Mikroorganizmalar

MİKROORGANİZMALAR
Mikrobiyoloji bilim dalı, biyolojinin sayısız alt kollarından yanlızca birisi olmasına karşın biyolojinin temelini oluşturduğunu söyleyebiliriz
Mikroorganizmalar mikroskobun icadından sonra keşfedilmesine karşın, Pasteur mikrobiyolojinin babası sayılmaktadırPasteur'un kuduz aşısını bulmasından sonraki diğer büyük keşfi ise havasız ortamdaki bazı maya ve bakterilerin solunum son ürünü olarak alkolü verdiğini ortaya koymasıdır
Mikroorganizmalar yanlızca gözle görülebilen yaratıklardırBu yaratıklar aklınıza gelebilecek hemen her yerde yaşarlarSürekli sirkülasyon halinde bulunan atmosferden yerin derinliklerine, antartika buzullarının içlerinden gayzer kaynaklarına kadar yeryüzünün hemen her yerinde yaşarlar
Mikroorganizmalardan yalıtılmış bir yer neredeyse yokturEllerinizin içinde, çamaşırlarınızda, arabanızda, halılarda, televizyonunuzun üstünde, kısacası hemen heryerde onlar mutlaka vardırBu yaratıklar Çevremizi adeta hava gibi sarmasına rağmen şu an bize saldırıp etki edememesinin nedeni ise vücudumuzdaki savunma sistemidirEğer savunma sistemimizi yanlızca 1 dakikalığına vücudumuzdan ayrı tuttuğumuzu varsayarsak, anında mikropların saldırısına uğrayarak ya ölecek kadar yada sakat kalacak derecede hastalanacaktık
Tıp alanında, endüstride, tarımda ve gıda sanayiinde mikrorganizmalardan oldukça faydalanılırÖrneğin sütün yoğurt ve peynire dönüşmesi bakteriler sayesinde olurDiğer bir bakteri türü ise bazı çöp toplama merkezlerinde metan gazı üretimi için kullanılırlar
Mikroorganizmalardan en bilinenlerini ise " Bakteriler " oluşturmaktadırDiğer bilinenleri ise algler, tek hücreli yosunlar, tatlı su mikroorganizmaları, mayalar ve virüslerdirBunları teker teker ele alarak inceleyelim
Ön bilgi :
Bakteriler taksonomik olarak sınıflandırılırken " Prokaryot " sınıfına dahil edilirler
Prokaryot sınıfındaki canlıların vücutları yanlızca bir hücreden oluşur ve vücutlarını oluşturan hücrede organel (mitokondri, ribozom, endoplazmik retikulum vs) bulunmaz ve ayrıca sahip oldukları DNA nın muhafaza edildiği bir nukleusları (çekirdekleri) de yoktur
Ökaryot (Eucaryota) sınıfına giren canlılar ise hem hücre içi organellere sahiptir hemde tek hücreli canlılardan (Algler, mayalar, archaeler vs) çok hücreli canlılara kadar (kedi, tavşan gibi) geniş bir tür yelpazesine sahiptir
Bakteriler şekillerine göre ve bulundukları ortama gösterdikleri toleransa göre sınıflandırılırlar

