BÖLÜM 1: GENEL BAKTERİYOLOJİ

1.1. GİRİŞ VE PROKARYOTİK HÜCRENİN TEMELLERİ

Bakteriler, yeryüzündeki yaşamın biyokimyasal temellerini oluşturan, prokaryotik (çekirdeksiz) hücre yapısına sahip mikroorganizmalardır. Ökaryotik hücrelerden (insan, mantar, bitki) en temel farkları; nükleer zar, mitokondri, golgi aygıtı ve endoplazmik retikulum gibi zarla çevrili organellerinin bulunmamasıdır.

1.1.1. Boyut ve Şekil (Morfoloji)

Bakteriler genellikle 0.2 – 2.0 µm çapındadır. Temel morfolojik formlar şunlardır:

1. Koklar (Yuvarlak):

   • Diplokok: Çiftler halinde (Örn: Neisseria gonorrhoeae).

   • Streptokok: Zincir (Örn: Streptococcus pyogenes).

   • Stafilokok: Üzüm salkımı (Örn: Staphylococcus aureus).

   • Sarsina: Küp şeklinde 8-16'lı paketler.

2. Basiller (Çomak):

   • Kokobasil: Kok ile basil arası kısa form (Örn: Brucella).

   • Diplobasil/Streptobasil: Çift veya zincir çomaklar.

3. Spiral Formlar:

   • Vibrio: Virgül şeklinde (Örn: Vibrio cholerae).

   • Spirillum: Sert kıvrımlı.

   • Spiroket: Esnek, tirbuşon benzeri (Örn: Treponema pallidum).

1.2. BAKTERİ HÜCRE ZARFI VE YÜZEY YAPILARI

Bakterinin dış yapısı, boyanma özelliklerini ve hastalığa neden olma (virülans) yeteneğini belirler.

1.2.1. Hücre Duvarı ve Peptidoglikan

Hücre duvarı, bakteriyi ozmotik basınca karşı korur. Ana maddesi Peptidoglikan (Mürein) tabakasıdır. Bu yapı, N-asetil glukozamin (NAG) ve N-asetil muramik asit (NAM) moleküllerinin çapraz bağlarla bağlanmasıyla oluşur. Penisilin grubu antibiyotikler tam olarak bu sentezi hedef alır.

• Gram Pozitif (+) Duvar:

  • Çok kalın bir peptidoglikan tabakası (20-80 nm) vardır.

  • Teikoik Asit: Hücre duvarını sağlamlaştırır ve antijenik özellik taşır.

  • Gram boyamada Kristal Viyole'yi tutar ve MOR boyanır.

• Gram Negatif (-) Duvar:

  • İnce bir peptidoglikan tabakası (2-3 nm) vardır.

  • Dış Zar (Outer Membrane): Sadece Gram negatiflerde bulunur.

  • Lipopolisakkarit (LPS): Dış zarda bulunur. "Endotoksin" olarak bilinir (Lipid A kısmı). İnsanda ateş ve şoka neden olan kısımdır.

  • Gram boyamada alkol ile boyayı kaybeder, safranin ile PEMBE boyanır.

• Hücre Duvarı Olmayanlar: Mycoplasma cinsi bakterilerin hücre duvarı yoktur, bu yüzden penisilinlere doğal dirençlidirler ve pleomorfik (şekilsiz) yapıdadırlar.

1.2.2. Glikokaliks (Kapsül ve Slime Tabakası)

• Kapsül: Hücre duvarının dışında, genellikle polisakkarit yapılı, organize ve sıkı bir örtüdür. Bakteriyi fagositozdan korur (Örn: S. pneumoniae). Kapsüllü bakteriler daha hastalık yapıcıdır.

• Slime (Biyofilm) Tabakası: Gevşek yapılıdır. Bakterinin yüzeylere (kateter, protez, diş) yapışmasını sağlar.

1.2.3. Hareket ve Tutunma Organelleri

• Flagella (Kamçı): Flagellin proteininden oluşur. Bakterinin kemotaksis (besine gitme/toksinden kaçma) yapmasını sağlar.

  • Monotrichous: Tek uçta tek kamçı.

  • Peritrichous: Tüm yüzeyi kaplayan kamçılar (Örn: E. coli).

• Fimbria (Pilus): Flagelladan kısa, tüy benzeri yapılardır.

  • Sıradan Pili: Yüzeylere tutunmayı sağlar (Adhezyon).

  • Seks Pili: Genetik materyal aktarımı (Konjugasyon) için köprü kurar.

1.3. BAKTERİ HÜCRE İÇİ YAPILARI

1.3.1. Sitoplazma ve Ribozomlar

Bakteri sitoplazması organel içermez. Protein sentezi Ribozomlarda gerçekleşir.

• Bakteri ribozomları 70S büyüklüğündedir (50S ve 30S alt birimler).

• İnsan ribozomları 80S olduğu için; Tetrasiklin veya Makrolid gibi antibiyotikler sadece 70S'i hedef alarak insana zarar vermeden bakteriyi öldürür.

1.3.2. Nükleoid ve Plazmidler

• Nükleoid: Bakteri DNA'sının (tek, halkasal, çift sarmal) yumak halinde bulunduğu bölgedir. Histon proteini içermez.

• Plazmid: Ana kromozomdan bağımsız, kendi kendini eşleyebilen küçük DNA halkalarıdır. Antibiyotik direnç genlerini taşırlar ve bakteriler arasında aktarılabilirler.

1.3.3. Endosporlar (Uyuyan Hücreler)

Bazı bakteriler (sadece Bacillus ve Clostridium cinsleri), ortam şartları bozulduğunda (besinsizlik, kuraklık) metabolizmayı durdurup spor formuna geçer.

• Özelliği: Isıya, radyasyona, dezenfektanlara karşı son derece dirençlidir.

• Önemi: Sterilizasyon prosedürleri (otoklav) sporları öldürecek standartta olmalıdır (121°C, 15 dk).

1.4. BAKTERİYEL FİZYOLOJİ VE ÜREME

1.4.1. Üreme: Binary Fission (İkiye Bölünme)

Mitoz bölünme görülmez. DNA eşlenir, septum (duvar) oluşur ve hücre ikiye ayrılır.

1.4.2. Bakteriyel Büyüme Eğrisi (4 Faz)

Kapalı sistemlerde (laboratuvar kültürü) büyüme grafiği şöyledir:

1. Lag Fazı: Adaptasyon süreci, bölünme yok, metabolik aktivite yüksek.

2. Log (Eksponansiyel) Faz: Hızla üreme. Bakterilerin antibiyotiklere en duyarlı olduğu, Gram boyama özelliklerini en iyi gösterdiği dönem.

3. Stationary (Durgunluk) Fazı: Besin tükenir, toksik atık birikir. Ölen ve üreyen sayısı eşittir. Sekonder metabolitler (antibiyotikler, ekzotoksinler) bu evrede üretilir.

4. Ölüm Fazı: Logaritmik ölüm gerçekleşir.

1.4.3. Atmosferik Gereksinimler

• Zorunlu Aerob: Oksijen şart (Örn: Pseudomonas, M. tuberculosis).

• Zorunlu Anaerob: Oksijen toksiktir (Örn: Clostridium tetani).

• Fakültatif Anaerob: Oksijen varsa solunum, yoksa fermantasyon yapar (Örn: E. coli, Staphylococcus). En sık karşılaşılan gruptur.

• Mikroaerofil: Düşük dozda oksijen ister (%5 O2) (Örn: Helicobacter pylori).

1.5. PATOJENEZ: BAKTERİLER NASIL HASTALIK YAPAR?

Bakterinin hastalık yapma yeteneğine Patojenite, bunun derecesine Virülans denir.

1.5.1. Toksinler

Bakteriler iki ana tip toksin üretir:

1.6. LABORATUVAR TANISINDA TEMEL PRENSİPLER

Bir patoloji teknikeri veya mikrobiyolog için bakterinin adını koymak (İdentifikasyon) şu sırayla yapılır:

1. Mikroskopi: Gram boyama ile şekil ve boyanma özelliğine bakılır.

2. Kültür: Uygun besiyerine (Kanlı agar, EMB agar vb.) ekim yapılır.

3. Biyokimyasal Testler:

   • Katalaz Testi: Stafilokok (+) ile Streptokok (-) ayrımında.

   • Koagülaz Testi: S. aureus (+) ile diğer stafilokokların ayrımında.

   • Oksidaz Testi: Pseudomonas ve Neisseria tanısında.