9 YILDIR SUYU DEĞİŞTİRMİYOR

Bakteri
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Koleranın etkeni olan Vibrio cholerae bakterilerinin taramalı elektron mikroskopisi ile elde edilmiş bir görüntüsü.

Bilimsel Sınıflandırma

• Üst âlem: Bacteria - Bakteriler
  • Âlem ve şubeler
    • Âlem: Bacteria - Bakteriler
      • Şube: Acidobacteria
      • Şube: Actinobacteria
      • Şube: Aquificae
      • Şube: Bacteroidetes
      • Şube: Chlamydiae
      • Şube: Chlorobi
      • Şube: Chloroflexi
      • Şube: Chrysiogenetes
      • Şube: Cyanobacteria
      • Şube: Deferribacteres
      • Şube: Deinococcus-Thermus
      • Şube: Dictyoglomi
      • Şube: Fibrobacteres
      • Şube: Firmicutes
      • Şube: Fusobacteria
      • Şube: Gemmatimonadetes
      • Şube: Nitrospirae
      • Şube: Planctomycetes
      • Şube: Proteobacteria
      • Şube: Spirochaetes
      • Şube: Thermodesulfobacteria
      • Şube: Thermotogae
      • Şube: Verrucomicrobia
      • Yeri belli olmayan cinsler

Bakteriler tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücrelerinin sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur; toplu olarak dünyada beş nonilyon (5×1030) bakteri bulunmaktadır, bunlar dünyadan biyokütlenin çoğunu oluşturur. Bakteriler gıdaların geri dönüşümü için hayati bir öneme sahiptirler ve gıda döngülerindeki çoğu önemli adım, atmosferden azot fiksasyonu gibi, bakterilere bağlıdır. Ancak bu bakterilerin çoğu henüz tanımlanmamıştır ve bakteri şubelerinin sadece yaklaşık yarısı laboratuvarda kültürlenebilen türlere sahiptir. Bakterilerin araştırıldığı bilim bakteriyolojidir, bu, mikrobiyolojinin bir dalıdır.
İnsan vücudunda bulunan bakteri sayısı, insan hücresi sayısının on katı kadardır, özellikle deride ve sindirim yolu içinde çok sayıda bakteri bulunur. Bunların çok büyük bir çoğunluğu bağışıklık sisteminin koruyucu etkisisiyle zararsız kılınmış durumda olsalar, ayrıca bir kısmı da yararlı (probiyotik) olsalar da, bazıları patojen bakterilerdir ve enfeksiyöz hastalıklara neden olurlar; kolera, frengi, şarbon, cüzzam ve veba bu cins hastalıklara dahildir. En yaygın ölümcül bakteriyel hastalıklar solunum yolu enfeksiyonlarıdır, bunlardan verem tek başına yılda iki milyon kişi öldürür, bunların çoğu Sahra altı Afrika'da bulunur. Kalkınmış ülkelerde bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde ve çeşitli hayvancılık faaliyetlerinde antibiyotikler kullanılır, bundan dolayı antibiyotik direnci yaygınlaşmaktadır. Endüstride bakteriler, atık su arıtması, peynir ve yoğurt üretimi, biyoteknoloji, antibiyotik ve diğer kimyasalların imalatında önemli rol oynarlar.
Bir zamanlar bitkilerin Schizomycetes sınıfına ait sayılan bakteriler artık prokaryot olarak sınıflandırılırlar. ökaryotlardan farklı olarak bakteri hücreleri hücre çekirdeği içermez, membran kaplı organeller de ender olarak görülür. Gelenekesel olarak bakteri terimi tüm prokaryotları içermiş ancak, 1990'lı yıllarda yapılan keşiflerle prokaryotların iki farklı gruptan oluştuğu, bunların ortak bir atadan ayrı ayrı evrimleşmiş oldukları bulununca bilimsel sınıflandırma değişmiştir. Bu üst alemler Bacteria ve Archaea olarak adlandırılmıştır.

Bakteriyolojinin tarihçesi

Antonie van Leeuwenhoek, ilk mikrobiyolog, ve mikroskop kullanarak bakterileri ilk gören kişi.

Bakteriler ilk defa 1676'da Antonie van Leeuwenhoek tarafından, kendi tasarımı olan tek mercekli bir mikroskopla gözlemlenmiştir. Onlara "animalcules" (hayvancık) adını takmış, gözlemlerini Kraliyet Derneği'ne (Royal Society'ye) yazılmış bir dizi mektupla yayımlamıştır. Bacterium adı çok daha sonra, 1838'de Christian Gottfried Ehrenberg tarafından kullanıma sokulmuş, eski Yunanca "küçük asa" anlamına gelen βακτήριον -α (bacterion -a)'dan türetilmiştir. Latince kullanımıyla Bacteria, bakteri sözcüğünün çoğulu, bacterium ise tekilidir.
Louis Pasteur 1859'da fermantasyonun mikroorganizmaların büyümesi sonucu meydana geldiğini ve bu büyümenin yoktan varoluş yoluyla olmadığını gösterdi. (Genelde fermantasyon kavramıyla ilişkilendirilen maya ve küfler, bakteri değil, mantardır.) Kendisiyle ayni dönemde yaşamış olan Robert Koch ile birlikte Pasteur, hastalık-mikrop teorisi'nin erken bir savunucusu olmuştur. Robert Koch tıbbi mikrobiyolojide bir öncü olmuş, kolera, şarbon ve verem üzerinde çalışmıştır. Verem üzerindeki araştırmalarında Koch mikrop (germ) teorisini kanıtlamış, bundan dolayı da kendisine Nobel Ödülü verilmiştir. Koch postülatları'nda bir canlının bir hastalığın nedeni olduğunu belirlemek için gereken testleri ortaya koymuştur; bu postülatlar günümüzde hâlâ kullanılmaktadır.
On dokuzuncu yüzyılda bakterilerin çoğu hastalığın nedeni olduğu bilinmesine rağmen, antibakteriyel bir tedavi mevcut değildi. 1910'da Paul Ehrlich Treponema palidum 'u (frengiye neden olan spiroket) seçici olarak boyamaya yarayan boyaları değiştirerek bu patojeni seçici olarak öldüren bileşikler elde etti, böylece ilk antibiyotiği geliştirmiş oldu. Ehrlich, bağışıklık üzerine yaptığı çalışmasından dolayı 1908 Nobel ödülünü kazanmış, ayrıca bakterilerin kimliğini tespit etmek için boyaların kullanılmasına öncülük etmiştir; çalışmaları Gram boyası ve Ziehl-Neelsen boyasının temelini oluşturmuştur.
Bakterilerin araştırılmasında büyük bir aşama, Arkelerin bakterilerden farklı bir evrimsel soya ait olduklarının 1977'de Carl Woese tarafından anlaşılmasıdır. Bu yeni filogenetik taksonomi, 16S ribozomal RNA'nın dizilenmesine dayandırılmış ve üç alanlı sistem'in parçası olarak prokaryot alemini iki evrimsel alana (üst âleme) bölmüştür.

Köken ve erken evrim
Modern bakterilerin ataları, yaklaşık 4 milyar yıl önce, dünyada gelişen ilk yaşam biçimi olan tek hücreli mikroorganizmalardı. Yaklaşık 3 milyar yıl boyunca tüm canlılar mikroskopiktiler, bakteri ve arkeler yaşamın başlıca biçimleriydi. Bakteri fosilleri, örneğin stromatolitler, mevcut olmakla beraber, bunların kendine has morfolojilerinin olmaması, bunlar kullanılarak bakteri evriminin anlaşılmasına veya belli bakteri türlerinini kökeninin belirlenmesini engellemektedir. Ancak gen dizileri bakteri filogenetiğinin inşası için kullanılabilir, bu çalışmalar bakterilerin arke/ökaryot soyundan ayrılmış evrimsel bir dal olduğunu göstermiştir. Bakteri ve arkelerin en yakın zamanlı ortak atası muhtemelen yaklaşık 2,5-3,2 milyar yıl önce yaşamış bir hipertemofil'di.
Bakteriler, evrimdeki ikinci büyük ayrışmada, ökaryotların arkelerden oluşmasında da yer almışlardır. Bunda, eski bakteriler, ökaryotların ataları ile endosimbiyotik bir ilişki kurmuşlardır. Bu süreçte, proto-ökaryotik hücreler, alfa-proteobakteriyel hücreleri içlerine alıp mitokondri veya hidojenozomları oluşturdular. Bu organeller günümüz ökaryotlarının tümünde hala bulunmaktadır ("mitokondrisiz" protozoalarda dahi aslında son derece küçülmüş olarak mevcutturlar). Daha sonraki bir dönemde, farklı bir olay sonucu, bazı mitokondrili ökaryotların, siyanobakteri-benzeri canlıları içlerine alması sonucunda, bitki ve yosunlardaki kloroplastlar oluştu. Hatta bazı yosun gruplarında bu olayı izleyen başka içe almalar meydana gelmiş, bazı heterotrofik ökaryotik konak hücrelerin, ökaryotik bir alg hücresini içine alması sonucunda "ikinci kuşak" bir plastid oluşmuştur.

