BAKTERLERN OALMASI METABOLZMASI VE LABORATUVAR TANI Bakterilerin reme
BAKTERİLERİN ÇOĞALMASI, METABOLİZMASI VE LABORATUVAR TANI
Bakterilerin Üreme dönemleri • • • Latent (Lag) dönem Hızlanma (Akselerasyon) Logaritmik (Log, exponensiyel) Yavaşlama (retardasyon) Çoğalmanın durması (Stasyoner faz) Ölüm
• Bakteriler ikiye bölünerek (binary fusion) çoğalırlar. • Çoğalmaları logaritmik olarak gerçekleşir (2 n : n üreme siklusu sonrası sayı). • Bir besiyerinde üremenin ilk dönemlerinde latent bir dönem vardır (lag dönemi). • Daha sonra üreme hızında artış ile akselarasyon dönemi başlar.
• Bu süre sonunda bakteriler en hızlı üredikleri logaritmik çoğalma dönemine girerler. Bu dönemde bakteri en kısa bölünme süresine ulaşır. Bu dönem antibiyotiklerin en etkili olduğu dönemdir. • Daha sonra üreme yavaşlar ve durur. Bu dönemde sayı sabit kalır. • Sonra besinin azalması ve oluşan toksik maddelerin artışı ile hızlı bir ölüm dönemi izlenir.
Jenerasyon zamanı • Bakterinin ortamda tamaman kaybolması genelde uzun bir sürede gerçekleşir. • Bir bakteri topluluğunda hücre sayısının ikiye katlanması için gereken süreye jenerasyon zamanı denir. • E. coli için 20 dk. • M. tuberculosis için 14 -24 saattir
KÜLTÜR (BESİYERİ)
• Bakterileri laboratuvarda üretmek için oluşturulan ortamlara, besiyeri adı verilir. • Katı besiyerlerinde üreyen bakterilerin çoğalmasıyla oluşan topluluklara koloni denir. • Koloniler tek bir bakterinin çoğalmasıyla oluştuklarından saf kültür olarak yorumlanırlar
• • • Besiyerleri bakteriler için gerekli Karbon Nitrojen Enerji kaynakları İnorganik tuzları Uygun H alıcı ve vericilerini içermelidir. Kolesterol mikoplazma dışı bakterilerin kültürleri için gerekli değildir
• Besiyerleri pepton (et suyu) temelinde olmak üzere çok çeşitli maddelerle sıvı ve katı ortamlar olarak hazırlanır. • Katı besiyerleri agar denilen, galaktoz polimeri olan 85 -95 C’de eriyip 40 -42 C’de donan, bakteriler tarafından kullanılmayan ve deniz alglerinden elde edilen bir madde ile oluşturulmaktadır.
• Sıvı besiyerinde üreme bulanıklık ile • Katı besiyerinde ise bakteriler çeşitli şekillerde koloniler oluştururlar. • Birçok bakteri için özel besiyerleri
Hücre kültürleri ve embriyonlu yumurta dışında üretilemeyenler. • Virüsler • Klamidyalar • Riketsiyalar
Kültürü yapılamamış olanlar • Mycobacterium lepra • Treponema pallidum
Oksijen varlığı ile üreme ilişkilerine göre sınıflama Zorunlu aerop: Oksijen varlığında ürerler. Son elektron alıcısı oksijendir. M. tuberculosis Bacillus türleri
• Fakültatif anaerop. Oksijen varlığında ya da yokluğunda kolayca üreyebilirler. Enterik bakterilerin çoğu böyledir. Oksijen varlığında aerop üreme tercih edilir. Bu şekilde ATP kazancı çok daha fazladır. Bunun sonucu olarak fermentasyon kullanıldığında glikoz ihtiyacı artacaktır, buna Pasteur etkisi denilir.
Mikroaerofil: Ancak belirli oranda oksijen varlığında ürerler. Campylobacter türleri Helicobacter türleri
Zorunlu anaerop : Son elektron alıcısı C, N, S gibi moleküllerdir. Oksijen çoğu için toksik etkilidir. Çünkü bu bakterilerde oksijen varlığında ortaya çıkan toksik ürünleri ortadan kaldıracak katalaz, süperoksid dismutaz gibi enzimler yoktur.
Fermentasyonla enerji sağladıkları için üremeleri için çok daha fazla besine ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden bu bakterileri üretmek için kullanılan besiyerlerinde redükte edici ajanlarla oksijen uzaklaştırılırken ek besinlerle zengin bir ortam oluşturulmalıdır.