Resimlerden en soldakinde görülen bakteri " Spirillum " adını alırAdını şeklinden alan (spiral) bu bakteri, yoğunluğu (vizikositesi) çok yüksek sıvılarda rahatlıkla yüzebilmektedirBunu yaparken bakteri kendi ekseni etrafında dönerek tıpkı bir vidanın tahta yuva içerisinde ilerlediği gibi yüksek yoğunluklu sıvı ortam içerisinde hiç zorlanmadan hareket eder
Ortadaki resimde görülen bakteri ise " Çomak (Bacillus) " bakteridirBu bakteriler pasif olarak hareket ederlerYani bulundukları ortamın akımına bağlı olarak yer değiştirirler fakat flagellalarıyla (kamçı) aktif olarak hareket edebilenleride vardırFlagellaya sahip bir bakteri çok süratli olarak yüzebilmektedir
En sağdaki resimde ise bir " Kok (Coccus) " bakterisi görmektesinizBu bakterilerin şekli ise küre gibidirFakat resimde tesbih taneleri gibi dizili bir koloni görülüyorBakterilerin bu şekilde sıralanıp koloni oluşturmasına ise
" Streptococ " adı verilirAynı şekilde koloni oluşturan çomak yani " Bacillus " bakterilerine ise " Streptobacillus " adı verilir
Bunun dışında bakteriler bulundukları ortamın şartlarına karşı gösterdikleri toleransa görede sınıflandırılırlarÖrneğin asitli ortama tolerans gösteren yada çok sıcak veya çok soğuk ortamlarda yaşayan bakteriler gibi
Bakteriler çok geniş bir yaşama alanına sahiptirlerAnartikada 0 derecedeki buzulların içerisinde yaşadıkları gibi , " Gayzer " adı verilen ve 100 derece sıcaklıktaki kaynar su püskürten kuyularda bile yaşarlarBu kadar düşük soğuklukta ve bu kadar yüksek sıcaklıkta yaşamlarını devam ettirebilmeleri, vücutlarındaki koruyucu " Kalkan enzimleri " ile başarılır
Soldaki şekilde bir " Metan " bakterisi görülmektedir
Bu bakteriler yerin çok derinlerinde oksijen bulunmayan ortamlarda yaşamaktadırlarÖyleki oksijen gazı bu bakteriler için öldürücü etkisi olan bir zehir gibidirBu yüzden oksijenin ulaşamadığı derin yerlerde yaşarlar
Endüstride kullanılan bu bakteriler gerekli ortam koşulları sağlanmak koşuluyla ortamdaki maddeleri kullanarak kendisi için enerji depolarken solunum son ürünü olarakta metan gazını dışarı verirBu mükemmel biyokimyasal özellikleri sayesinde insanlar tarafından çöp toplama merkezlerinde metan gazı üretimi için kullanılırlar

Mikroorganizmaların o kadar çok türü vardır ki bu türlerin yanlızca % 1'i insan ve diğer canlılar üzerinde hastalık meydana getirirlerGeriye kalan % 99'luk çoğunluğa sahip türler ise doğada simbiyotik yada kommensal olarak yaşarlar
Bakterilerin bazı türleri " Spor " veya " Kist " adı verilen kalkanlarla kendilerini kötü şartlara karşı korurlarBakteriler bu kalkanlarla kendilerini yüzyıllar boyunca dış ortamdan izole edebilirlerOrtam şartları düzeldiği zaman kist veya sporlarını kırarak tekrar hücre içi metabolik faaliyetlerini harekete geçirirler
Bakterilerin diğer bir mükemmel özellikleri ise birbirlerine DNA nakilleri yaparak iletişim kurmalarıdır
Bir bakteri ya ortama başka bir bakteri tarafından bırakılmış DNA yı yada ölmüş ve parçalanmış bir bakterinin DNA sını hücre duvarından içeri alarak kendi DNA zincirine eklerBu sayede başka bakterilerin sahip olduğu DNA bilgilerini kendine ekleyerek direnç sağlar
Bakterilerin bu özelliği tıp alanında büyük problem teşkil ederÖrneğin hastalandınız ve doktorunuz size belirli periyotlarda kullanmanız için antibiyotik (mikrop kırıcı) verdiEğer siz bu antibiyotiği gereği gibi kullanmayıp aksatırsanız, bakterilerin birbirleri arasında DNA alışverişinde bulunmalarına zaman bakımında yardım etmiş olursunuz
Bir bakteri antibiyotiği algıladığında direnç genlerini hareke geçirerek bir tür protein üretirBu protein antibiyotiğe karşı bakteriyi korurBakteri bununlada kalmaz ve antibiyotiğe direnç geninin bir kopyasını çıkarıp ortama bırakırOrtamda serbest dolanan ve direnç genini taşımayan diğer bir bakteri ise kopyalanan bu geni kendi bünyesine alarak kendisini dirençli hale getirmiş olur
Bir bakterinin bu derece mükemmel bir donanımla antibiyotiklere ve ilaçlara karşı meydan okuması, ve oluşturduğu kalkanlarla yüzyıllar boyu hiç bir değişikliğe uğramadan kendini dış koşullara karşı koruyabilmesi, bir yaradılış harikası olduğunu gözler önüne sermektedir
Ökaryotlar (Eucaryota) :
Ökaryotları prokaryotlardan en önemli özellik, DNA larını muhafaza eden bir nukleusa ve hücre içi organellere sahip olmalarıdır
Ökaryotlardan en bilinenleri ise maya hücreleri, alg, amip, terliksi hayvan vb canlılardırBu canlılar çok geniş bir yaşam alanı yelpazesine sahiptirDenizlerde, okyanuslarda, derelerde, göllerde, havuzlarda ve su birikintilerinde yaşayabilirler