Morfoloji

Bakterilerde hücre morfolojisi ve düzeni büyük bir çeşitlilik gösterir.

Bakteriler, morfoloji olarak adlandırılan, şekil ve boyutları bakımından büyük bir çeşitlilik gösterir. Bakteriyel hücreler ökaryotik bir hücrenin yaklaşık onda biri boyundadır, tipik olarak 0,5-5,0 mikrometre uzunluktadırlar. Ancak, bir kaç tür, örneğin Thiomargarita namibiensis ve Epulopiscium fishelsoni yarı milimetre boyunda olabilir ve çıplak gözle görülebilir. En küçük bakteriler arasında Mikoplazma cinsinin üyeleri bulunur, 0,3 mikrometre olan bu bakteriler en büyük virüsler kadar küçüktür. Bazı bakteriler daha da küçük olabilirler ama bu ultramikrobakteriler henüz iyi tanımlanmamıştır.
Çoğu bakteri türleri ya küresel ya da çubuksu şekilli olur. Küresel olanlar kokus (veya coccus; Eski Yunanca tohum anlamında kókkos 'tan), çubuksu olanlar basil (Latince çubuk anlamlı baculus 'tan) olarak adlandırılır. Vibrio olarak adlandırılan bazı çubuksu bakteriler biraz eğri veya virgül şekillidir; diğerleri spiral şekillidir, spirillum olarak adlandırılır, veya sıkıca sarılı olur, spiroket olarak adlandırılırlar. Az sayıda bazı türler tetrahedron veya küp benzeri şekilde olabilirler. Yakın zamanda keşfedilen bazı bakteriler uzun çubuk şeklinde büyür ve yıldız şekilli bir kesite sahiptir. Bu morfolojinin sağladığı yüksek yözölçümü-hacim oranı bu bakterilere az besinli ortamlarda bir avantaj sağladığı öne sürülmüştür. Hücre şekillerindeki bu büyük çeşitlilik bakterinin hücre duvarı ve hücre iskeleti tarafından belirlenir. Hücre şekli, bakterinin gıda edinmesine, yüzeylere bağlanmasına, sıvı içinde yüzmesine ve doğal avcılarından kaçmasına etki eder.
Çoğu bakteriyel tür tek hücre halinde varlığını sürdürür, diğerleri ise kendilerine özgü biçimlerle birbirlerine bağlanır: Neisseria diploitler (ikililer) oluşturur, Streptokok zincir, StafilokokNocardia cinsine ait bazı türler, hatta karmaşık, dallı iplikçikler oluşturur, bunlar küflerdeki miselyuma benzer.
üzüm salkımı gibi kümeler oluşturur. Bazı bakteriler iplik (filament) oluşturacak şekilde uzayabilir Actinobacteria'da olduğu gibi. İpliksi bakterilerde çoğu zaman içinde pek çok hücre bulunan bir kın vardır. Bazı tipleri, örneğin

Prokaryotlarda görülen büyüklükler, diğer canlılar ve bazı biyomoleküllere kıyaslama

Bakteriler yüzeylere bağlanıp biyofilm denen yoğun kümeler oluştururlar. Bu filmler birkaç mikrometre kalınlıktan yarım metre derinliğe kadar değişebilir, ve birden çok bakteri, protista ve arke türü içerebilir. Biyofilmlererde yaşayan bakteriler, hücre ve hücre dışı bileşenler ile karmaşık bir düzen oluştururlar. Meydana gelen ikincil yapılar arasında mikrokoloniler de sayılabilir, bunların içinde bulunan kanal şebekleri gıdaların daha kolay difüzyonunu sağlar. Doğal ortamlarda, örneğin toprak ve bitkilerin yüzeyinde, bakterilerin çoğunluğu biyofilim aracılığıyla yüzeye bağlanır. Biyofimler tıpta da önemlidir, çünkü bu yapılar kronik bakteriyel enfeksiyonlarda ve vücut içine yerleştirilmiş tıbbi cihazlarda bulunurlar. Biyofilmler içinde kendini koruyan bakterilerin imhası, tek başına ve izole durumda olan bakterilerinkinden çok daha zordur.
Daha karmaşık morfolojik değişiklikler de bazen mümkündür. Örenğin amino asitlerden yoksun kalınca Myxobacteria'lar civarlarındaki diğer hücreleri algılamak için yeter çoğunluk algılaması (İng. quorum sensing) denen bir süreç kullanırlar. Bu süreçte bakteriler birbirlerine doğru hareket eder ve yaklaşık 100.000 bakteri içeren 500 mikrometre büyüklüğünde tohum yapıları (İng. fruiting bodies) oluştururlar. Tohum yapılarında bulunan bakteriler farklı görevler yerine getirir; böylesi bir kooperasyon, çok hücreli organizasyonun basit bir tipini meydana getirir. Örneğin, her on hücreden biri bu tohum yapılarının tepesine göç eder ve miksospor adında özelleşmiş uyuşuk (dormant) bir yapı oluştururlar. Miksosporlar normal hücrelere kıyasla kurumaya ve diğer olumsuz çevresel şartlara daha dayanıklıdır.

Hücresel yapı

Tipik bir bakteri hücresinin yapısı ve içindekiler

Hücre içi yapılar
Bakteri hücresi hücre zarı olarak adlandırılan bir lipit zarla çevrilidir. Bu zar, hücrenin içindekiler içine alıp, besinler, protein ve sitoplazmanın diğer gerekli bileşenlerini hücrenin içinde tutar. Bakteriler prokaryot olduklarından dolayı sitoplazmalarında ender olarak zar kaplı organeller bulundururlar, içlerinde büyük boylu yapılardan az sayıda olur. Bakterilerde hücre çekirdeği, mitokondrisi, kloroplast ve ökaryotlarda bulunan, Golgi aygıtı ve endoplazmik retikulum gibi diğer organellerden yoktur. Bir zamanlar bakterilerin sadece sitoplazmadan içeren basit torbalar olduğu düşünülürdü ama artık karmaşık bir yapıları olduğu bilinmektedir, örneğin prokaryotik hücre iskeleti, ve bazı proteinlerin bakteriyel sitoplazmanın belli konumlarında stabil olarak konuşlanması gibi. Hücre içi organizasyonun bir diğer seviyesi mikrokompartımanlaşma ile sağlanır. Bunun bir örneği olan karboksizom, lipit membran yerine, polihedral bir protein kabukla çevrili olan bir bölmedir. Bu polihedral organeller, ökaryotlardaki zar kaplı organellere benzer bir şekilde, bakteri metabolizmasının bölümlerinin hücre içinde konuşlanmasını ve birbirlerinden ayrı tutulmasını sağlar.
Çoğu önemli biyokimyasal tepkime, örneğin enerji üretimi, membran aşırı bir konsantrasyon gradyanı ile, bir bataryadakine benzer şekilde, potansiyel fark oluşması sonucu meydana gelir. Bakterilerde genelde dahilî zarlı yapıların olmaması nedeniyle, elektron taşıma zinciri gibi bu tür tepkimeler, hücre zarının iki yanı arasında, yani sitoplazma ile periplazmik aralık veya hücre dışı arasında oluşur. Ancak, çoğu fotosentetik bakteride plazma zarı çok kıvrımlıdır, hücrenin çoğunu ışık enerjisi toplayan membran tabakaları ile doldurur. Yeşil kükürt bakterilerinde bu ışık toplayıcı komplekslerin kimisi klorozom adlı lipit örtülü yapılar oluşturur. Başka proteinler hücre zarından içeri besin ithal eder, veya atık maddeleri sitoplazmadan dışarı atar.

Karboksizomlar protein kaplı bakteriyle organellerdir. Üstte solda Halothiobacillus neapolitanus'da bir karboksizomun elektron mikroskop resmi, altta ise saflaştırılmış bir karboksizomun resmi. Sağda bunların yapısının bir modeli bulunmaktadır. Ölçek çubukları 100nbsp;nm uzunluğundadır.

Bakterilerin genetik malzemeleri tipik olarak tek bir dairesel kromozomdan oluşur. Bakterilerde zar kaplı bir çekirdek yoktur ve kromozom tipik olarak sitoplazmada yer alan, nükleoit olarak adlandırılan düzensiz şekilli bir cismin içinde yer alır. Nükleoitte DNA, onunla ilişkili proteinler ve RNA bulunur. Planctomycetes ordosu, bakterilerde dahilî zarlı yapıların bulunmadığı kuralının bir istisnasını oluşturur, bunlarda bulunan nükloit zar çevrilidir, ayrıca bu bakteriler başka zar çevrili hücresel yapılara da sahiptirler. Tüm canlılar gibi bakterilerde de protein üretimi için ribozomlar bulunur, ancak bakteriyel ribozomların yapısı arke ve ökaryot ribozomlarınınkinden farklıdır.
Bazı bakteriler, hücre içinde glikojen, polifosfat, kükürt veya polihidroksialkanoat gibi besinler için depo granülleri oluştururlar. Bu granüller bakterinin daha sonradan kullanması için bu bileşikleri depolamasını sağlar. Bazı bakteri türleri, fotosentetik siyanobakteriler gibi, dahilî gaz vezikülleri oluştururlar, bunlar aracılığıyla hafifliklerini ayarlarlar, farklı miktarda ışık ve besin bulunan su seviyeleri arasında alçalıp yükselebilirler.

