MİKROORGANİZMALAR
Mikrobiyolojiye Giriş
Canlıları inceleyen bilim dalına biyoloji denir. Canlılar üçe ayrılır. Bitkiler, hayvanlar
ve mikroorganizmalar. Bitkileri inceleyen bilim dalına botanik (fitoloji), hayvanları inceleyen bilim dalına zooloji, mikroorganizmaları inceleyen bilim dalına mikrobiyoloji
denir. Mikrobiyoloji tek bir çatı altında toplanamayacak kadar büyük bir bilim dalıdır. Bu
nedenle çeşitli alt gruplara bölünmüştür. Genel mikrobiyoloji tüm alt bölümleri incelerken;
- Gıda mikrobiyolojisi
- Klinik (tıbbi) mikrobiyoloji
- Veteriner mikrobiyoloji
- Tarım mikrobiyolojisi
- Endüstriyel mikrobiyoloji gibi alt bölümler kendi konularında yoğunlaşır.
Mikroorganizmalar Hakkında Genel Bilgiler
Mikroorganizmalar, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçüktür, ancak mikroskop
yardımıyla görülebilen canlılardır. Mikroorganizmalara bakteriler, mayalar, küfler, algler
örnek verilebilir.
Mikroorganizmaların büyüklüklerini belirlemede metrik sisteme ait ölçü birimlerinden
yararlanılır. Genel olarak virüsler nanometre (nm=10-9m) ile diğer mikroorganizmalar ise
mikrometre (µm=mikron=10-6 m) ile belirtilmektedir. Genel olarak mikroorganizmaların
boyutları (virüsler hariç) 0,2-0,9 x 1,0-5,0 µm arasında değişmektedir. Virüslerde ise durum
biraz farklıdır. Virüslerin vücut yapılarının çok basit olması nedeniyle kesin boyut verilmesi
mümkün değildir. Tahminen çocuk felci virüsü 25 nm= 0,025 µm kadardır.
Tek bir hücre, çıplak gözle görülemezken tek bir hücreden milyonlarcası çoğalarak
koloni denen ve çıplak gözle görülebilen yapılar oluşur. Ekmeğin, yoğurdun üzerindeki
küfler, reçelin üzerindeki mayalar, sirkenin üzerinde toplanan sirke anası, vücutta çıkan
iltihaplı sivilceler ve çıbanlar, aslında koloni denen yapılardır.
Mikroorganizmaları yararlı ve zararlı olarak sınıflandırmak mümkün değildir.
İnsanların denetimi altındayken yararlı olan bir mikroorganizma başka bir yerde zararlı
olabilir. Örneğin, sirke yapımında kullanılan bakteri, şarap fabrikasına bulaşırsa işletmenin
tüm şarabını sirkeye çevirir ve büyük ekonomik kayba neden olur.
Mikroorganizmaların başlıca zararları şunlardır:
⇒Mikroorganizmalar; insanları, bitkileri ve hayvanları hasta eder, hatta öldürür.
⇒İnsan ve hayvanlarda çeşitli zehirlenmelere neden olur.
⇒Gıdaları bozarak kullanılamayacak hâle getirir.
⇒Ekonomik zarara ve kayıplara neden olur.
⇒Ürün kalitesini ve verimini düşürür.
⇒İş gücü kayıplarına sebep olur.
Mikroorganizmaların başlıca yararları şunlardır:
➤Doğadaki organik maddeleri çürüterek doğaya kazandırır.
➤Çeşitli gıdalar (yoğurt, kefir gibi) ve çeşitli endüstriyel ürünler (alkol, aseton,
butanol vs.) mikroorganizma yardımıyla elde edilir.
➤Biyolojik atık su arıtımında ve biyogaz reaktörlerinde mikroorganizmalardan
faydalanılır.
➤Maden yatakları mikroorganizmalar ile ıslah edilir.
➤Biyolojik gübre, biyoinsektisid üretiminde mikroorganizmalar kullanılır.
➤Doğadaki C, N, P, S gibi çevrimlerde mikroorganizmalar önemlidir.
➤Genetik pek çok çalışmada mikroorganizmalardan yararlanılır.
➤Bağırsaklarda bulunan bazı mikroorganizmalar K vitamini sentezinde
faydalıdır.
