Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
1
Mikrobiyoloji
14BBT112
Öğretim Elemanı
• Yrd. Doç. Dr. Ünal ŞENEL
• Mikrobiyoloji
• Email: unsenel@gmail.com
• Twitter: @bioengineer2
• Web :
http://biolecturenotes.wordpress.com
Kaynaklar
• Ana Kitap
1. Brock Mikroorganizmaların Biyolojisi. Palme Yayınları
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
3
Ders saati
Perşembe
13:00-14:40
Dersin Not Sistemi
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
5
Metod Miktar Oran (%)
ÖDEV 1 20
Vize sınavı 1 40
Final sınavı 1 40
DÖNEM PROGRAMI
1.Hafta-- 25 Şubat Mikrobiyolojiye Giriş 2.Hafta-- 3 Mart Mikroskop
3. Hafta--10 Mart Mikrobiyal Gelişim
4. Hafta--17 Mart Uygulama-1; Laboratuvar ve Mikroskop 5. Hafta--24 Mart Bakteriler ve Arkealar
6. Hafta--31 Mart Uygulama-2; Bakteri Boyama Teknikleri
7.Hafta-- VİZE SINAVI
8. Hafta--14 Nisan Ökaryotik Mikroorganizmalar 9. Hafta—21 Nisan Mikrobiyal Beslenme
10. Hafta—28Nisan Mikrobiyal Büyüme Kontrolü
11. Hafta—5 Mayıs Uygulama-3 Dilüsyon Teknikleri ve Saf Kültür 12. Hafta—12 Mayıs Konak Direnci
13. Hafta—19 Mayıs Atatürk‘ü Anma Gençlik ve Spor Bayramı 14. Hafta—26 Mayıs Gıda Mikrobiyolojisi
15.Hafta– 30Mayıs-10Haziran FİNAL SINAVI
20-24 Haziran BÜTÜNLEME SINAVLARI
6
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
7
Mikroorganizmaların Önemi
• Gezegendeki en kalabalık ve en çok çeşide sahip organizma grubudur
• Gezegen üzerinde her yerde bulunurlar
• Temel elementlerin döngüsünde en büyük role sahiptir
• Besinlerin kaynağıdırlar ve bazıları fotosentez yaparlar
• Yiyecek, içecek, antibiyotik ve vitamin üretimi ile topluma fayda sağlarlar
• Bazıları bitki ve hayvanlarda hastalığa sebep
olur
Mikrobiyal Dünyanın Üyeleri
• Organizmalar ve aselülar yapılar bir yardımcı eleman kullanılmadan
gözle görülemeyecek kadar küçüktürler
– bazısı < 1 mm, bazısı mikroskopik
• Bu organizmalar yapısal olarak ,
yüksek oranda farklılaşmış hücreler
ve belirgin dokulara göre daha basit
yapıdadırlar
Mikrobiyal Hücre Çeşitleri
• Prokaryotik hücreler gerçek zarla çevrili-sınırlandırılmış çekirdekten yoksundur
• Ökaryotik hücrelerin bir zarla çevrili çekirdekleri morfolojik
olarak çok kompleks ve genellikle prokaryotik hücrelerden daha
büyüktür
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
11
Sınıflandırma Şemaları
• 3 Alem Sistemi, Ribozomal RNA karşılaştırılmasına göre
temellendirilmiştir.
– Bacteria (Gerçek bakteriler), – Archaea
– Eukarya (eukaryotes)
Bakteriler Alemi
• Genellikle tek-hücreli
• Çoğunluğu peptidoglycan dan yapılmış hücre duvarına sahiptir.