Hücre dışı yapılar
Hücre zarının dışında bakteriyel hücre duvarı bulunur. Bakteriyel hücre duvarları peptidoglikan (eski metinlerde mürein olarak adlandırılırdı)'dan oluşur. Peptidoglikan, peptit zincirlerle birbirine çapraz bağlanmış polisakkarit zincirlerden oluşur, bu peptitler, hücredeki diğer protein ve peptitlerden farklı olarak, D-amino asitler içerir. Bakteri hücre duvarları bitki ve mantar hücre duvarlarından farklıdırlar; bitki hücre duvarları selülozdan, mantarlarınkiler ise kitinden oluşur. Bakteri hücre duvarları arkelerinkinden de farklıdır, bunlarda peptidoglikan bulunmaz. Hücre duvarı çoğu bakterinin varlığını sürdürmesi için gereklidir, bu yüzden bir antibiyotik olan penisilin tarafından peptidoglikan sentezinin engellemesi bakterilerin ölümüne neden olur.
Bakterilerde başlıca iki tip hücre duvarı olduğu söylenebilir, bunlar Gram-negatif ve Gram-pozitif olarak adlandırılır. Bu adlar, hücrelerin Gram boyasıyla tepkimesinden kaynaklanır. Bu, bakterilerin sınıflandırılmasında çok eskiden beri kullanılan bir testtir.
Gram-pozitif hücreler, pek çok peptidoglikan ve teikoik asit tabakasından oluşan kalın bir hücre duvarına sahiptir. Buna karşın, Gram-negatif bakteriler birkaç peptidoglikan tabakası bulunur, bunun etrafını ikinci bir hücre zarı sarar, bu zarda lipopolisakkaritler ve lipoproteinler bulunur. Çoğu bakteri Gram-negatif bir hücre duvarına sahiptir, sadece Firmicutes ve Actinobacteria'lar (bunlar daha evvel düşük G+C ve yüksek G+C Gram pozitif bakteriler diye bilinirdi) Gram-pozitif, düzene sahiptirler. Bu yapısal farklılık, antibiyotiklere duyarlılıkta farklılık yaratabilir; örneğin vankomisin Gram-pozitif bakterileri öldürmesine karşın, Haemophilus influenzae veya Pseudomonas aeruginosa gibi Gram-negatif patojenlere karşı etkisizdir.
Çoğu bakteride hücrenin dışını proteinlerden oluşmuş sert bir bir S-tabakası kaplar. Bu tabaka, hücre yüzeyine kimyasal ve fiziksel bir koruma sağlar ve makromoleküllerin difüzyonuna karşı bir engel oluşturur. S-tabakalarının çeşitli ama az anlaşılmış işlevleri vardır. Kampilobakter'lerde virülans faktörü olarak etki ettikleri ve Bacillus stearothermophilus 'ta yüzey enzimleri içerdikleri bilinmektedir.

Helicobacter pylori elektron micrografı, hücre yüzeyinde çoklu kamçılar görülmektedir.

Kamçılar (flagellum, çoğul hali flagella), sert protein yapılardır, çapları yaklaşık 20 nanometre olup uzunlukları 20 mikrometreyi bulabilir, hareket etmeye yararlar. Kamçının hareketi için gereken enerji, hücre zarının iki yanı arasındaki bir elektrokimyasal gradyan boyunca iyonların taşınması sonucu elde edilir.
Fimbrialar ince protein iplikçiklerdir, sadece 2-10 nanometre çaplı olup uzunlukları birkaç mikrometreyi bulabilir. Hücrenin yüzeyine dağılıdırlar, elektron mikroskobunda ince saçlara benzerler. Fimbriaların, sert yüzeylere veya başka hücrelere bağlanmakla ilişkili oldukları sanılmaktadır, ve bazı bakterilerin virülansı için gereklidirler. Piluslar fimbrialardan biraz daha büyük hücresel uzantılardır, konjügasyon denen bir süreç ile bakteri hücreleri arasında genetik malzeme aktarılmasını sağlarlar (aşağıda bakteri genetiği ile ilgili bölüme bakınız).
Çoğu bakteri kapsül veya sümük tabakaları üreterek kendilerini bunlarla çevreler. Bu yapılar farklı derecede karmaşıklık gösterir: hücre dışı bir polimer olan sümük tabakası tamamen düzensizdir, kapsül veya glikokaliks ise çok düzenlidir. Bu yapılar, bakterileri makrofaj gibi ökaryotik hücreler tarafından yutulmaya karşı korur. Bunlar ayrıca antijen olarak etki edip hücre tanınmasında rol oynayabilir, ayrıca yüzeylere bağlanmak ve biyofilm oluşmasına yardımcı olabilir.
Bu hücre dışı yapıların biraraya gelmesi salgı sistemlerine dayalıdır. Bunlar proteinleri sitoplazmadan periplazmaya veya hücre dışı ortama aktarırlar. Çeşitli salgı sistemleri bilinmektedir ve bu yapılar virülans için gerekli olduğu için yoğun bir sekilde araştırılmaktdadır.

Endosporlar

Serebrospinal sıvıda büyümekte olan Bacillus anthracis (mor boyalı)

Bazı Gram-pozitif bakteri cinsleri, örneğin Bacillus, Clostridium, Sporohalobacter, Anaerobacter ve Heliobacterium, endospor adlı çok dayanıklı, uyuşuk ('dormant') yapılar oluşturabilir. Hemen her örnekte üremeyle ilişkili olmayan bir süreç sonucunda bir hücreden bir endospor oluşur; ancak Anaerobacter durumunda bir hücrenin içinde oluşabilecek endospor sayısı yediyi bulabilir. Endosporların merkezinde, içinde DNA ve ribozomlar olan bir sitoplazma, bunun etrafında ise korteks tabakası, en dışta ise su geçirmez ve sert bir örtü bulunur.
Endosporlar bir metabolizma belirtisi göstermezler, aşırı kimyasal ve fiziksel baskılara dayanıklıdırlar, örneğin, morötesi ışın, gama ışınları, deterjanlar, dezenfektanlar, ısı, basınç ve kurutulma. Bu uyuşuk halde bu organizmalar milyonlarca yıl boyunca tekrar yaşama geri dönebilirler. Endosporlar bakterilerin uzaydaki boşluk ve radyasyona dayanmalarını sağlar. Endospor oluşturan bakterilerin bazıları hastalık da yapar: örneğin şarbon hastalığı Bacillus anthracis endosporlarının teneffüsüyle kapılabilir, derin saplanma yaralarının Clostridium tetani endosporları ile kontamine olması da tetanoza yol açar.

Metabolizma
Üst organizmalardan farklı olarak bakterilerde görülen metabolik tipler büyük bir çeşitlilik sergiler. Metabolik özelliklerin bir bakteri grubu içinde dağılımı geleneksel olarak onların taksonomisini tanımlamak için kullanılmıştır ama bu özellikler çoğu zaman modern genetik sınıflandırmaya karşılık gelmez. Bakteriyel metabolizmayı besinsel gruplara göre ayırırken üç ana kıstas kullanılar: büyüme için kullanılan enerji türü, karbon türü ve elektron vericisi. Solunum yapan mikroorganizmalar için kullanılan bir diğer kıstas, aerobik veya anaerobik solunum için kullanılan elektron alıcılarıdır.