➤Vücudumuzun normal florasında bulunan mikroorganizmalar zararlı
mikroorganizmaların vücudumuza yerleşmesini engellemeye çalışır.
➤Toprakta verimliliği artırır.
Mikroorganizmaların Sınıflandırılması
Mikroorganizmaların gözle görülemeyecek kadar küçük olması, bunların birçok
özelliğinin saptanamamasına sebep olmaktadır. Bu durum sebebiyle yapılan sınıflandırmalar
mikrobiyolojik tekniklerin gelişmesiyle yeniden düzenlenmektedir. Mikroorganizmaların
çeşitli özellikleri dikkate alınarak yapılan farklı sınıflandırmalar mevcuttur.
➧Hücre yapılarına göre sınıflandırma
- Prokaryotik hücreye sahip olan mikroorganizmalar (bakteriler, riketsiyalar)
- Ökaryotik hücreye sahip olan mikroorganizmalar (mantar, maya, alg ve protozoonlar)
- Tam bir hücre yapısı göstermeyen, yaşamaları için gerekli metabolik aktiviteleri yetersiz olan (yaşayabilmeleri için canlı bir organizmaya ihtiyaç duyan) mikroorganizmalar (virüs ve prionlar)
- Aerobik mikroorganizmalar: Üremeleri ve yaşamaları için havadaki oksijene ihtiyaç gösteren mikroorganizmalar, doğada diğerlerinden daha fazla bulunur. Bunlar havasız koşullar altında gelişemez. Çünkü oksijensiz ortamlarda enerji elde edebilecek mekanizmaya sahip değillerdir. Dik agar besi yerlerinde üretildiği zaman genellikle üst kısımda koloni oluşturur.
- Fakültatif mikroorganizmalar: Bu gruba giren mikroorganizmalar hem aerobik hem de anaerobik koşullarda üreyebilme mekanizmasına (enzimatik sisteme) sahiptir.
- Anaerobik mikroorganizmalar: Anaerobik mikroorganizmalar, oksijenin bulunmadığı ortamlarda gelişebilir. Oksijen bunlar için zehirleyici tesir yapar.
- Mikroaerofilik mikroorganizmalar: Bu mikroorganizmalar havada bulunan orandaki kadar oksijen içeren ortamlarda gelişemeyip oksijen oranı %1–5’e kadar düşürülmüş veya havasına %5–10 CO2 katılmış yerlerde üreme olanağına sahiptir. Bunlar anaerobik değildir, böyle koşullarda da gelişemez.
- Psikrofil (soğuk seven) mikroorganizmalar
- Mezofil (ılık seven) mikroorganizmalar
- Termofil (sıcak seven) mikroorganizmalar
- İnorganik karbondan yararlananlar (Ototrof): Bu grupta bulunan mikroorganizmalar, kendisi için gerekli olan karbonu inorganik karbonlu bileşiklerden (CO2 gibi) elde eder.
- Organik karbondan yararlananlar (Heterotrof): Bu tür mikroorganizmalar, karbon kaynağı olarak organik bileşiklerden (karbonhidrat, amino asit, vitamin vs.) yararlanır. İnsan ve hayvanlarda hastalık oluşturan mikroorganizmaların birçoğu bu gruptadır.
Mikroorganizmaların İsimlendirilmesi
Mikroorganizmaların isimlendirilmesi ve bunun belli bir düzen ve kurala bağlanması,
pratik yönden büyük yarar sağlamaktadır. Aksi hâlde her araştırıcı bulduğu
mikroorganizmaya kendine göre bir isim verecek böylece aynı mikroorganizmanın birçok
değişik adı olacaktır. Bu durum, mikroorganizmaların tanımlanmasında büyük karışıklıklara
yol açacaktır.
Mikroorganizmaların bilimsel adları iki kelimeden oluşmaktadır. İlk kelime cinsini
ikinci kelime ise türünü göstermektedir. İlk kelime büyük harfle başlanarak ikinci kelime
küçük harfle yazılır. Cins ismi genellikle mikroorganizmayı bulanın adını veya morfolojik,
fizyolojik veya diğer karakterlerini gösteren bir kelimeden oluşabilmektedir. Tür adı ise
mikroorganizmanın çeşitli karakterlerini yansıtmaktadır (koloni rengi, yerleştiği yer,
oluşturduğu hastalık, biçim vs.).
