyeceklerin ve konservelerin bozulmasına neden olarak
bu besinleri tüketen insanlarda besin zehirlenmesi görülmesine neden olur.
13
Öğrenci Kılavuzu
Bakterilerle Savaş
Bağışıklık sistemi; insan vücudunun hastalıklara karşı savunma mekanizmasını oluşturan, vücudu yabancı
ve zararlı maddelere karşı koruyan oldukça karmaşık bir sistemdir. Bu sistem vücudumuza giren milyonlarca
bakteri, virüs, parazit ve toksinlere karşı korumak için düzenlenmiştir. Temel olarak bakterilerden doğal ve
sonradan kazanılan bağışıklık sayesinde korunulmaktadır (Şekil 3). Bakterilerle savaşın bir diğer yolu ise
üremelerini engelleyici ve canlılıklarını kaybetmelerine neden olan antibiyotiklerdir. Antibiyotikler bağışıklık
sağlamaz, dolayısıyla her seferinde bakteri ile temas sonucu doktor kontrolünde kullanımı gerekmektedir.
Yanlış antibiyotik kullanımı ve belirtilen antibiyotik kullanım sürelerine uyulmaması antibiyotiğe dirençli
bakterilerin oluşmasına neden olmaktadır.
b) Deney süresince uyulması gereken kurallar

Laboratuvar dersinde uyulması gereken genel kurallar dışında kit içerisinde bulunan kimyasal
malzemeler eldiven kullanılmaksızın kullanılmamalıdır.

Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir müdahale olması durumunda bulaşan
bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır.

Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen gösterilmeli,
deneyin
yapıldığı laboratuvar
havalandırılmalıdır.

Deneyler tamamlandıktan sonra sonuçlar yazılmalı ve üzerinde tartışılmalıdır.

Deney sonu verilen sorular işlenen konuyu ve yapılan deneyi pekiştirici niteliktedir. Deney
tamamlandıktan sonra soruların çözülmesi ve cevaplarının tartışılması önerilmektedir.

Laboratuvar sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır.
c) Deneyin Yapılışı
UYARI: Aşağıda belirtilen deneysel işlemlerin tamamı ateş başında yapılmalıdır.

Kit içerisinde verilmiş olan 4 adet besi yerine
aşağıda gösterildiği şekilde verilmiş olan
miktarlarda antibiyotik ve fungusit ilave edilir
ve besi yerleri üzerine iyice yayılmaları
sağlanır.
14
Öğrenci Kılavuzu

Fungusit ve/veya antibiyotik ilave edilmiş olan besiyerleri bir süre bekletilerek (˷5 dakika), ilave edilmiş
kimyasalların besiyerleri tarafından iyice emilmesi sağlanır.

Fungusit ve/veya antibiyotiğin besi yerlerine iyice yayıldığından emin olunup, besiyerlerleri üzerinde
fazladan kalan fungusit ve/veya antibiyotik pastör pipeti yardımıyla petri hafifçe yana eğilerek
kenarından alınarak uzaklaştırılır. (Her besi yerine pastör pipeti kullanılmalıdır.)

Kit içerisinde verilmiş olan 4 adet steril eküvyon çubuk, aynı anda ve eşit koşullar sağlanacak şekilde
bakterice zengin olduğu düşünülen çevredeki eşya ve alanlara (örneğin; ellere, çevredeki eşyalara,
kapı kollarına ve pencere kenarlarına) iyice sürtülür.

Daha önceden hazırlanmış olan besiyerlerine, her birine ayrı olacak şekilde çevreden iyice sürterek
örnek alınmış olan eküvyon çubuklar besi yerlerinin yüzeyinde iyice gezdirilerek ekim yapılması
sağlanır.

Ekimi tamamlanmış olan besiyerleri etüvde gece boyu bekletildikten sonra sonuçlar tartışılır.
d) Sorular
1. Canlılar hücresel hücresel organizasyonlarına göre kaça ayrılır, kısaca açıklayınız.
2. Deney sürecinde kullanılan antibiyotik ve fungusitiğin kullanım amaçları nelerdir?
15
16