Bakteri metabolizmasında beslenme tipleri

Bakterilerde karbon metabolizması ya heterotrofiktir, organik bileşikler karbon kaynağı olarak kullanılır veya ototrofiktir, yani hücresel karbon, karbon dioksitin karbon fiksasyonu elde edilir. Tipik ototrofik bakteriler arasında fototrofik siyanobakteriler, yeşil kükürt bakterileri ve bazı mor bakteriler sayılabilir, ama pekçok kemolitrofik türler de, örneğin azotlayıcı ve kükürt yükseltgeyici bakteriler de bu grupta yer alır. Bakterilerin enerji metabolizması ya fototrofiye, yani ışığın fotosentez yoluyla kullanımına, ya da kemotrofiye, yani enerji için kimyasal bileşiklerin kullanımıdır ki bu bileşiklerin çoğu oksijen veya ona alternatif başka elektron alıcıları yoluyla yükseltgenir (aerobik veya anaerobik solunum).
Nihayet, bakteriler ya inorganik ya da organik bileşikler elektron vericileri kullanmalarına göre, sırasıyla, litotrof veya organotrof olarak siniflanirlar. Kemotrofik organizmalar, hem enerji korunumu (solunum veya fermantasyon ile) hem de biosentetik tepkimeler için bu elektron vericilerini kullanır, buna karşın fototrofik organzmalar onları sadece biyosentetik amaçla kullanırlar.
Solunum yapan organizmalar enerji kayanğı olarak kimyasal bileşikler kullanırlar, bunun için elektronlar bir yükseltgenme-indirgenme (redoks) tepkimesi ile indirgenmiş bir substrattan bir son elektron alıcısına taşınır. Bu tepkimenin açığa çıkardığı enerji ile ATP sentezlenir ve metabolizma yürütülür. Aerobik organizmalarda oksijen elektron alıcısı olarak kullanılır. Anaerobik organizmalarda nitrat, sülfat veya karbon dioksit gibi başka inorganik bileşikler elektron alıcısı olarak kullanılır. Bunlar sonucunda ekolojide büyük önem taşıyan denitrifikasyon, sülfat indirgenmesi ve asetogenez süreçleri meydana gelir.
Kemotroflarda, bir elektron alıcısının yokluğu halinde, bir diğer olası yaşam yolu fermantasyondur, bunda indirgeniş substratlardan elde edilen elektronlar yükseltgenmiş ara ürünlere aktarılarak fermantasyon ürünleri meydana getirir, örneğin laktik asit, etanol, hidrojen, butirik asit gibi. Substratların enerji seviyesi ürünlerinkinden daha yüksek olması sayesinde fermantasyon mümkün olur, böylece organizmalar ATP sentezler ve metabolizmalarını çalıştırırlar.
Bu süreçler, çevre kirlenmesine olan biyolojik tepkilerde de önemlidirler: örneğin sülfat indirgeyici bakteriler, cıvanın çok toksik şekillerinin (metil- ve dimetil-cıva) üretiminden büyük ölçüde sorumludur. Solunum yapmayan anaeroblar fermantasyon yoluyla enerji üretip indirgeyici güç elde ederler, bu sırada metabolik yan ürünleri (biracılıkta etanol gibi) atık olarak salgılarlar. Seçmeli anaeroblar (fakültatif anaeroblar), içinde bulundukları çevresel şartlara göre fermantasyon ile farklı elektron alıcıları arasında seçim yaparlar.
Litotrofik bakteriler enerji kaynağı olarak inorganik bileşikler kullanırlar. Yaygın kullanılan elektron vericileri hidrojen, karbon monoksit, amonyak (nitrifikasyona yol açar), feröz demir ve diğer indirgenmiş metal iyonları, ve bazı indirgenmiş kükürt bileşikleridir. Metan gazı metanotrofik bakteriler tarafından hem bir elektron kaynağı hem de karbon anabolizmasında bir substrat olarak kullanılması bakımından dikkat çekicidir. Hem aerobik fototrofi hem de kemolitotrofide, oksijen nihai elektron alıcısı olarak kullanılır, anaerobik şarlarda ise inorganik bileşikler kullanılır. Çoğu litotrofik organizma otortorfiktir, buna karşın organotrofik organzmalar heterotrofiktir.
Karbon dioksitin fotosentezle fiksasyonuna ek olarak bazı bakteriler, nitrojenaz enzimini kullanarak azot gazını sabitlerler (azot fiksasyonu). Çevresel olarak önemli olan bu özellik, yukarıda sayılmış metabolik tiplerin herbirindeki bazı bakterilerde görülür ama evrensel değildir.

Büyüme ve üreme
Çok hücreli organizmalardan farklı olarak, tek hücreli organizmalarda büyüme (hücre büyümesi) ve hücre bölünmesi yoluyla üreme sıkı bir sekilde birbirine bağlıdır. Bakteriler belli bir boya kadar büyür ve sonra eşeysiz üreme şekli olan ikili bölünme ile ürerler. En iyi şartlarda bakteriler büyük bir hızla büyür ve ürerler; bakteri topluluklarının sayısı her 9,8 dakikada ikiye katlanabilir. Hücre bölünmesinde birbirinin aynı iki yavru hücre meydana gelir. Bazı bakteriler, eşeysiz üremelerine rağmen, daha karmaşık yapılar oluştur, bunlar yavru hücrelerin yayılmasını kolaylaştırır. Buna örnek myxobacteria'larda tohum yapıları ve Streptomyces'te hif oluşumudur. Bazı bakterilerde ise tomurcuklanma olur, hücre yüzeyindeki meydana gelen bir uzantı kopunca bir yavru hücre meydana gelir.

Büyüyen bir Escherichia coli kolonisi

Laboratuvarda bakteriler çoğu zaman katı veya sıvı ortamda büyütülürler. Katı büyüme ortamı olarak agar kapları kullanılır, bunlar aracılığıyla bir bakteri suşunun saf bir kültürü elde edilir. Ancak, büyümenin hızının ölçülmesi veya büyük miktarda hücrenin eldesi gerektiğinde sıvı büyüme ortamları kullanılır. Karıştırılan bir ortam içinde büyüyen bakteriler homojen bir hücre süspansiyonu olştururlar, böylece kültürün eşit olarak bölünmesi ve başka kaplara aktarımı kolay olur. Ancak sıvı ortamda tek bakteri hücrelerinini izole edilmesi zordur. Seçici ortam (belli besin maddeleri eklenmiş veya eksik bırakılmış, veya antibiyotik eklenmiş ortam) belli organizmaların kimliğinin tespitine yardımcı olur.
Bakteri büyütmek için kullanılan çoğu laboratuvar tekniğinde, çok miktarda hücrenin hızlı ve ucuz olarak üretilmesi için bol miktarda besinler kullanılır. Ancak, doğal ortamlarda besinler sınırlı miktradadır, bu yüzden bakteriler ilelebet üremeye devam edemez. Besin sınırlaması farklı büyüme stratejilerinin evrimleşmesine yol açar (r/K seçilim teorisi). Bazı organizmalar besinler mevcut olunca son derece hızlı çoğalır, örneğin yaz aylarında bazı göllerde yosun ve siyanobakteriyel büyümelerinde olduğu gibi. Başka bazı organizmalar sert çevresel şatlara adaptasyonları vardır, örneğin Streptomyces'in rakip organizmaları engellemek için çoklu antibiyotik salgılaması gibi. Doğada çoğu organizma besin teminini kolaylaştıran ve çevresel streslere karşı koruyucu topluluklar halinde (biyofilm gibi) yaşar. Bu ilişkiler belli canlı veya canlı gruplarının büyümesi için şart olabilir (sintrofi).
Bakteriyel büyüme üç evre izler. Bir bakteri topluluğu yüksek besin bulunduran bir ortama ilk girdiğinde hücrelerin yeni ortamlarına adapte olmaları gerekir. Büyümenin ilk evresi bekleme aşamasıdır (latent dönem veya lag fazı), bu yavaş büyüme döneminde hücreler yüksek besili ortama adapte olup hızlı büyümeye hazırlanırlar. Hızlı büyüme için gerekli olan proteinler üretilmekte olduğu için bekleme döneminde biyosentez hızı yüksektir. Büyümenin ikinci evresi logaritmik faz (log fazı) veya üssel faz olarak adlandırılır. Bu evrede üssel büyüme olur. Bu evrede hücrelerin büyüme hızı (k), hücre sayısının iki katına çıkma süresi de jenerasyon zamanıg) olarak adlandırılır. Besinlerden biri tükenip sınırlayıcı olana kadar süren log fazı sırasında besinler en yüksek hızla metabolize olur. Büyümenin son evresi durağan faz olarak adlandırılır, ve besinlerin tükenmiş olmasından kaynaklanır. Hücreler metabolik etkinliklerini azaltır ve gerekli olmayan hücresel proteinlerini harcarlar. Durağan faz, hızlı büyümeden bir strese tepki haline geçiş dönemidir, DNA tamiri, antioksidan metabolizması, ve besin taşıması ile ilişkili genlerin ifadesinde bir artış olur. (