Her iki ismi de italik harflerle veya koyu renkte ya da altları çizilerek yazılır. Öreğin;
Bacillus cereus, Staphylococus aureus, Proteus vulgaris, Salmonella typhi vs.
Cins isim, ilk veya birkaç harfi yazılarak kısaltılabilir. Örneğin, B. cereus, S. typhi,
Staph. aureus (S. aureus), Pr. vulgaris (P. vulgaris) gibi. Ancak son yıllarda cins ismi olarak
sadece tek harf kullanma eğilimi yaygın bir duruma gelmiştir.
Mikroorganizmaların Gelişimlerine Etki Eden Faktörler
Mikroorganizmaların gelişimleri ortam sıcaklığı, pH, nem, ozmotik basınç, radyasyon,
yüzey gerilimi, besin çeşitliliği ve miktarları gibi birçok faktörün etkisi altındadır. Bu
etkenlerden her birinin mikroorganizmanın gelişebildiği minimum (en düşük), maksimum
(en yüksek) ve optimal (ideal=en uygun) değerleri vardır.
Mikroorganizmaların en hızlı üreyip gelişebildikleri en uygun şarta optimal (ideal)
değer denir. Optimal ısı, optimal pH, optimal nem gibi… Mikroorganizmaların cins ve
türüne bağlı olarak besin ve ortam istekleri farklılıklar göstermektedir.
Ortam sıcaklığı
Mikroorganizmaların üremelerini büyük ölçüde etkiler. Mikroorganizmalar, kendi
türlerine özgü farklı ısı derecelerinde ürer. Minimum ve maksimum sınırlar arasında en iyi
üreme gösterdikleri ısı derecesine optimal ısı denir. Optimal ısı, her zaman maksimuma daha
yakındır.
Mikroorganizmalar, maksimum ısının üzerinde içlerindeki proteinlerin denatüre
olması sonucunda ölürler. Mikroorganizmalar, soğuğa sıcaktan daha fazla dayanır. Minimal
sıcaklığı geçince üremeleri duran mikroorganizmaların bu limit çok aşılsa bile ölmedikleri
görülür.
Radyasyon
Boşlukta veya materyal bir ortamda enerjinin dalgalar hâlinde yayılması olayıdır.
Mikroorganizmaların gelişimlerini olumsuz yönde etkiler, hatta ölümlerine sebep olur.
Pratikte mikrobiyoloji alanında radyasyon; sterilizasyon, dezenfeksiyon yapma ve
mutasyonlar oluşturmada kullanılır.
Su(nem)
Mikroorganizmaların üremesinde, gıda maddelerinin içeri girişinde ve içeride biriken
metabolitlerin ve diğer maddelerin dışarı çıkışında ve metabolik olaylarda çok önemli göreve
sahiptir. Üreme ortamlarında bulunan gıda maddelerinin bakteriler tarafından alınabilmesi
ancak bunların suda eriyebilir olmaları ile mümkündür ve su aracılığı ile bakteriye girer.
Aynı şekilde bakteri içindeki enzim veya metabolitlerin dışarı çıkabilmesinde de su önemli
rol oynar. Mikroorganizmaların gelişebilmesi için ortamda yeterli su miktarının bulunması
gerekir.
Oksijen
Oksijen ihtiyacı mikroorganizmaların türüne bağlı olarak değişiklik göstermektedir.
Yaşamlarını sürdürebilmeleri için bazı türler oksijenli (Aerop) ortama, bazıları oksijensiz
(Anaerop) ortama, bazıları ise az oksijenli (Mikroaerofil) ortama ihtiyaç duyarlarken bir grup
mikroorganizma da her ortamda (Fakültatif) yaşamını sürdürebilmektedir.
Ph
Bir ortamın pH'ı, içinde bulunan hidrojen iyonların konsantrasyonu ile ölçülür. Bir
sıvının pH'ı 1 ile 14 arasında değişir. Eğer pH = 1-6 arası ise asit, pH = 7.0 nötr ve pH = 8 ile
14 arası ise alkalidir. Asitlik 1'den 6’ya doğru azalır ve alkalilik ise 8'den 14'e doğru gittikçe
artar. Diğer bir ifade ile bir sıvının pH'ı 7'den küçükse asit, büyükse alkalidir.