• Çoğu zarla çevrili çekirdeğe sahip değildir
• Heryerde bulunurlar, bazıları sıra dışı ortamlarda bulunabilir
• Siyanobakterler (Cyanobacteria) önemli
miktarda oksijen üretirler
Arkea Alemi
• Kendilerine özgü rRNA dizisiyle bakterilerden ayrılır
• Hücre duvarlarında peptidoglikan tabaka yoktur
• Kendilerine özgü zar lipidlerine sahiptirler
• Bazıları sıra dışı metabolik özelliğe sahiptir
• Çoğu olağan dışı çevrelerde yaşar
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
13
Ökarya Alemi - Ökaryotik
• Protista – Genellikle Bakteri ve Arkealardan daha büyüktürler
– Algler – Fotosentetik
– protozoa – Hareket edebilirler ―hunters, grazers‖
– Cıvık mantarlar– Hayat döngüleri iki evrelidir – Küf Mantarları – Bitkilerde yıkıcı hastalıklar
yaparlar
• Mantarlar-fungi
– Mayalar - Tekhücreli
– Mantarlar – Çok hücreli
• Alg Protozoa Cıvık mantar
• Küf Maya Çok hücreli Mantar
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
15
Aselülar Enfeksiyon Ajanları
• Virüsler
– En küçük mikroorganizmalar
– Çoğalabilmeleri (replikasyon) için konak hücreye ihtiyaç duyarlar
– Farklı hastalıklara sebep olurlar, bazısı kanser yapar
• Viroidler
– RNA dan oluşan enfeksiyon ajanları
• Prionlar – Enfeksiyon yapan ptoteinler
Mikrobiyal
• Canlılığın tanımı
– Hücre ve organizasyon
– Çevresel değişikliklere tepki – Büyüme ve gelişme
– Enerji kullanımı ve metabolizma
– Homeostazi ve düzenleme-tertip
– Üreme
Mikrobiyal Türler
• İzole popülasyonlarda üreme tabiri ökaryotik mikroplar için tam uyar
Bakteriler ve Arkealar eşeyli üreyemezler ve SUŞ terimi kullanılır
– SUŞ, saf bir mikrobiyal kültürün çoğaltılmasıdır
– Biovar, serovar, morfovar, patovar
• İkili isimlendirme
– Cins ve Tür isimleri (Stafilokokus aureus-
Staphylococcus aureus)
• Mikroorganizmaların biyolojisi
• Kullanılan Araçlar
– Mikroskop
– Kültür teknikleri
– Moleküler genetik
– Genomik
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
21
Mikroorganizmaların Keşfi
• Antony van
Leeuwenhoek (1632- 1723)
– Mikroorganizmaları tam olarak ilk
gözlemleyen kişi
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
23
Kendiliğinden Gelişme
(Spontaneous Generation) Karmaşası
• Kendiliğinden Gelişme
– Canlı organizmalar, cansız veya çürümüş maddelerden gelişmiştir
• Francesco Redi (1626-1697)
– Kendiliğinden Gelişimi çürüttü
– Kokuşmuş et üzerindeki kurtçukların
sinek yumurtalarından geldiğini buldu
Mikroorganizmalar için Doğru olabilir mi?
• John Needham (1713-1781)
– Deneyi:
Cam şise (Flask)Et suyu (Koyun) Kaynattı Ağzını kapattı
– Sonuç: Et suyu bulanıklaştı ve mikroorganizma bulaştı
• Lazzaro Spallanzani (1729-1799)
– Deneyi:
Cam şise (Flask)Et suyu Ağzını kapattı Kaynattı
– Sonuç: Mikroorganizma üremesi
görülmedi..(Bulanıklaşma yok)
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
25
Louis Pasteur (1822-1895)
• his experiments
– placed nutrient solution in flasks
– created flasks with long, curved necks – boiled the solutions
– left flasks exposed to air
• results: no growth of microorganisms
Louis Pasteur (1822-1895)
28
Kendiliğinden Gelişim Teorisine Son Darbe
• John Tyndall (1820-1893)
– Toz zerrelerinin mikroorganizma taşıdığını gösterdi
– Ortamda toz bulunmadığında hatta direk olarak havayla temas etse de sıvı besiyerinin steril kaldığını gösterdi
– Ayrıca bakterilerin ısıya dayanıklı formllarının olduğu ile ilgili kanıtlar sağladı
• Ferdinand Cohn (1828-1898)
– Isıya dayanıklı bakterilerin Endospor ürettiğini
gösterdi
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
29
Mikroorganizmaların Hastalıklardaki Rolü
• İlk başlarda etkisi bilinmiyordu
• Enfeksiyon hastalıkların doğaüstü güçlerin yaptığına inanılıyordu
• Hastalıklarla ilişkisi mikroplarla
çalışma tekniklerinin gelişmesiyle
kurulmuştur
Mikroorganizmalar ile hastalıklar arasındaki ilişkinin Kanıtlanması
• Agostini Bassi (1773-1856)
– İpek böceğinde bir hastalığa bir mantarın sebep olduğunu gösterdi
• M. J. Berkeley (ca. 1845)
– Büyük İrlanda patates kıyımına küf mantarının (water mold) sebep olduğunu gösterdi
• Heinrich de Bary (1853)
– İs ve pas mantarlarının tahıllarda hastalık yaptığını
gösterdi.
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
31
Başka Çalışmalar
• Louis Pasteur
– Mikroorganizmaların fermantasyon yaptığını gösterdi
– Pastörizasyon tekniğini geliştirdi
– İpek böceğinde Pébrine hastalığına bir
prozoanın sebep olduğunu buldu
Başka kanıtlar…
• Joseph Lister
– Dolaylı bir kanıt olarak,
mikroorganizmaların hastalığın nedensel ajanları olduğunu buldu
– Cerrahi operasyonlarda
mikroorganizmaların yaralardan
bulaşmasını engellemek için kullanılan aletleri ve malzemeleri uygun hale
getirecek metot geliştirdi.