Genetik
Çoğu bakteride tek bir dairesel kromozom bulunur, bunun büyüklüğü endosimbiyotik bir bakteri olan Candidatus Carsonella ruddii de 160.000 baz çiftinden, bir toprak bakterisi olan Sorangium cellulosumda 12,200,000 baz çiftine kadar uzanır. Borrelia cinsine ait spiroketler bu genel özelliğin bir istisnasıdır, Borrelia burgdorferi (Lyme hastalığı etmeni) gibi türlerde tek bir doğrusal kromozom bulunur. Bakteriyel kromozomlardaki genler genelde tek bir sürekli DNA parçasından oluşur, bazı bakterilerde intronlar bulunmuşsa da bunlar ökaryotlarda olduğundan çok daha enderdir.
Bakteriler aynı zamanda plazmidler de bulunabilir, bunlar kromozomdan ayrı DNA parçalarıdır, antibiyotik direnç genleri veya virülans faktörleri içerebilirler. Bir diğer tip bakteriyel DNA, kromozoma entegre olmuş virüslere (bakteriyofajlara) aittir. Çeşitli bakteriyofaj türleri vardır, bazıları sadece konak bakterilerini enfekte edip onu parçalar, diğerleri ise hücre içine girdikten sonra DNA'larını bakteriyel kromozoma dahil ederler. Bir bakteriyofaj konak hücresinini fenotipine katkıda bulunan genler taşıyabilir: örneğin Escherichia coli O157:H7'nin evrimi sırasında entegre olmuş bir fajın toksin genleri, zararsız bir atasal bakteriyi ölümcül bir patojene dönüştürmüştür.
Bakteriler, eşeysiz organizmalar olarak, ana hücrelerinin genlerinin kopyalarını devralırlar. Ancak tüm bakteriler, DNA'larındaki değişikliklerin (mutasyon ve genetik rekombinasyonun) seçilimi ile evrimleşir. Mutasyonlar DNA ikileşmesi sırasında meydana gelen hatalar veya mutajenlerden kaynaklanır. Mutasyon hızları farklı bakteri türleri ve hatta aynı bakterinin farklı suşları arasında büyük farklılıklar gösterir.
Bazı bakteriler ayrıca genetik malzemelerini hücreler arasında aktarabilirler. Bu üç yolla meydana gelebilir. Birincisi, bakteriler ortamlarıdaki yabancı DNA'yı içlerine alabilirler, buna transformasyon denir. Genler ayrıca transdüksiyon yoluyla, bir bakteriyofajın yabancı bir DNA parçasını kromozomun içine yerleştirmesiyle aktarılabilir. Gen aktarımını üçüncü yolu bakteriyel konjügasyondur, bunda DNA doğrudan hücresel temas yoluyla aktarılır. Başka bakteri veya ortamdan gen edinimine yatay gen transferi denir ve doğal şartlarda bu yaygın olabilir. Gen transferi özellikle antibiyotik direncinin oluşmasında önemlidir, çünkü bu, farklı patojenler arasında direnç genlerinin transferini sağlar.

Hareket
Hareketli (motil) bakteriler Kamçı (Biyoloji), bakteriyel kayma, seğirmeli hareket ve batmazlık (buoyuans) değişmesi yoluyla hareket ederler. Seğirmeli hareketlilikte bakteriler tip IV piluslarını bir kanca olarak kullanır, tekrar tekrar onu uzatır, bir yere saplar ve büyük bir kuvvetle (>80 pN) geri çeker.

Gram-negatif bakterin kamçıları. Taban, kanca iplikçiği döndürür.

Bakteriyel türler kamçılarının sayı ve düzenine göre farklılık gösterirler; bazılarının tek bir kamçısı vardır (tek kamçılı veya monotrik), bazılarının iki uçta birer kamçısı (iki kamçılı veya amfitrik), bazılarının uçlarında kamçı kümeleri (iki demet kamçılı veya lofotrik), diğerlerinin ise tüm yüzeylerine yayılmış kamçıları vardır (çok kamçılı veya peritrik). Bakteri kamçısı yapısı en iyi anlaşılmış hareketlilik yapısıdır, 20 proteinden oluşur, ayrıca onun düzenlenmesi ve inşası için yaklaşık 30 diğer protein gereklidir. Kamçının tabanında bulunan motor, membranın iki yanı arasındaki elektrokimyasal gradyanı güç için kullanır. Bu motor, bir pervane gibi çalışan iplikçiği döndürür.
Çoğu bakterinin (E. coli gibi) iki farklı hareket biçimi vardır: ileri hareket (yüzme) ve yuvarlanma (tumbling). Yuvarlanma sayesinde bakteri yönünü değiştirir ve izlediği yol üç boyutlu bir rassal yürüyüş şeklini alır. Spiroketlerin kamçısı periplamik boşlukta iki zar arasında bulunur. Bu bakterilerin kendilerine has sarmal bir gövdeleri vardır ve hareket ederken kıvrılırlar.
Hareketli bakteriler belli uyaranlar tarafından çekim veya itime uğrarlar, bunun neden olduğu davranışlara taksis denir: bunların arasında kemotaksis, fototaksis ve manyetotaksis bulunur. Myxobacterialerde, bireysel bakteriler beraber hareket ederek hücre dalgaları oluşturur, bunlar farklılaşıp içinde sporlar bulunduran tohum yapıları oluşturur. Myxobacteria'lar yalnızca katı ortam üzerindeyken hareket ederler, buna karşın E. coli hem sıvı hem katı ortamda hareketlidir.
Birkaç Listeria ve Şigella türü, konak hücreler içinde hareket ederken, normalde organellerin hücre içinde taşınmasını sağlayan hücre iskeletini kullanırlar. Kendi hücrelerinin bir kutbunda aktin polimerizasyonunu sağlayarak bir cins kuyruk oluştururlar, bu onları konak hücre sitoplazması içinde iter.

Sınıflandırma ve kimlik tespiti

Streptococcus mutans, Gram boyası ile boyanmış

Sınıflandırma, bakterileri benzerliklerine göre gruplandırıp adlandırarak onlardaki çeşitliliği betimlemeye yarar. Bakteriler hücre yapısı, hücresel metabolizma veya hücresel bileşenlerindeki (DNA, yağ asitleri, pigment, antijen ve kinonlar gibi) farklılıklara göre sınıflandırılabilirler. Bu yöntemler bakteri suşlarının kimliklerinin tespitini ve sınıflandırılmasına olanka sağlasa da, bu farklılıkların farklı türler arasındaki varyasyonları mı yoksa aynı tğr içindeki varyasyonları mı yansıttığı belli değildi. Bu belirsizliğin nedeni, çoğu bakteride ayırdedici yapıların olmaması, ayrıca birbiriyle ilişkisiz türler arasında yatay gen transferi olmasıydı. Yatay gen trasnferi yüzünden birbirine akraba sayılabilecek bazı bakteri türleri çok farklı morfoloji ve metabolizmaya sahip olabilirler. Bu belirsizliğin üstesinden gelebilmek için modern bakteri sınıflandırması moleküler sistematiğe ağırlık verir, guanin sitozin oranının ölçümü, genom-genom hibridizasyonu, ayrıca yatay gen transferine uğramamış genlerin (ribozomal RNA gibi) dizilenmesi gibi genetik teknikler kullanır. Bakteri sınıflandırması International Journal of Systematic Bacteriology (Uluslarası Sistematik Biyoloji) dergisi ve Bergey's Manual of Systematic Bacteriology kitapçığında yayımlanarak resmîleşir.
"Bakteri" terimi bir zamanlar tüm mikroskopik, tek hücreli prokaryotlar için kullanılırdı. Ancak moleküler sistematik sayesinde prokaryotik yaşamın iki ayrı sahadan oluştuğu gösterildi. Önceleri Eubacteria ve Archaebacteria diye adlandırılan, ama artık Bacteria and Archaea olarak adlandırılan bu iki canlı grubu, ortak bir atadan ayrı ayrı evrimleşmişlerdir. Arkeler ve ökaryotlar arasındaki yakınlık, her birinin bakterilerle olan yakınlığından daha çoktur. Bu iki saha (üst alem), Eukarya ile birlikte, günümüzde mikrobiyolojide en yaygın kullanılan sınıflandırma sistemi olan üç saha sisteminin temelini oluşturur. Ancak, moleküler sistematiğin yakın zamanda kullanıma girmesi ve genom dizileri elde edilmiş canlıların sayısındaki hızlı artış nedeniyle bakteri sınıflandırması halen hızle değişen ve gelişen bir bilim dalıdır. Örneğin, bazı biyologlar arke ve ökaryotların Gram-pozitif bakterilerden evrimleştiğini iddia etmektedirler.
Laboratuvarda bakteri kimlik tespiti özellikle tıpta çok önemlidir, çünkü doğru tedavi, enfeksiyona yol açan bakteri türüne bağlıdır. Dolayısıyla insan patojenlerinin kimliğinin tespiti, bakterilerin tanımlanma tekniklerinin gelişmesinin başlıca dürtüsü olmuştur.

Bakterilerdeki çeşitliliği, diğer canlılara kıyasla gösteren filogenetik ağaç. Ökaryotlar kırmızı, arkeler yeşil, bakteriler mavi renklidir.