Tercih ettikleri üreme sıcaklıklarına göre • Bazıları soğukta iyi üreyebilirken (psikrofil -8 / +15 C)……. Listeria türleri • Bazıları yüksek ısılarda iyi ürer(termofil 50 -70 C). • İnsan sağlığı için önemli olanlar ise en iyi 20 – 45 C ‘de üreyen mezofil bakterilerdir. • (Bazı Vibriolar gibi) yüksek tuz yoğunluklarında iyi ürerler(halofil).
BAKTERİLERİN METABOLİZMASI
• Tıbbi önemi olan bakteriler organik maddeleri yıkarak besin sağlayabilirler (Organotrof). • Bakteriler içinde klamidyalar zorunlu hücre içi bakteriler olmak dışında aynı zamanda enerji paraziti olarak davranırlar. • Besin maddelerini bakteriler dışarıdan parçalanmış olarak sitoplazma zarı yoluyla aktif transport ya da difüzyonla alırlar.
• Sitoplazmada bu maddeler endo enzimlerle parçalanarak ATP ve benzeri enerji depolayan maddeler oluştururlar.
• Klamidya ve viruslar enerji sağlayacak metabolizmaları yoktur. • Protozoonlar dışarıdaki maddeyi vakuollerine alarak sindirirler.
• Organik maddeler ekzoenzimlerle parçalanır. • Pasif difüzyon veya aktif transport ile içeri alınırlar. • Oksidasyon endoenzimlerle sürdürülür. • Oluşan enerji yüksek enerji fosfat bağları ile ayrıca asetil Co. A şeklinde depolanır. • Bu enerji anabolizmada kullanılır.
• Monosakkarid olarak hücreye giren glikoz burada önce • Embden – Meyerhof yolu ya da bazen • Etner – Doudorof yolunu izleyerek piruvik aside parçalanır. • Piruvattan çeşitli bakteriler farklı ürünler oluştururlar (asetoin, formik, butirik, laktik asit, etanol, . . . ).
• Bazen pentoz fosfat yolu kullanılarak steroid ve yağ asidi gibi maddelerin yapımı, NADPH eldesinde kullanılırlar. • Bakteriler aminoasitleri de fermentleyebilirler.
• Oksijen varlığında piruvik asit asetil koenzim A haline çevrilerek trikarboksilik asit (TCA- Krebs) döngüsüne katılır. • Bu yol bazı aerop bakterilerde bulunur. • Bir glikoz molekülünden 2 piruvat oluşumu sırasında 2 mol ATP, 2 mol piruvatın 6 mol CO 2 ve 6 mol H 2 O ‘a dönüşmesi sırasında 36 mol ATP elde edilir.
Oksijen yokluğunda ise • Bakteriler son elektron alıcısı olarak inorganik bileşikler kullanırlar. • Burada sitokrom oksidaz yerine nitrat redüktaz gibi bazı başka enzimler görev alırlar. • Proteinlerin eksik oksidasyonu sonucunda ise kokuşma (pütrefaksiyon) oluşur.
KATABOLİZMA YOLLARI • Embden-Meyerhof-Parnas yolu (glukoliz) • Sitrik asit siklusu(oksijenli ortamda EMP yolununun devamıdır. 160
• Sonuçta ön maddelerden ve oluşan enerjinin kullanılması ile biyosentez • Aminoasitlerden proteinler, • Basit şekerlerden polisakkaritler, • Gliserin, diğer alkoller ve yağ asitlerinden lipidler • Nükleotidlerden nükleik asitler • Peptidoglikan sentezi ise bakterilere özgü bir sentez şeklidir.
• Bakteriler çoğalma sırasında ayrıca Pigment Antimikrobik maddeler Bakteriosinler Toksinler Enzimler de oluştururlar.
• Bakteriyosinler bakteriler tarafından salgılanan, kendi türleri ya da yakın türleri üzerine etkili protein yapılardır ve bu özellikleriyle antimikrobiklerden ayrılırlar.
• Bakteri metabolizması operon adı verilen DNA dizilimleri ile kontrol edilirler. • Bazı enzimler yapısaldır ve her zaman sentezlenir. • Bazı enzimler ise indüklenince sentezlenirler. • Bu indükleyiciler genelde enzimin substratıdır.
• E. coli her zaman glikozu parçalayabilirken laktozlu bir ortamda laktozu parçalayabilmesi için bazı enzimlerin indüklenmesi ve bunun için bir süre geçmesi gerekir. • Bu süre sonunda beta galaktosidaz, galaktozid permeaz sentezi gerçekleşir ve laktoz yıkılmaya başlar.
- Slides: 38