– Onun hastaları his patients had fewer
postoperative infections
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
33
Final
• Robert Koch (1843-1910)
– Bacillus anthracis ile antraks(Şarbon) hastalığı arasında ilişki kurdu
– Hocası, Jacob Henle (1809-1895) tarafından geliştirilen kriterleri kullandı
– Bu kriterler bu gün Koch postülatları (Faraziye-öngörü)
• Günümüzde hala kullanılan, Belirli bir hastalık
ile belirli bir mikroorganizma arasında bir bağ
vardır
Figure 1.14
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
35
Koch’ un Postülatları
• Mikroorganizmalar hastalığın her aşamasında vardırlar fakat sağlıklı bireylerde bulunmaz
• Kuşkulanılan mikroorganizmalar izole edilebilir ve saf kültürleri çoğaltılabilir
• İzole edilen mikroorganizmalar sağlıklı bir bireye verildiği zaman aynı hastalığı sonuç verir
• Aynı organizma hasta bireyden tekrar
izole edilebilir
• Bazı organizmalar saf kültür olarak gelişmeyebilir
• Faraziyeleri (postülat) tamamlamak için insan kullanılması etik değildi
• Moleküler ve genetik kanıtların
değişme ihtimali var
Figure 1.15
Mikrobiyal Patojenlerle Çalışmak İçin Geliştirilen
Teknikler
• Koch‘un öncülük ettiği veya geliştirdikleri:
– agar
– petri kabı
– Zengin sıvı besiyeri (nutrient broth) ve Zengin agar (nutrient agar)
– Microorganizmaları izole etmek için
metodlar
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
39
Diğer Buluşlar…
• Charles Chamberland (1851-1908)
– Porselen bakteri filtreleri.. Ivanoski and Beijerinck bu filtreleri kullanarak Tütün mozaik hastalığı üzerinde çalıştı..
• Hastalıklı bitki ekstraktında enfeksiyon ajanları tanımladı. Bu ajanlar bakterilerden daha küçük ve filtrelerden geçebiliyordu
• Enfeksiyon ajanlarının sonradan virüs olduğu
gösterilmiştir
Diğer Buluşlar…
• Pasteur ve Roux
– Patojen kültürlerinin inkübasyonu,
uzun aralıklarla yapılan taşınmalarda hastalık yapma özelliklerini
kaybettiklerini bulmuşlardır
• Pasteur ve arkadaşları
– Tavuk kolerası, antraks ve kuduza
karşı aşı geliştirdiler
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
41
İmmünolojik Çalışmalar
• Konak savunma sistemi çalışmaları başadı
• Edward Jenner (ca. 1798)
– Çiçek hastalığından korunmak için
aşılama prosedürü kullandı (smallpox)
NOT: bu olay öncülüğünde
mikroorganizmaların hastalıktaki rolü
belirlendi
Buluşlar….
• Emil von Behring (1854-1917) and Shibasaburo Kitasato (1852-1931)
– Difteri ve tetenoz için antitoksinler geliştirildi
– Doğuştan gelen (humoral immunity) bağışıklık için kanıt
• Elie Metchnikoff (1845-1916)
– Kanda bakterileri yakalayan fagositik hücreleri buldu
– Hücresel bağışıklık için kanıt
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
43
Endüstriyel Mikrobiyoloji ve Mikrobiyal Ekolojideki
Gelişmeler
• Louis Pasteur
– Alkol fermantasyonunun ve diğer
fermantasyonların mikrobiyal aktivite sonucu olduğunu gösterdi
– Pastörizasyon prosedürünü geliştirdi
Mikrobiyal Ekolojideki Gelişmeler
• Sergei Winogradsky (1856-1953) ve Martinus Beijerinck (1851-1931)
– Toprak mikroorganizmaları ile çalıştılar ve önemli Metabolik olaylar keşfettiler (ör.,
nitrojen fiksasyonu)
– Zenginleştirilmiş kültürlerin kullanımına öncülük ettiler ve seçici besiyerini
geliştirdiler
Moleküler ve Genomik Metodlar
• Bu alandaki gelişmeler ve bilginin hızlı yayılması Mikrobiyolojinin ikinci altın çağının yaşanmasına önccülük etti
• Buluşlar..
– Restriksiyon endonükleazlar (Arber and Smith)
– İlk rekombinant molekül (Jackson, Symons, Berg)
– DNA sekanslama metodları (Woese, Sanger) – Biyoenformatik ve genemik sekanslama ve
analiz
Alanları
• Tıbbi mikrobiyoloji – insan ve hayvan hastalıkları
• Halk sağlığı mikrobiyolojisi- bulaşıcı hastalıkların yayılması ve kontrolü
• immünoloji – bağışıklık sistemi
konak canlıyı patojenlerden nasıl
korur
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
47