1884'te Hans Christian Gram tarafından geliştirilmiş Gram boyama, bakterileri hücre duvarlarının yapısal özelliklerine göre tanımlamakta kullanılır. Bazı organizmalar Gram boyasından başka boyalarla en iyi tanınabilirler. Özellikle mikobakteriler ve Nocardia Ziehl–Neelsen ve benzeri boyalarla asit eşliğinde boyanır. Başka organizmalar özel ortamlarda büyümeleriyle tanınırlar veya seroloji gib başka teknikleri gerektirirler.
kültür teknikleri, bakterilerin büyümesini sağlamak ve belli bakterilerin kimliğini tespit etmek, aynı zamanda da nümenede bulunan başka bakterilerin büyümesini sınırlamak için tasarlanmıştır. Çoğu zaman bu teknikler belli nümune türleri göz önüne alınarak geliştirilmiştir; örneğin bir tükürük örneği pnömoniye yol açan organizmaları ortaya çıkaracak şekilde işleden geçirilir, bir dışkı örneği ise ishale yol açan organizalar tanımak için seçici ortamda kültürlenir, bu ortamda patojen olmayan bakteriler büyümez. Normal olarak steril olan örnekler, örneğin kan, idrar veya omurilik sıvısı, tüm organizmaların büyümesini sağlayan şartlarda kültürlenir. Patojen bir organizma izole edildikten sonra, morfolojisi, büyüme özellikleri (aerobik veya anaerobik büyüme, hemoliz şekilleri gibi) ve boyama ile daha ayrıntılı olarak karakterize edilebilir.
Bakteri sınıflandırmasında olduğu gibi, bakteri kimlik tespiti de gittikçe daha sık olarak moleküler yöntemlerle yapılmaktadır. DNA'ya dayalı yöntemler, örneğin polimeraz zincir reaksiyonu, özgüllükleri ve çabuklukları nedeniyle, kültür yapmaya dayalı tekniklere kıyasla artarak popülerleşmektedir. Bu yöntemler sayesinde "yaşayan ama kültürlenemeyen", yani metabolik olarak aktif olan ama bölünmeyen hücrelerin kimliklerini tespit etmek mümkün olmaktadır. Ancak bu gelişmiş yöntemlerle dahi, bakteri türlerinin toplam sayısı bilinmemektedir ve bu sayı belli güven sınırları içinde tamin dahi edilememektedir. Mevcut sınıflandırmaya göre bilinen bakteri türlerinin (siyanobakteriler dahil) sayısı 9000'inin altındadır, ama bakteriyel çeşitliliğin büyüklüğü hakkındaki tahminlerde toplam tür sayısı 107'den 109'a kadar uzanır ve hatta bu tahminlerinlerin dahi birkaç büyüklük mertebesi kadar hatalı olabileceği düşünülmektedir.

Diğer organizmalarla etkileşimler
Görünür basitliklerine rağmen, bakteriler diğer canlılarla karmaşık etkileşimler içindedir. Bu simbiyotik ilişkiler parazitizm, mutualizm ve komensalizm olarak üçe ayrılırlar. Komensal bakteriler her yerde bulunur, hayvan ve bitkiler üzerinde büyümeleri başka yüzeyler üzerinde büyümeleri ile aynıdır (ancak sıcaklık ve ter bunların büyümesini hızlandırabilir); insanlarda bu organizmalardan çok sayıda olması vücut kokusunun nedenidir.

Mutualistler
Bazı bakteriler varlıklarının devamı için gerekli olan, mekânsal olarak yakın ilişkilere girerler. Bu tür mutualist ilişkilerden biri olan türler arası hidrojen transferi olarak adlandırılır, butirik asit veya propiyonik asit tüketip hidrojen tüketen anaerobik bakteriler ile, hidrojen tüketen metanojenik arkeler arasındadır. Bu ilişkide yer alan bakteriler kendi başlarına bu organik asitleri kullanamazlar çünkü bu reaksiyon sonucu aşığa çıkan hidrojen çevrelerinde birikir. Hidrojen tüketici arkelerle yakın ilişkileri sayesinde hidrojen konsantrasyonu yeterince düşük kalır ve bakteriler büyüyebilir.
Toprakta, rizosferde (kökün yüzeyi ve kökü bağlı olan topraktan oluşan bölgede) mikroorganizmalar azot fiksasyonu yaparlar, yani azot gazını azotlu bileşiklere dönüştürürler. Bu süreç sonucunda bitkilerin (ki onlar azot fiksasyonu yapamazlar) kolayca absorbe edebildiği bir azot kaynağı meydana gelir. Pekçok başka bakteri, insan ve başka canlılarda simbiont olarak bulunurlar. Örneğin normal insan bağırsağındaki bağırsak florasındaki 1000'den fazla bakteri, bağırsak bağışıklığına, bazı vitaminlerin (folik asit, K vitamini ve biyotin) sentezine, süt proteinlerinin laktik asite dönüştürülmesine (Laktobasiller) katkıda bulunur, ayrıca sindirilmemiş kompleks karbonhidratların fermantasyonunu sağlar. Bu bağırsak floarası ayrıca potansiyle patojen bakterilerin büyümesini engellediği için (genelde yarışmalı dışlama ile) bu faydalı bakterilerin probiyotik besin katkısı olarak alınmasının olumlu etkileri bulunmuştur.

Patojenler

Salmonella typhimurium 'un (kırmızı) kültürlenmiş insan hücrelerini istila edişini gösteren renklendirilmiş elektron mikroskop resmi

Eğer bakteriler başka organizmalarla parazitik ilişkiler kurarlarsa patojen olarak sınıflandırılırlar. Patojen bakteriler insan larda ölüm ve hastalığın başlıca nedenidir; neden oldukları enfeksiyonlar arasında tetanoz, tifo, tifüs, difteri, frengi, kolera, besin kaynaklı hastalıklar, cüzzam ve verem sayılabilir. Bilinen bir hastalığın patojenik kaynağının keşfi yıllar sürebilir, örneğin mide ülseri hastalığı ve Helicobacter pylori durumunda olduğu gibi. Bakteryel hastalıklar tarımda da önemlidir, bakteriler bitkilerde yaprak beneği, ateş yanıklığı ve solmaya, çiftlik hayvanlarında da paratüberküloz, mastit, salmonella ve şarbona neden olur.
Her patojen türün insan konağı ile etkileşimlerinin karakteristik bir spektrum oluşturur. Bazı organizmalar, örneğin Stafilokok veya Streptokok, deri enfeksiyonu, pnömoni, menenjit ve hatta sistemik sepsis (şok, masif vazodilasyon ve ölümle sonuşlanan sistemik bir enflamasyon tepkisi) neden olur. Lakin bu oganizmalar aynı zamanda normal insan florasına aittir, genelde insan derisi ve burununda bulur ve hiç bir hastalığa yol açmazlar. Buna karşın bazı başka organizmalar her durumda insanda hastalık yaparlar. Örneği Rickettsia, ancak başka canlıların hücrelerinin içinde büyüyüp çoğlabilen, zorunlu bir hücreiçi parazittir. Rickettsia'nin bir türü tifüse, bir diğeri ise Kayalık Dağlar benekli hummasına neden olur. Klamidya, zorunlu hücre içi paraziti bir diğer takımı içinde bulunan bazı türler pnömoni, veya idrar yolu enfeksiyonuna neden olabilir, ayrıca koroner kalp hastalığı ile de ilişkili olabilirler. Nihayet, bazı bakteri türleri, Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia cenocepacia, ve Mycobacterium avium gibi, fırsatçı patojendirler ve sadece immün yetmezlik çeken veya kistik fibrozlu kişilerde hastalık yaparlar.
Bakteriyel enfeksiyonlar antibiyotikle tedavi edilebilirler, bu antibiyotikler bakterileri öldürürse bakteriosidal, sadece onların çoğalmasını engelliyorsa bakteriostatik olarak sınıflandırılır. Pekçok antibiyotik vardır ve bunların her sınıfı patojende olup konağında olmayan bir süreci engeller. Antibiyotiklerin nasıl seçici toksiklik gösterdiğine bir örneği kloramfenikol ve puromisindir, bunlar bakteri ribozomlarını engellerler, ama yapısal olarak farklı olan ökaryotik ribozomlara etki etmezler. İnsan hastalıklarını tedavide kullanılan antibiyotiklerin hayvancılıkta da hayvanlarının büyümesini hızlandırmak için kullanılması, bakterilerde antibiyotik direnci gelişmesine neden olabilir.
Enfeksiyonları engellemek için antiseptik önlemler alınır, örneğin deri bir iğne ile delinmeden evvel sterilize edilir. Cerrahi ve dişçilik araçları da kontaminasyon ve bakteriyel enfeksiyonu önlemek için sterilize edilir. Çamaşır suyu gibi dezenfektanlar, eşya yüzeylerinde bulunan bakteri ve diğer patojenleri öldürüp kontaminasyonu önlemek ve enfeksiyon riskini daha da azaltmak amacıyla kullanılır.