Soldaki resimde nukleusu oldukça belirgin olan (hücrenin ortasında) bir tatlı su mikroorganizmasını, sağdaki resimde ise bir ekmek mayasının karmaşık halini görmektesinizTekhücreli bu canlılar bakterilere çok benzemekle birlikte gerek organelleri gerekse hücre içi metabolik faaliyetlerinin karmaşıklığı ile bakterilerden ayrılırlar
Maya hücreleride tıpkı bakteriler gibi koloni kurabilirlerBu sayede hem kimyasal maddeleri ortak olarak kullanırlar hemde DNA değiş tokuşu yaparlarBu değiş tokuş işlemi ise yanyana gelip köprü kurmaları ile gerçekleşirBu olaya ise " Konjugasyon " adı verilir
Tatlı sularda yaşayan çoğu tek hücreli canlılar " Ameboik " hareketler ile yer değiştirirler Bu hareketleri nasıl meydana getirdikleri ise tam olarak anlaşılamamıştır
Ameboik hareket, canlının vücudunun şekilden şekile girmesiyle meydana gelir(Bkz :Yandaki resim ve ana sayfadaki hareketli resim)Bu canlıların beslenmeleride yine ameboik hareketlerle gerçekleşir
Hücre zarlarının dışarısında bulunan bir besini içeriye almak için canlı ilk olarak besinle temas eder ve hücre zarından içeriye doğru bir çöküntü oluşturur

Besin bu çöküntünün içerisine girer girmez çöküntü ters taraftan kapanır ve kese halini alırDaha sonra oluşan bu kesenin ağızı, besin maddesi hücrenin iç tarafına gelecek şekilde tekrar açılırVe böylelikle besin maddesi hücre içerisine alınmış olur
Yandaki resimde, ameboik hareketlerle bir bitki artığını hücresinin içerisine almış olan bir " Alg " görülüyor
Alg, besin maddesini hücre içerisine alır almaz Lizozom yani enzim keselerini faaliyete geçirir ve besini sindirmeye başlarSindirilen besin artıkları yine aynı şekilde kese oluşturma yöntemiyle dışarı atılır
Resme dikkatlice baktığınızda hayvanın vücudunun içerisindeki karmaşık yapıları görebilirsinizBu yapılar canlının organellerini temsil etmektedir ve kimyasallarla boyanmadığı zaman ışık mikroskobunda şeffaf olarak görünürler

Bazı mikroorganizmalar ise ameboik hareketlerden ayrı olarak sahip oldukları flagellalarla hareket ederlerBu flagellalar canlının arkasından uzanan kamçı benzeri yapılar olup ATP enerjisi kullanırlarBuna karşın çok üstün bir hareket kabiliyetine sahiptirler
Resimde de gördüğünüz gibi canlının arkasında fazla sayıda flagella bulunmaktadır
Bu flagellalar bazı canlılarda mitokondri de üretilen ATP (Adenin Tri Fosfat) yi kullanırken bazılarında ise çıplak (+) yüklü protonları kullanırlar

