TIBBİ LABORATUVAR TEKNİKLERİ
SAĞLIK HİZMETLERİ MESLEK YÜKSEKOKULU
TLT116-TIBBİ MİKROBİYOLOJİ - I Öğr. Gör. Nüket ÇALIŞKAN nuket.caliskan@omu.edu.tr
BAKTERİLERİN YAPISI-2
Hafta-3
TLT116-TIBBİ MİKROBİYOLOJİ - I
Hücre Duvarı
• Peptidoglikandan (=murein, =mukopeptid) oluşur
✓ hücre duvarını güçlü kılar.
• Ancak Lizozim enzimi (gözyaşı, salya ve diğer vücut sıvılarında mevcut) peptidoglikan tabakayı parçalaya bilir.
• Penisilin de peptidoglikan tabakayı hedef alır.
• Hücrenin osmotik basınç (yaklaşık bir otomobil lastiğindeki basınç kadar) nedeniyle patlamasını önler.
• Hücreye şekil ve dayanıklılık verir.
• Mycoplasma’larda hücre duvarı bulunmaz.
3
Hücre Duvarı
• Bakterinin şeklinin korunmasını,
• Çevre şartlarına (osmotik basınç gibi) dayanıklılığını
• Fagositoza karşı korunmasını sağlar
• Bakterinin üreme için bölünmesinde başlangıç rolü oynar
4
Hücre Duvarı
• Bakteriler hücre duvarı yapısına göre başlıca iki ana sınıfa ayırır.
• Gram pozitif ve Gram negatif
• Bu yöntem ile, duvar yapılarının farklı olmasından dolayı,
➢Gram pozitif bakteriler mor
➢Gram negatif bakteriler pembe –kırmızı boyanır.
5 6
Gram Pozitif Hücre Duvarı
7
Gram Pozitif Hücre Duvarı
• Gram pozitif bakterilerde peptidoglikan tabaka, kalın ve çok tabakalı bir yapıdır. (%80-85)
• Bu tabaka, teikoik asit, lipoteikoik asit ve komleks yapıdaki polisakkaritleri de içerir.
• Protein yapıda olan teikoik asit ve lipoteikoik asit antijeniktir ve önemli virulans
faktörlerinden biridir.
❖Virülans faktör: Bakterilerin hastalığa yol açma yeteneğini belirleyen faktörler.
8
Gram Negatif Hücre Duvarı
• Gram pozitif bakteri duvarına göre daha kompleks bir yapıdadır.
Başlıca iki tabakadan oluşmaktadır
• Peptidoglikan tabaka
• Dış zar
• Gram pozitif bakterilerden farklı olarak periplazmik aralık bulunur.
• Peptidoglikan tabaka: Gram negatif bakteri duvarının % 5-10’ nunu oluşturur.
• Teikoik asit ve lipoteikoik asit içermez.
❖ Gram negatif bakteriler, gram pozitif bakterilere oranla antibiyotiklere karşı daha dirençlidirler, dış zar ilaçların içeri girişine engel olur.
9
Gram Negatif Hücre Duvarı
10
Gram Negatif Hücre Duvarı
Lipopolisakkarid (LPS)
• G- bakterilerde bulunur.
• İki kısımdan oluşur: polisakkarid ve lipoprotein kompleks ( lipid-A)
• Polisakkaritler organizma dışına uzanan yan zincirlerdir.
• Polisakkarid yapı iki kısımdan oluşur: öz polisakkarid ve o- polisakkarid
• Lipoprotein kompleks ( Lipid A) dış zarın iç kısmında bulunur ve toksik özellikten sorumludur.
• Bazı bakterilerde ( Salmonella, Shigella, Escherichia) LPS’nin lipid -A kısmı (endotoksin) insan ve hayvanlar için toksiktir.
11
Gram Negatif Hücre Duvarı
Lipopolisakkaridin Fizyolojik etkileri
• Ateş indüksiyonu,
• Lökosit sayısında değişiklik
• Kan damarlarında sızıntı
• Tümör nekrozu
• Kan basıncında düşme, sonunda şoka yol açar.