Teknoloji ve endüstride önemi
Bakteriler, çoğu zaman laktobasil türleri, maya ve küflerle beraber, fermante edilmiş gıdaların (peynir, turşu, soya sosu, sauerkraut, sirke, şarap ve yoğurt gibi) hazırlanmasında binlerce yıldır kullanılmaktadır.
Bakterilerin çeşitli organik bileşikleri parçalayabilme yetenekleri dikkate değerdir ve atıkların işlenmesi ve değerlendirilmesinde (bioremediation) kullanılmıştır. Petroldeki hidrokarbonları sindirebilen bakteriler çoğu zaman petrol saçılmalarının temizlenmesinde kullanılır. 1989'da meydana gelen Exxon Valdez tanker kazasının ardından Prince William Sound kıyılarına gübre dökülerek bu doğal bakterilerin büyümesi teşvik edilmişti. Bu yöntem, çok fazla petrol kaplanmamış kıyılarda etkili olmuştu. Bakteriler ayrıca endüstriyel toksik atıkların değerlendirilmesinde de kullanılırlar. Kimya endüstrisinde, enantiyomerik olarak saf kimyasalların üretilmesinde (bunlar ilaç ve tarımsal kimyasalların hammadesidir) bakteriler önemli rol oynarlar.
Bakteriler ayrıca biyolojik haşare kontrolünde haşare ilaçlarının yerine kullanılabilirler. Bunun en yaygın örneği, Gram pozitif bir toprak bakterisi olan Bacillus thuringiensisdir (BT olarak da adlandırılır). Bu bakterinin alt-türleri kelebeklere (Lepidoptera türlerine) özgül bir böcek öldürücü olarak kullanılır. Spesifik olmalarından dolayı bu böcek öldürücüler çevre dostu olarak kabul edilir; insanlara, yabani hayvanlara, polinasyon yapan ve diğer faydalı böceklere etkileri çok az veya hiçtir.
Hızlı büyüme ve kolaylıkla manipüle edilebilmelerinden dolayı bakteriler moleküler biyoloji, genetik ve biyokimyada birer araç olarak kullanılırlar. Bakteri DNA'sında mutasyon yapıp bunun fenotipini inceleyerek bilimciler genlerin, enzimlerin ve metabolik patikaların işlevlerini belirleyebilmekte, sonra edindikleri bilgileri daha karmaşık canlılara uygulayabilmektedirler. Muazzam miktarda enzim kinetiği ve gen ifadesi verileri, canlıların matematiksel modellerinde kullanılarak hücrenin biyokimyasının anlanması amaçlanmaktadır. Çok çalışılmış bazı bakterilerde bu mümkündür, Escherichia coli metabolizmasının modelleri üretilmekte ve denenmektedir. Bakteri metabolizması ve genetiğinin bu seviyede anlaşılır olması sayesinde bakterilerin biyoteknoloji kullanılarak yeniden tasarımı mümkün olmakta, böylece onların tedavi amaçlı proteinleri (insülin, büyüme faktörleri veya antikorlar gibi) daha verimli sekilde üretmesi sağlanabilmektedir.

Blue Blood

Mikrop (Bakteri) Nedir ?

Birçok insan bakteri olarak da bilinen mikroorganizma (mikrop)'lara aşinadır. Mikropları yeryüzünde toprak, su, kaya, bitki, hayvan ve hatta insanlarda bulunurlar. Ölümden sonra bütünyaşayan organizmalar ana elementleri olan su, karbon, nitrojen, fosfat ve iz elementlerine ayrışırlar.
Bu prosese bioremidasyon adı verilir. Altı milyon organik molekulun geri dönüşümü ortalama bir milyon adet bakteri gerektirir. Mikroplar gibi basit formdaki canlıları tarif etmek zordur. O kadar küçüktürlerki onları görebilmek için çok güçlü mikroskoplara ihtiyaç vardır. Mikropların çürüme, fermantasyon ve hastalıkların kimyasal etmeni olduğunu öğrenmek ancak mikroskopların gelişimi ile mümkün oldu. Mikroplar dünyadaki ilkel tek hücreli organizmalardır. Genelde üç ana formda bulunurlar, bunlar; round (coccus), rod (bacillus) ve spiral (spirillum)'dur.

Neden atık arıtımı için bakteriler uygundur?
Bakteriler doğanın geri dönüşümcüleridir. İnanılmaz sayıda bileşiği indirgeme özelliğine sahiptirler. Doğada tüm organik maddelerin geri çevrimi bakteriler tarafından gerçekleştirilir.

Bakteriler atığı tam olarak nasıl indirgerler?
Bakteriler büyüme ve üremelerinde kullanılmak üzere kompleks bileşikleri öncelikle enzim salgılayarak hücre içerisine alabilecekleri boyutlara kırarlar.
Bazı bakteriler BOI' ye yol açan askıda katı maddelerde bulunan karbonhidrat ve proteinleri,bazılarıda bir çok organizmanın yapamadığı sülfür,amonyak ve hidrokarbon gibi bileşikleri kullanırlar.Suya eklendiklerinde suda yüzen yada tabana çöken katı partiküllere tutunurlar ve partikülleri decompose edecek enzimler salgılarlar. (Secrete)
Amonyak ve sülfür gibi belli çözünmüş bileşikler doğrudan hücre içerisine absorbe edilir.
Tür kombinasyonları spesifik kirleticilerde; genelde tek başına uygulanan zincirlerden çok daha güçlü ve tam bir indirgeme sağlar, çünkü bu türün yan ürünleri genelde diğer türlerin besini olarak hizmet verir.
Bu sebeple, ancak bu tür hazır doğru ve dengeli bakteri zincirleri kirleticilerin karbondioksit su ve sülfat gibi toksik olmayan son ürünlere tamamen indirgenmesinde bu sinerjik etkiyi yakalayabilir.

Görevler tamamlandığında bakterilere ne olur?
Bakteriler iyi beslendiklerinde türlerine bağlı olarak her 15-20 dakikada iki kat gibi inanılmaz hızlı bir oranda çoğalırlar.
Bakteriler sistemdeki kirleticiler bu nüfusu besleyebildikleri sürece çoğalırlar. Kirlilik seviyesi düştükçe, ölür ve çok daha az ürerler.Bu sayede nüfus doğal olarak kendini kirlilik seviyesine göre dengeler. Görevlerinin tamamlanmasıyla beraber bakteriler iç solunuma geçerek birbirilerini tüketir. Bazıları uykuya (dormany) geçer ve kirlilik seviyesi artarsa tekrar aktive olur.

Bakteriler genetik olarak mı elde edilmektedir?
Hayır. Tüm bio-system ürünleri tabiatta mevcut bakterilerden oluşmaktadır. Yalnızca bakteriler kuvvetlendirilerek uygun ortamlar için sınıflandırılmaktadır.

Atıkların deşarjında BOI ve KOI neden kontrol altına alınmalıdır?
BOI Biyolojik Oksijen İhtiyacı mikroorganizmaların su yada atık sudaki indirgenebilir organik maddelerin aerobik koşullar altında stabilize etmek için kullandıkları oksijen miktarıdır. Bu indirgemede organik madde bakterinin besin ve enerji kaynağıdır. BOI testi genellikle 5 günlük 20 C her anlık inkibasyon süresi gibi kontrol edilebilir koşullardaki oksijen tüketimini ölçer. Suyun içeriğindeki organik madde yani kirlilik ne kadar fazla ise, bu tüketimde o oranda yüksek sonuç verecektir.
Ekolojik dengenin korunması için, patajonik bakteri ve yüksek BOI'li aşırı besin içeren deşarjlar kontrol altına alınmalıdır. Büyük miktarlı ve sindirilmemiş besinlerin toprağa aşırı yüklenmesi nitrojen çevriminin dengesini bozar, yüksek BOI seviyeleri bazı bitkileri öldürür, bazı (indigenous) hayvan, kuş yada böcek türlerinin açlıktan ölümüne yol açacak farklı bitkilerin gelişimine neden olur. Bu tür atıklar yer altı su tabakasının yakınlarındaki ırmak ve gölleri kirletebilir. Bu besin fazlası su ortamlarında toplu ölümlere yol açabilecek normal balık kabuklu vb. su canlıları tarafından sindirilmeyecek farklı fitoplanktonların üremesine destek verir. Yüksek BOİ ortamda mevcut oksijeni tüketeceğinden diğer canlılar için suda yeterli oksijen kalmamasına neden olur.Üreyen koku, ortamın istenmeyen böcek ve canlılara cazibesini artırır.
Yüksek KOI de yukarıdaki etkilerin yanısıra, içerebileceği toksik kimyasallarla daha yüksek hayat formlarını bile zehirleyebilir. Doğal mikroorganizmaları toksik olarak etkileyerek besin zincirinin kırılmasına neden olabilir.
Dolayısıyla, yüksek nüfus yoğunluğu yada sanayileşme ile atıkların belli zararsız deşarj standartları öngörülerek kontrol altına alınmaları kesinlikle gereklidir.

Atıksu arıtma tesislerinde bu tür bakteri kültürlerinin kullanım ve üretimi, çevreye sıçrama ve kontrolsüz üreme gibi riskler taşır mı?
Tabii ki hayır. Atıksuların biyolojik arıtımı, bu tür kültürlerin üretim ve arıtılmak istenen organik maddelerin "biyo kütle - biomas" olarak adlandırılan bu bakterilere besin kaynağı olarak kullandırılarak atıksudan ayrılması esasına dayanır. Bu tür ürünler, doğal ya da benzer tesislerden aşılanarak tesislerde üretilen biomas' ın; amaca yönelik daha yüksek performansta bakterilerin hazır olarak sisteme verilmesi ile daha yüksek kalitede bir biomas üretmek için kullanılırlar. Tamamı uluslar arası bakteri sınıflandırma literatüründe yer alan Grup I - Patojenik Olmayan (Group I - Nonpathogenic Microorganisms) kültürlerinden nutrient ve katalizör katkıları ile üretilir. Ürünlerin ülkemize ithalinde ilgili mevzuat gereği taahhüt edilen konsantrasyona sahip olup olmadığı ve patojen mikroorganizma üretimine yol açıp açmadığına dair resmi analiz sonuçları tekrarlanarak teyit edilir.