Flagellaların çok hızlı ve kıvrak olarak hareket etmesi hayvana olağan üstü bir hız kazandırırEğer bu canlı bir insan kadar büyük olsaydı suya bırakıldığında saatte 200 km hızla yüzecekti
Ancak mikroskopla görülebilen bu minicik canlılar aslında bizlerin gözünden kaçan çok büyük bir görevi yerine getirmektedirler
Eğer bakteri ve diğer tüm mikroorganizmalar yer yüzünde var olmasaydı yere düşen bir yaprak, ölmüş bir hayvan veya gömülen bir insan cesedi asırlar boyunca hiç bir değişikliğe uğramadan yerlerinde kalacaktıİşte bu mükemmel yaratıklar kendilerine yaratılıştan verilen emir doğrultusunda hareket ederek doğayı sürekli olarak temizlemekte ve ekolojik dengeyi sağlamaktadırlar
Diğer bir mikroorganizma türü ise " Mantarlar " dırBu canlılar genellikle nemli yerlerde yaşamayı severlerİnsanlarda özellikle ayak parmakları arasında görülen mantar hastalığının kaynağı ise ayakların yıkandıktan sonra nemli bırakılmasıdır
Genellikle ormanlarda ağaç diplerinde ve sulu ortamlarda yaşayan mantarlar, spor denilen bir tür eşey hücresi ile ürerler

Soldaki resimde bir mantar spor hücresini, sağdaki resimde ise tıpkı bakteriler gibi koloni kurmuş bir mantar hücre grubunu görmektesinizBu canlılarda tıpkı diğer mikroorganizmalar gibi denizel ve karasal ekolojik dengelerin korunmasına yardımcı olmaktadırlar
Parazitler :
Parazitler, bir canlıya bağımlı olarak yaşayabilen ve üzerinde yaşadığı canlıya zarar veren mikroorganizmalardırBu canlılardan bazıları çok büyük boyutlara ulaşabilecek kadar erginleşebilir
Bir parazit üzerinde yaşadığı canlının besinine ortak olarak yaşamını sürdürürBesine ortak olması ise üzerinde yaşadığı canlının zayıf düşmesine ve hastalanmasına neden olurGünümüzde bilinen birçok hastalık parazitler neticesinde meydana gelir
Parazitlerin en bilinenlerinden birisi ise kedi, köpek ve sığırlarda yaşayan şerittirŞerit başlangıçta kistle kaplı bir yumurta halinde iken konak canlının sindirim sistemine geldiği zaman sahip olduğu kisti kırarak erginleşmeye başlar ve hayvanın bağırsağına yerleşir
Resimde görülen hücreler, bir sığır tenyasının yumurtalarıdır
Bu yumurtalar karmaşık bir çevrim sonrası hayvanın sindirim sistemine girdikten sonra bağırsaklara yerleşerek derhal gelişmeye başlarlar
Bu gelişme ta ki hayvan erginleşip kancalarıyla konak hayvanın bağırsaklarına tutunana dek sürer
Hayvanın kisti ise sığırın midesindeki asitler vasıtasıyla çözülerek sindirim kanalı boyunca bağırsağa kadar ilerler

Parazitler genellikle üzerinde yaşadıkları konak canlılarının bağırsaklarında yaşarlar
Bağırsak parazitler için vazgeçilmez bir mekandır çünki bağırsakta besinler henüz sindirilmek üzeredir ve parazit, bağırsaklar tarafından emilmek üzere olan bu hazır besini kendisi kullanmaya başlarTabii bu sırada konak canlıyada zarar verirler
En çok bilinen bir tür olan E - coli bakterisininde kendi alt türleri arasına patojen özelliğe sahip bakterilerde vardırPatojen bakteriler bir canlı içerisine girdiği zaman canlı üzerinde hastalık yapma özelliğine sahiptirTıp alanında özellikle ameliyathanelerde bu tip bakterilerin ameliyat esnasında açık olan yara bölgesine bulaşmaması için çok fazla sterilizasyon önlemleri alınır
Sterilizasyon yöntemlerinin başında ise mikrop kırıcı kimyasallar gelirBunun dışında ısıtma, UV ışığına tutma ve buharlama gibi yöntemlerle cerrahi aletlerin temizlenmesi sağlanır
UV yüksek enerjili bir ışık olup bakteri içerisine kadar nüfuz ederek bakterinin DNA sını parçalarUV ışık dalga boyu bakteriyi kesin olarak öldürdüğünden dolayı gıda sanayiinde sıklıkla kullanılır

Soldaki şekilde patojen özelliğe sahip bir E - coli kolonisi görülüyorBu bakteriler kontamine olduğu canlı üzerinde ciddi rahatsızlıklara neden olurlar
Koli basili (çomak) adı verilen diğer bir mikroorganizma türü ise kirli denizlerde ve durgun sularda yaşamaktadırKoli basilleri belli bir sayının altında oldukları takdirde bulaştığı canlının kan hücreleri tarafından yok edilebilirler fakat sayıları arttıkça kan hücrelerine üstün gelmeye başlarlar ki nihayetinde ateşli hastalıklara neden olurlar
Bu yüzden belirli periyotlarda denize girilen yerlerde Koli basili sayımı yapılır


Soldaki resimde yine bir patojen mikroorganizma olan " Bacillus " yani çomak bakteri görülüyor
Bir parazitin, yaşadığı canlı üzerinde hastalık yapma gücü ve süresi türden türe değişirÖyleki bazı parazit mikroorganizmalar hafif bir ateş meydana getirirken, bazı parazitler canlıyı bir kaç hafta içerisinde bile öldürebilmektedir
Parazitlerin yaşamını ve hastalık yapıcı özelliklerini inceleyen bilim dalı ise " Parazitoloji " dir

İlginç olan diğer bir bulgu ise parazit mikroorganizmaların konak canlılar dışında, kendi aralarında da savaş halinde olmalarıdır
Biliyoruzki bakteriler ve diğer mikroorganizmalar çok hızlı üreyen canlılardırEğer bakteriler için özel hazırlanmış bir besi kabına 100 - 200 bakteriden oluşan bir koloniyi yerleştirip uygun koşulları sağlarsanız (37 C sıcaklık), bu bakteri topluluğunun sayısı 24 saat çerisinde milyonları bulabilir
Dünya üzerinde ise neredeyse sonsuz denilecek kadar çok sayıda mikroorganizma vardırHer bir mikroorganizmanın bu derece hızlı ürediğini var sayarsak dünyanın bir kaç saat içerisinde boğazına kadar mikrorganizmalara batması gerekecekti
İşte mikroorganizmaların birbirleri arasındaki yaşam mücadelesi böyle bir duruma engel teşkil ederBir mikroorganizma, hem kendi grubundaki mikroorganizmalarla hemde diğer başka tür mikroorganizmalarla sürekli bir kimyasal savaş içerisindedir
Bunu durumu bir grafikle gösterelim

Şekilde bir bakteri kolonisinin, gerekli besin ve uygun şartlar altındaki populasyon - zaman grafiğini görmektesiniz
Bakteriler başlangıçta az sayıda olup çok süratli bir şekilde üremeye başlarlarA bölgesi bu hızlı üreme fazını göstermektedir
Bakteri populasyonu büyüdükçe ortamdaki besin maddeleri azalmakta ve bakterilerin dışarıya verdiği toksik madde miktarında artış meydana gelmektedirBesin maddelerinin azalması neticesinde üreme hızı belli bir limitin üzerine çıkamazBu devre duraklama devridir ve B harfiyle gösterilmiştir
C harfiyle gösterilen bölge ölüm devresidirBu devrede toksik madde miktarı besin maddesi miktarının çok üzerindedirOrtamda çok fazla bulunan toksik maddeler bakteriler için zehir etkisi yapmakta ve ölümlerine neden olmaktadırDolayısıyla üreme hızıda ölümlere bağlı olarak süratle düşüş gösterir
Eğer doğada böyle bir feedback mekanizması var olmasaydı şu an ortamdaki mikroorganizmalar yüzünden göz gözü görmeyecek ve yaşamdan söz edemeyecektik
Mikroorganizmalar her ne kadar bizlerin gözünden kaçan önemsiz yaratıklar gibi gözüksede gerek yaşam biçimleri gerekse yerine getirdiği görevler bakımında doğanın dengesi için vazgeçilmez birer unsurlardırMikroorganizmalarda tıpkı diğer yaratıklar gibi kendisini tasarlayan varlığın emri doğrultusunda doğadaki tüm canlıların yaşamını devam ettirebilmesi için hiç durmadan çalışmaktadırlar
Doğadaki hiçbir canlı yoktur ki birbirleriyle etkileşim içerisinde olmasın