• Endotoksin yüksek konsantrasyonlarda letaldir
12
13 14
Gram Boyama
• Gram boyama tekniği, mikrobiyolojide sık kullanılan bir boyama yöntemi olup mikroorganizmaların sınıflandırılmasında ve tanımlanmasında kullanılır.
Gram boyama ile bakteriler “gram pozitif’ (gram
olumlu) ve “gram negatif’ (gram olumsuz) olarak ikiyeayrılır.
• Gram boyama için hazırlanacak preparatlarda kullanılacak kültürlerin genç (18-24 saatlik) olması gerekir. Daha yaşlı kültürlerle çalışılması durumunda yanlış sonuçlar alınabilir
15
Gram Boyama
• Basillerin yaklaşık yarısı, kokların büyük kısmı gram pozitiftir.
• Staphylococcus aureus,
• Bacillus subtilis,
• Staphylococcus epidermidis
• Spiral şekilli bakteriler ise gram negatiftir.
• E. Coli,
• Pseudomonas aeruginosa,
• Enterobacter aerogenes
16
Gram Boyama
17 18
Gram Boyama
• Gram (+) vc gram (-) mikroorganizmaların tamamı kristal viyole boyası ile mor renge boyanırlar. Preparata eklenen lugol solüsyonu ya da iodin ile gram (+) bakterilerin
oluşturdukları yapı, daha sonra ortama eklenen alkol ile giderilemez. Oysa gram (-) bakterilerin oluşturduğu yapı alkol ile giderilebilir. Bir başka deyişle, boya, bakteri hücresinden dışarıya salınır (dekolorizasyon).
19
Gram Boyama
20
Gram Boyama
21
Gram Boyama
Bazı bakteriler Gram boyası ile görülemezler
✓ Hücre içi organizmalar
➢(Chlamydia)
✓Hücre duvarı olmayanlar
➢(Mycoplasma, Ureaplasma)
✓Boyutu yetersiz kalanlar
➢ (Spiroketler)
22
Glikokaliks Tabaka
• Hücre duvarı dışında polisakkarit(bazen protein, özellikle glikoproteinler) içeren ağsı tabakadır.
• Bütün prokaryotik hücrelerde en azından ince bir tabaka halinde bulunur.
• Bu yapının en incesi slime (ince) tabaka en kalını da kapsül olarak adlandırılır.
• Kapsül ve slime, bakterilerin üremesi için gerekli değildir. Ancak, konakta bakteri yaşamının devamı için gereklidir.
• Prokaryotik hücrelerin konak doku yüzeylerine veya diğer bakterilere yapışmasını sağlar (Adherens).
Glikokaliks Tabaka
• Streptococcus mutans sukroz varlığında bir slime tabaka üretir. Diş taşı oluşumuna sebep olur
• Bir çok bakteri diş yüzeylerine yapışır ve S. mutans bir defa plak oluşturunca çürümeye yol açar
• Vibrio cholerae, glikokaliks salgılayarak bağırsak villuslarına yapışmayı sağlar.
Kapsül
• Genellikle Polisakkarit yapıda, yapışkan tabaka
• Bakterinin yaşaması için mutlak gerekli değildir.
• Genetik mutasyon ve çevre etkisiyle kaybolabilir
• Hücre duvarına sıkı bağlı
• Major virulans faktörü
• Hücre adezyonu ,Kolonizasyonda önemli rol oynar.
• Çevreden sinyalleri alır.
• Bakterileri antimikrobiyal maddelerin etkisinden korur.
• Anti fagositoz
– Bakterileri [Streptococcus pneumonia (zatüre,), Haemophilus influenzae (menenjit), Bacillus anthracis (Şarbon), Mycobacterium tuberculozis (verem)] lökositlerin fagositozundan korur
Kapsül
• Streptococcus pneumonia , kapsüllü olduğunda
• İnfekte ettiği hayvanların %90’ını öldürebilirken, kapsülsüz suşları hayvanları öldüremez.
• Bakteri aşıları hazırlanmasında kullanılır (pnömokok aşısı).
Pilus ve Fimbria
• Prokaryotik hücrelerin yüzeyinde kısa, saç gibi protein yapılardır.
• Flagelladan daha kısa ve incedirler.
• Bakterilerin vücutta hastalık oluşturmasındaki en önemli basamak olan, konak hücreye tutunmayı sağlayan protein yapıda kısa uzantılardır.
✓ Neisseria gonorrhoeae (gonore, bel soğukluğu)
✓ Bordetella pertussis (boğmaca
• Pilüs ve fimbria birbiri yerine kullanılabilse de, genellikle;
– Bakteriler arası genetik madde aktarımıyla ilgisi olmayanlar için fimbria
– Genetik madde aktarımında rol oynayanlar içinde pilus, kullanılır
Pili (Fimbria)
1. Uzun, konjugasyon veya F pilus (seks pilusu) 2.Kısa, tutunmadan sorumlu fimbria’lar
Fimbria
• Fimbrialar;
– Bulundukları bakteriye bulunduğu ortama uyum sağlamak için yardımcı oldukları sanılmaktadır – Ayrıca enfeksiyon ve virülans ile ilişkili oldukları
düşünülmektedir
• Epitel hücrelerine yapışma özelliği kazandırmak
• Fagositozu önlemek
– Bakterilerin hareketi ile bir ilişkisi yoktur – Hareketli ya da hareketsiz bakterilerde bulunabilir – Aynı tür bakterilerin bazılarında bulunup
bazılarında bulunmayabilir
Flagella (Kamçı)
• Hücre zarından çıkan protein yapıda uzantılar.
• Flagellin protein alt ünitelerinden oluşur
• Prokaryotlar çevresel stimulasyona cevap olarak hareket edebilirler
• rotasyon hareketi ile iş görür.
Flagella (Kamçı)
• Bakteri kirpikleri sayı ve bakteri vücudundaki lokalizasyonları bakımından değişiklikler gösterir
– Atrichia; Kirpiksiz bakterilerdir – Monotrichia; Yalnız bir adet kirpik, bakteri
kutuplarının birinde bulunur
– Amphitrichia; İki kutupta birer adet olmak üzere çift kirpikli bakterilerdir
– Lophotrichia; Bir veya iki kutbunda birden fazla sayıda kirpik bulunur
– Peritrichia; Bütün bakteri vücudu çevresinde birden çok kirpik olanlar
Flagella (Kamçı)
• Flagella bakterilerin çevresel hareketlerini sağlar.
pozitif kemotaksi: yaklaşma negatif kemotaksi: uzaklaşma fototaksi: ışığa yaklaşma
aerotaksi: oksijenden uzaklaşma veya oksijene yaklaşma
ozmotaksi: yüksek iyonik durumdan uzaklaşma veya yaklaşma
Flagella (Kamçı) BAKTERİLERİN ANTİJENLERİ
• Hücre duvarı antijenleri , O antijeni olarak
isimlendirilirler ve lipopolisakkarid yapısında yer alan tekraralayan polisakkarid dizilerinden oluşmuşlardır.
• Kapsül antijenleri de antijenik olarak tür içi kökenleri ayırmada çok kullanılan antijenlerdir.
• Bu antijenler hücre duvar antijenlerini gizleyerek aglütinasyonu engelleyebilir ve ısı ile inaktive olabilir (Salmonella typhi Vi antijeni gibi).
• Bazı bakteriler kirpiklerindeki flagellin ile antijenik olarak ayrılabilirler.
• Bu antijenlere H antijenleri adı verilir. Hareketsiz bakterilerde H antijeni bulunmaz.
Bakteri Üremesi Bakteri Üremesi
• Bölünme başlamadan önce, iki kardeş hücreye yetecek kadar organik ve inorganik maddelerin sentezini gerçekleştirir.