Ortam pH'ı optimal sınırlar içinde olursa üreme ve gelişme sağlıklı gerçekleşir.
Minimal ve maksimal pH limitlerine yaklaştıkça üreme azalır ve durur. Asit ortamı seven
mikroorganizmalar (maya, küf, laktobasil, asetobakter vs.) yanı sıra alkali ortamlarda
üreyenler de (mikoplazma, toprak bakterileri, V. cholera vs.) vardır. İnsan ve hayvanlarda
hastalık oluşturanlar genellikle konakçının sıvı ve dokularının pH derecesinde (7.0-7.4) ürer.
Patojen mikroorganizmaların üreme pH limitleri, apatojenlerden daha dardır.
Osmotik Basınç
Osmotik basınç yarı geçirgen zarla ayrılmış iki farklı ortamın içinde eriyen maddelerin
konsantrasyonu ile ilişkilidir. Her iki tarafın osmotik basıncı veya eriyen maddelerin
konsantrasyonu denkleşinceye kadar geçiş gerçekleşir, bu olaya osmosis denir.
Mikroorganizmalar, içinde üredikleri sıvı ortamın osmotik basıncı ile kendi hücresi içindeki
osmotik basınç arasında bir denge kurmuşlardır. Bu denge, yarı geçirici olan hücre
membranları yardımı ile devam ettirilir. Mikroorganizmaların en iyi üreyebildikleri ortamın
osmotik basıncı, bakteri içindeki ile aynı olduğu durumdur (isotonik). Böyle ortamlarda
bakteri zarlarından giriş ve çıkış kolaylıkla olur ve bakteri gelişmesine ve üremesine devam
eder.
Eğer ortamın osmotik basıncı azalmış ise böyle durumlarda dışardan bakteri içine
fazla sıvı girerek bakteriyi şişirir (plazmoptiz), olay devam ederse bakteriyi patlatır.
Hipertonik, hiperozmotik ortamlarda ise bakterinin içinden dışarı fazla sıvının çıkması
sitoplazmik membranın hücre duvarından ayrılarak büzülmesine ve ortada toplanmasına
neden olur (plazmoliz).
Mikroorganizmalar bulundukları ortamlarda optimal koşullar altında, iyi bir üreme ve
gelişme gösterir. Ancak bu uygun şartlar, uzun süre devam etmez ve belli bir zaman sonra
mikroorganizmaların üremeleri sınırlanır ve durur. Eğer olumsuz koşullar değiştirilmezse
veya iyileştirilmezse mikroorganizma ölümleri başlar, giderek artar ve canlı mikroorganizma
sayısında azalmalar meydana gelir. Ancak canlı kalmayı başarabilen mikroorganizmalarda
da morfolojik bazı değişiklikler (şekillerinde bozukluklar) ortaya çıkar.
Mikroorganizmalarda Beslenme
Organizmaların enerji sağlayabilmesi, gelişmesi, çoğalması ve yaşayabilmesi için
beslenmesi ve bu nedenle de çeşitli gıda maddelerini alması gerekir. Bu maddelerin bir
bölümü doğrudan ortamlardan sağlanmasına karşın bir kısmı da hücre içinde sentezlenir.
Böylece yaşam için gerekli olan mikro ve makro moleküller hazırlanır ve gerekli yerlerde
kullanılır.
Mikroorganizmaların yapıları incelendiğinde kuru ağırlıklarının %95'inden fazla bir
kısmını bazı temel elementlerin (karbon, oksijen, hidrojen, nitrojen, sülfür, fosfor, potasyum,
kalsiyum, magnezyum ve demir) oluşturduğu görülür. Bunlara aynı zamanda fazla
gereksinim duyulur ve bulundukları ortamdan fazla miktarlarda alınır. Bu maddelere makro
element adı da verilmektedir.
Mikroorganizmalar tarafından daha az ihtiyaç duyulan maddeler de bulunmaktadır.
Bunlar, mikro element olarak adlandırılmaktadır. Bunlar arasında manganez, çinko, kobalt,
molibden, nikel ve bakır bulunmaktadır.
INSTAGRAM
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder