docChapter 1 - WordPress.com
download 
Şikayet Transkript
Chapter 1 - WordPress.com
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikrobiyoloji 14BBT112 1 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Öğretim Elemanı • • • • • 2 Yrd. Doç. Dr. Ünal ŞENEL Mikrobiyoloji Email: [email protected] Twitter: @bioengineer2 Web : http://biolecturenotes.wordpress.com Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Kaynaklar • Ana Kitap 1. Brock Mikroorganizmaların Biyolojisi. Palme Yayınları 3 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Ders saati Perşembe 13:00-14:40 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Dersin Not Sistemi 5 Metod Miktar Oran (%) ÖDEV 1 20 Vize sınavı 1 40 Final sınavı 1 40 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. DÖNEM PROGRAMI 1.Hafta-- 25 Şubat Mikrobiyolojiye Giriş 2.Hafta-- 3 Mart Mikroskop 3. Hafta--10 Mart Mikrobiyal Gelişim 4. Hafta--17 Mart Uygulama-1; Laboratuvar ve Mikroskop 5. Hafta--24 Mart Bakteriler ve Arkealar 6. Hafta--31 Mart Uygulama-2; Bakteri Boyama Teknikleri 7.Hafta-VİZE SINAVI 8. Hafta--14 Nisan Ökaryotik Mikroorganizmalar 9. Hafta—21 Nisan Mikrobiyal Beslenme 10. Hafta—28Nisan Mikrobiyal Büyüme Kontrolü 11. Hafta—5 Mayıs Uygulama-3 Dilüsyon Teknikleri ve Saf Kültür 12. Hafta—12 Mayıs Konak Direnci 13. Hafta—19 Mayıs Atatürk‘ü Anma Gençlik ve Spor Bayramı 14. Hafta—26 Mayıs Gıda Mikrobiyolojisi 15.Hafta– 30Mayıs-10Haziran FİNAL SINAVI 20-24 Haziran BÜTÜNLEME SINAVLARI 6 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikroorganizmaların Önemi • Gezegendeki en kalabalık ve en çok çeşide sahip organizma grubudur • Gezegen üzerinde her yerde bulunurlar • Temel elementlerin döngüsünde en büyük role sahiptir • Besinlerin kaynağıdırlar ve bazıları fotosentez yaparlar • Yiyecek, içecek, antibiyotik ve vitamin üretimi ile topluma fayda sağlarlar • Bazıları bitki ve hayvanlarda hastalığa sebep olur 7 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikrobiyal Dünyanın Üyeleri • Organizmalar ve aselülar yapılar bir yardımcı eleman kullanılmadan gözle görülemeyecek kadar küçüktürler – bazısı < 1 mm, bazısı mikroskopik • Bu organizmalar yapısal olarak , yüksek oranda farklılaşmış hücreler ve belirgin dokulara göre daha basit yapıdadırlar 8 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikrobiyal Hücre Çeşitleri • Prokaryotik hücreler gerçek zarla çevrili-sınırlandırılmış çekirdekten yoksundur • Ökaryotik hücrelerin bir zarla çevrili çekirdekleri morfolojik olarak çok kompleks ve genellikle prokaryotik hücrelerden daha büyüktür 10 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Sınıflandırma Şemaları • 3 Alem Sistemi, Ribozomal RNA karşılaştırılmasına göre temellendirilmiştir. – Bacteria (Gerçek bakteriler), – Archaea – Eukarya (eukaryotes) 11 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Bakteriler Alemi • Genellikle tek-hücreli • Çoğunluğu peptidoglycan dan yapılmış hücre duvarına sahiptir. • Çoğu zarla çevrili çekirdeğe sahip değildir • Heryerde bulunurlar, bazıları sıra dışı ortamlarda bulunabilir • Siyanobakterler (Cyanobacteria) önemli miktarda oksijen üretirler 12 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Arkea Alemi • Kendilerine özgü rRNA dizisiyle bakterilerden ayrılır • Hücre duvarlarında peptidoglikan tabaka yoktur • Kendilerine özgü zar lipidlerine sahiptirler • Bazıları sıra dışı metabolik özelliğe sahiptir • Çoğu olağan dışı çevrelerde yaşar 13 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Ökarya Alemi - Ökaryotik • Protista – Genellikle Bakteri ve Arkealardan daha büyüktürler – – – – Algler – Fotosentetik protozoa – Hareket edebilirler ―hunters, grazers‖ Cıvık mantarlar– Hayat döngüleri iki evrelidir Küf Mantarları – Bitkilerde yıkıcı hastalıklar yaparlar • Mantarlar-fungi – Mayalar - Tekhücreli – Mantarlar – Çok hücreli 14 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 15 • Alg Protozoa • Küf Maya Cıvık mantar Çok hücreli Mantar Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Aselülar Enfeksiyon Ajanları • Virüsler – En küçük mikroorganizmalar – Çoğalabilmeleri (replikasyon) için konak hücreye ihtiyaç duyarlar – Farklı hastalıklara sebep olurlar, bazısı kanser yapar • Viroidler – RNA dan oluşan enfeksiyon ajanları • Prionlar – Enfeksiyon yapan ptoteinler 16 Mikrobiyal • Canlılığın tanımı – Hücre ve organizasyon – Çevresel değişikliklere tepki – Büyüme ve gelişme – Enerji kullanımı ve metabolizma – Homeostazi ve düzenleme-tertip – Üreme Figure 1.3 Mikrobiyal Türler • İzole popülasyonlarda üreme tabiri ökaryotik mikroplar için tam uyar Bakteriler ve Arkealar eşeyli üreyemezler ve SUŞ terimi kullanılır – SUŞ, saf bir mikrobiyal kültürün çoğaltılmasıdır – Biovar, serovar, morfovar, patovar • İkili isimlendirme – Cins ve Tür isimleri (Stafilokokus aureusStaphylococcus aureus) Mikrobiyoloji • Mikroorganizmaların biyolojisi • Kullanılan Araçlar – Mikroskop – Kültür teknikleri – Moleküler genetik – Genomik Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikroorganizmaların Keşfi • Antony van Leeuwenhoek (16321723) – Mikroorganizmaları tam olarak ilk gözlemleyen kişi 21 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. 22 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Kendiliğinden Gelişme (Spontaneous Generation) Karmaşası • Kendiliğinden Gelişme – Canlı organizmalar, cansız veya çürümüş maddelerden gelişmiştir • Francesco Redi (1626-1697) – Kendiliğinden Gelişimi çürüttü – Kokuşmuş et üzerindeki kurtçukların sinek yumurtalarından geldiğini buldu 23 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Fakat Kendiliğinden Gelişim Mikroorganizmalar için Doğru olabilir mi? • John Needham (1713-1781) – Deneyi: Cam şise (Flask)Et suyu (Koyun) Kaynattı Ağzını kapattı – Sonuç: Et suyu bulanıklaştı ve mikroorganizma bulaştı • Lazzaro Spallanzani (1729-1799) – Deneyi: Cam şise (Flask)Et suyu Ağzını kapattı Kaynattı – Sonuç: Mikroorganizma üremesi görülmedi..(Bulanıklaşma yok) 24 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Louis Pasteur (1822-1895) • his experiments – – – – placed nutrient solution in flasks created flasks with long, curved necks boiled the solutions left flasks exposed to air • results: no growth of microorganisms 25 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Louis Pasteur (1822-1895) 26 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Kendiliğinden Gelişim Teorisine Son Darbe • John Tyndall (1820-1893) – Toz zerrelerinin mikroorganizma taşıdığını gösterdi – Ortamda toz bulunmadığında hatta direk olarak havayla temas etse de sıvı besiyerinin steril kaldığını gösterdi – Ayrıca bakterilerin ısıya dayanıklı formllarının olduğu ile ilgili kanıtlar sağladı • Ferdinand Cohn (1828-1898) 28 – Isıya dayanıklı bakterilerin Endospor ürettiğini gösterdi Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikroorganizmaların Hastalıklardaki Rolü • İlk başlarda etkisi bilinmiyordu • Enfeksiyon hastalıkların doğaüstü güçlerin yaptığına inanılıyordu • Hastalıklarla ilişkisi mikroplarla çalışma tekniklerinin gelişmesiyle kurulmuştur 29 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikroorganizmalar ile hastalıklar arasındaki ilişkinin Kanıtlanması • Agostini Bassi (1773-1856) – İpek böceğinde bir hastalığa bir mantarın sebep olduğunu gösterdi • M. J. Berkeley (ca. 1845) – Büyük İrlanda patates kıyımına küf mantarının (water mold) sebep olduğunu gösterdi • Heinrich de Bary (1853) – İs ve pas mantarlarının tahıllarda hastalık yaptığını gösterdi. 30 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Başka Çalışmalar • Louis Pasteur – Mikroorganizmaların fermantasyon yaptığını gösterdi – Pastörizasyon tekniğini geliştirdi – İpek böceğinde Pébrine hastalığına bir prozoanın sebep olduğunu buldu 31 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Başka kanıtlar… • Joseph Lister 32 – Dolaylı bir kanıt olarak, mikroorganizmaların hastalığın nedensel ajanları olduğunu buldu – Cerrahi operasyonlarda mikroorganizmaların yaralardan bulaşmasını engellemek için kullanılan aletleri ve malzemeleri uygun hale getirecek metot geliştirdi. – Onun hastaları his patients had fewer postoperative infections Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Final • Robert Koch (1843-1910) – Bacillus anthracis ile antraks(Şarbon) hastalığı arasında ilişki kurdu – Hocası, Jacob Henle (1809-1895) tarafından geliştirilen kriterleri kullandı – Bu kriterler bu gün Koch postülatları (Faraziye-öngörü) • Günümüzde hala kullanılan, Belirli bir hastalık ile belirli bir mikroorganizma arasında bir bağ vardır 33 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Figure 1.14 34 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Koch’ un Postülatları • Mikroorganizmalar hastalığın her aşamasında vardırlar fakat sağlıklı bireylerde bulunmaz • Kuşkulanılan mikroorganizmalar izole edilebilir ve saf kültürleri çoğaltılabilir • İzole edilen mikroorganizmalar sağlıklı bir bireye verildiği zaman aynı hastalığı sonuç verir • Aynı organizma hasta bireyden tekrar izole edilebilir 35 Koch Postülatlarının Sınırları • Bazı organizmalar saf kültür olarak gelişmeyebilir • Faraziyeleri (postülat) tamamlamak için insan kullanılması etik değildi • Moleküler ve genetik kanıtların değişme ihtimali var Figure 1.15 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikrobiyal Patojenlerle Çalışmak İçin Geliştirilen Teknikler • Koch‘un öncülük ettiği veya geliştirdikleri: 38 – agar – petri kabı – Zengin sıvı besiyeri (nutrient broth) ve Zengin agar (nutrient agar) – Microorganizmaları izole etmek için metodlar Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Diğer Buluşlar… • Charles Chamberland (1851-1908) – Porselen bakteri filtreleri.. Ivanoski and Beijerinck bu filtreleri kullanarak Tütün mozaik hastalığı üzerinde çalıştı.. • Hastalıklı bitki ekstraktında enfeksiyon ajanları tanımladı. Bu ajanlar bakterilerden daha küçük ve filtrelerden geçebiliyordu • Enfeksiyon ajanlarının sonradan virüs olduğu gösterilmiştir 39 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Diğer Buluşlar… • Pasteur ve Roux – Patojen kültürlerinin inkübasyonu, uzun aralıklarla yapılan taşınmalarda hastalık yapma özelliklerini kaybettiklerini bulmuşlardır • Pasteur ve arkadaşları – Tavuk kolerası, antraks ve kuduza karşı aşı geliştirdiler 40 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. İmmünolojik Çalışmalar • Konak savunma sistemi çalışmaları başadı • Edward Jenner (ca. 1798) – Çiçek hastalığından korunmak için aşılama prosedürü kullandı (smallpox) NOT: bu olay öncülüğünde mikroorganizmaların hastalıktaki rolü belirlendi 41 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Buluşlar…. • Emil von Behring (1854-1917) and Shibasaburo Kitasato (1852-1931) – Difteri ve tetenoz için antitoksinler geliştirildi – Doğuştan gelen (humoral immunity) bağışıklık için kanıt • Elie Metchnikoff (1845-1916) – Kanda bakterileri yakalayan fagositik hücreleri buldu – Hücresel bağışıklık için kanıt 42 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Endüstriyel Mikrobiyoloji ve Mikrobiyal Ekolojideki Gelişmeler • Louis Pasteur – Alkol fermantasyonunun ve diğer fermantasyonların mikrobiyal aktivite sonucu olduğunu gösterdi – Pastörizasyon prosedürünü geliştirdi 43 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Mikrobiyal Ekolojideki Gelişmeler • Sergei Winogradsky (1856-1953) ve Martinus Beijerinck (1851-1931) – Toprak mikroorganizmaları ile çalıştılar ve önemli Metabolik olaylar keşfettiler (ör., nitrojen fiksasyonu) – Zenginleştirilmiş kültürlerin kullanımına öncülük ettiler ve seçici besiyerini geliştirdiler 44 Moleküler ve Genomik Metodlar • Bu alandaki gelişmeler ve bilginin hızlı yayılması Mikrobiyolojinin ikinci altın çağının yaşanmasına önccülük etti • Buluşlar.. – Restriksiyon endonükleazlar (Arber and Smith) – İlk rekombinant molekül (Jackson, Symons, Berg) – DNA sekanslama metodları (Woese, Sanger) – Biyoenformatik ve genemik sekanslama ve analiz Mikrobiyolojinin Temel Alanları • Tıbbi mikrobiyoloji – insan ve hayvan hastalıkları • Halk sağlığı mikrobiyolojisi- bulaşıcı hastalıkların yayılması ve kontrolü • immünoloji – bağışıklık sistemi konak canlıyı patojenlerden nasıl korur Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Diğer alanlar… • Mikrobiyal ekoloji : organizmalar ile çevre arasındaki ilişkinin kurulması – Yeryüzü mikrobiyal popülasyonunun 1% ‗ den az kısmı kültür yapılmıştır • Tarımsal mikrobiyoloji: mikroorganizmaların tarım alanındaki etkisi ile ilgilenir – gıda güvenliği mikrobiyolojisi – Hayvan ve bitki patojenleri 47 Diğer alanlar… • Endüstriyel mikrobiyoloji 1800 lerde başladı – fermentasyon – antibiyotik üretimi – Peynir ve ekmek üretimi.. • mikrobiyal fizyoloji, mikroorganizmaların metabolik yolları üzerinde çalışır Diğer alanlar.. • Moleküler biyoloji, mikrobiyal genetik ve biyoenformatik, genetik bilginin tabiatını, hücre ve organizmaların gelişmesini ve fonksiyonlarını nasıl düzenlediği üzerinde çalışır • Mikroplar genomun bir model sistemidir
hücreden dışarı doğru taşar