• DNA kendisini kopyalayarak miktarını iki katına çıkarır (DNA’nın kendisini kopyalamasına replikasyon denir.).
• Bu aşamada hücrede enine büyüme gösterir.
• Bölünecek hücrenin orta kısmından ara bölme (septum) oluşur.
• DNA’lar yeni hücrelere geçmek için birbirinden ayrılır.
• Ara bölmenin oluşması sonunda iki yavru hücre oluşur.
• Oluşan yavru hücreler birbirinin aynı genetik karaktere sahiptir.
37
Üremenin fazları
Birkaç bakteri sıvı besi yerine inokule edilir ve populasyon belli aralıklarla sayılırsa tipik bir bakteri üreme eğrisi elde edilir. Bunlar:
1. Latent faz, 2. Logaritmik faz, 3. Durgunluk fazı, 4. Ölme fazı’ dir.
Bak ter ile rd e Ür em e F azl ar ı
38
Bak ter ile rd e Ür em e F azl ar ı
39
1. Latent faz
• Bu dönemde, hücreler yeni inokule edildikleri besi yerinde hemen üremez ve hücre sayısında hemen hemen hiç artış meydana gelmez.
• Bu dönem 1 saat ile birkaç güne kadar devam edebilir.
• Fakat bu dönemde hücreler ölü veya inaktif değildir.
• Bakteri populasyonu yoğun bir metabolik aktiviteye, (özellikle enzim sentezine) sahiptir.
Bakterilerde Üreme Fazları
40
2. Logaritmik faz
Gerekli maddeleri yeterince alan ve sentezleyen hücreler kendi türüne özgü genetik olarak belirli generasyon süresi içindebelli aralıklarda bölünerek hızla çoğalmaya başlar.
• Bu dönemdeki kültürlerde generasyon süresi minimuma inerek sabit kalır ve belli zaman aralıklarında hücreler sayılırsa üreme eğrisi düz veya dik bir durum gösterir.
• Bu fazda fizyolojik olarak çok aktif olan
mikroorganizmalar fiziksel ve kimyasal etkilere karşı çok duyarlıdırlar.
• Mikroplar bu dönemde bir çok karakterleri yönünden bir örneklilik gösterirler.
Bak ter ile rd e Ür em e
41
• Üreme dönemi çok uzun sürmez ve bir süre sonra yavaşlar.
• Bunun nedenleri arasında;
• Ortamda sınırlı olan besin maddelerinin ve enerji kaynaklarının azalması,
• Metabolik artıkların ve toksik maddelerin birikmesi,
• Ozmotik basınç ve yüzey geriliminin değişmesi,
• Besi yerindeki karbonhidratların ayrışması sonucu oluşan organik asitlerin ortamın pH’sını düşürmesi sayılabilir.
Bak ter ile rd e Ür em e
42
3. Durgunluk fazı
• Mikropların ürediği sıvı ortamdaki bozulan optimal koşullar değişmedikçe üreme yavaşlar.
• Bakteri populasyonu bir süre sayıca değişmeden kalır ve sonra azalmaya başlar.
• Mikroorganizmaları devamlı üreme döneminde tutabilmek için Kemostatgibi özel cihazlar geliştirilmiştir.
• Kemostat; kültüre, mikrobun bölünme durumuna göre belli aralıklarla, belli miktarda taze besi yeri veren ve aynı miktarda kullanılmış besi yerini dışarı alan bir cihazdır.
Bak ter ile rd e Ür em e
43
4. Ölüm fazı
• Mikroplar uygun olmayan koşullarda ölmeye başlarlar.
• Populasyonda canlı mikrop sayısı gittikçe azalır. Ancak bütün mikroplar ölmeyebilir bazıları canlılıklarını koruyabilir. Bu nedenle üreme eğrisi sıfıra ulaşmaz.
• Ölme döneminde canlı kalabilen mikropların morfolojisinde involusyon formlarıgibi değişiklikler meydana gelebilir.
Bak ter ile rd e Ür em e
44