Mystic@L

alptugra

Bakteriler

Bakteriler, tek hücreli prokaryotik mikroorganizmalardır. Büyüklükleri 0.1 - 10 µm arasında değişir. 3500 milyon yıldan daha uzun bir süredir dünyada var oldukları bilinmektedir. Hava, toprak, su ile canlı dokularında yaşarlar ve biyolojik olarak hayatın devam etmesi için çok önemlidirler. Siyanobakteriler (cyanobacteria) fotosentez yapabilirler ve dünyada bilinen ilk yaşam formunu oluşturmuşlardır. Bazı bakteri türleri hastalıklara neden olabilirler.
Bakteri kelimesi Yunanca bakteria 'çubuk, kamış' kökünden gelir. Bunun nedeni bulunan ilk bakteri türlerinin çubuk şeklinde olmalarıdır.
Her gün yeni bir bakteri türü keşfedilirken, bilinen bakterilerin sınıflandırılması gittikçe zorlaşmaktadır. Bakterilerin taksonomik tasnifi konusu fazlasıyla ihtilaflıdır. Yine de Woese tarafından 1977'de yapılan ve 16S rRNA dizilimini temel alan sistematiğe göre, bakterilerden oluşan prokaryotlar iki ana gruba ayrılır: Arkeabakteri (archaebacteria) ve öbakteri (eubacteria).
1990'da gelen yeni yapılanma ise tüm canlıları üç gruba ayırmıştır: Arkeabakteriler (arkealar), bakteriler ve ökaryotlar (eucaryote). Bu sınıflandırmaya göre bakteriler ve arkeabakteriler haricindeki tüm canlı organizmalar ökaryottur. Çoğu biyolog ikiye bölünüşü kabul ederken, birçok moleküler biyolog üçe bölünüşü uygun görür.

Arkeabakteriler
1970'lerin sonunda keşfedilen arkeabakteriler birçok biyoloğu fazlasıyla şaşırtmıştı, zira bu bakteriler çok ekstrem ortamlarda yaşayabilmekteydiler. Örnek olarak; Metanojenik arkeabakteri (methanogenic archaebacteria), anaerobik ortamlarda yaşar ve metabolizmasının sonucu olarak metan üretir. Büyük baş hayvanların karınlarında yaşayabilir, zaten bu tür hayvanların ürettiği bağırsak gazlarından da sorumlu olan bu bakteri türüdür. Ekstrem derecede Halofilik arkeabakteriler (Halophilic archaebacteria) ise tuz seviyesi çok yüksek ortamlarda yaşayabilir. Halo Yunanca 'tuz' anlamına gelmektedir. Termoasidofilik arkeabakteriler ise yüksek sıcaklıklara sahip asit gölcüklerinde yaşayabilir ki bu tür ortamlarda sıcaklık 100°C'un üzerinde, pH ise 2 seviyesinde olabilir.
Arkeabakterilerin, ekstrem ortamlara tolere edebildikleri için, hem öbakterilerin (eubacteria) hem de ökaryotların atası oldukları öne sürülmüştür.

Öbakteriler
Yunanca "eu", iyi - doğru ve "bakterion", yaniçubuk kelimelerinden türetilmiştir. Dünyada çok ekstrem ortamlar hariç düşünebileceğimiz her yerde mevcutturlar.

Bakterilerin isimlendirilmesi
Bakterilerin bilimsel isimleri iki kelimeden oluşur. İlk kelime cinsini gösterir. İkinci kelime ise, türünü gösterir. Bakteriler, şekilleri, kamçı durumları, beslenmeleri ve boyanmaları gibi çeşitli özelliklerine göre gruplandırılırlar.

Şekillerine göre

Çubuk şeklinde olanlar (Bacillus)
Çubuk biçimdeki bakteriler silindirik veya buna yakın bir görünüme sahip olduklarından boyları enlerinden daha uzundur. Ancak, bu formları cins ve türlere göre değişebileceği gibi, aynı tür mikroorganizma kültürünün çeşitli üreme fazlarında da farklılıklar meydana gelebilir. Örn, E. coli 'nin logaritmik üreme döneminde, genellikle, morfolojik yönden bir örneklik fazla görülmesine karşın, üremenin durma veya mikroorganizmaların ölme döneminde flamentöz formlara ve/veya değişik bireysel şekillere (involusyon formları) rastlamak mümkündür. Besi yerinin bileşiminin ve diğer çevresel koşulların da bakterilerin morfolojilleri üzerine etkileri vardır.
Yuvarlak olanlar (Coccus)
Bunlar, çomak veya spiral formda olanlara oranla, morfolojik olarak, cins veya tür içinde daha fazla homojenite gösterirler. Çapları, ortalama, 0.8-1.0 mikrometre (µm) arasında değişmesine karşın, daha küçük (0.4-0.8 mm) veya daha büyük (1.2-2.0 µm) olanları da bulunmaktadır. Genel bir kaide olmamakla beraber, hastalık oluşturan türlerin çapları 0.8-1.5 µm. arasında yer almaktadır. Koklar, her ne kadar, yuvarlak biçimlerde olmalarına karşın bazı türlerde morfolojik değişikliklere rastlanılmaktadır.
Coccus bakterileri kendi aralarında gruplara ayrılırlar:

• Monokok Bakteriler (Coccus): Grup halinde olmayan coccus bakterilerini içerir.
• Diplokok Bakteriler (Diplococci): İki coccus bakterisinin oluşturduğu grupları içerir. Örnek olarak bel soğukluğu hastalığına neden olan Neisseria gonorrhoeae türünü verebiliriz.
• Stafilakok Bakteriler (Staphylococci): Coccus bakterilerinin üzüm salkımı şeklinde dizilmeleri sonucu oluşan grupları içerir. Bu bakteriler parmakta dolama, göz kapağı iltihaplanması gibi hastalıklara sebebiyet verirler.
• Streptekok Bakteriler (Streptococci): Tıpkı bir zincir şeklinde dizilen coccus bakteri gruplarını içerir.

Spiral olanlar (Spirullum)
Uzun bir eksen etrafında helezoni tarzda sarılmış bir vücuda sahip, bükülebilir (fleksible) ve uzun eksen etrafında dönerek hareket edebilirler. Uzunluk, sarmal sayısı ve sarmal yüksekliği türler arasında farklar gösterir. Örnek olarak frengi hastalığına neden olan Treponema pallidum türünü verebiliriz.
Virgül şeklinde olanlar (Vibrio)
Flagella(kamçı) ları ile birlikte virgül şeklini anımsatırlar.

Boyanmalarına göre
Gram boyası ile boyandığında mavi-mor renk veren bakterilere gram (+), kırmızı-turuncu renk veren bakterilere ise gram (-) bakteriler denir. Farklı renklerin ortaya çıkması, hücre çeperinin özelliklerinden kaynaklanır. Gram (+) bakteriler kalın, peptidoglikandan oluşmuş tek katmanlı bir çepere sahipken, gram (-) bakterilerde iki ince katmanlı (İlk tabaka karbonhidrat ve proteinlerden, ikinci tabaka ise yine peptidoglikandan oluşmak üzere) hücre çeperi bulunmaktadır.

Beslenmelerine göre

Bazı bakteriler ototrof olup, fotosentez veya kemosentez yaparlar. Örnek olarak siyanobakterileri verebiliriz. Çoğunluğu ise heterotrof olup, saprofit veya parazit yaşarlar.

• Heterotrof Bakteriler

1. Saprofit Bakteriler: Bakterilerin çoğunluğunu oluşturur. Besinlerini bulundukları ortamlardan hazır sıvılar olarak alırlar. Nemli, ıslak ve çürükler üzerinde yaşarlar. En çok amino asit, glikoz ve vitamin gibi besinleri ortamdan alırlar. Bu tür bakteriler dış ortama salgıladıkları enzimlerle bitki ve hayvan ölülerini daha basit organik maddelere parçalayarak onların çürümesini sağlarlar. Böylece hem toprağın humusunu artırırlar, hem de kendilerine besin sağlarlar. çürütme sonucu çeşitli kokular meydana gelir. Bu yüzden bu olaya kokuşma denir. Bazı saprofit bakteriler, sütün yoğurt ve peynir olarak mayalanmasını sağlarlar. Saprofitler, dünyada madde devrinin tamamlanmasında önemli rol oynadıklarından hayat için mutlaka gereklidir.
2. Parazit Bakteriler: Besinlerini cansız ortamdan değil de üzerinde yaşadıkları canlılardan temin ederler. Çünkü sindirim enzimleri yoktur. Bunların bazıları konak canlıya fazla zarar vermeden yaşayabilirler. Sadece onun besinlerine ortak olurlar. Kalın bağırsağımızdaki Escherichia coli bunun en iyi örneğidir. Bazı parazit bakteriler ise konak canlının ölümüne bile sebep olabilen hastalıklara yol açarlar. Bunlara Patojen Bakteriler denir. Patojenler ya toksin çıkararak ya da konak canlının enzim ve besinlerini kullanarak zarar verirler. toksinler ya dışarı atılır (Ekzotoksin), ya da Bakterinin içinde kalır (Endotoksin). İçinde kalan toksinler bakteriler ölünce zararlı hale geçerler. Ekzotoksinler kadar zararlı değillerdir. Canlıların patojen bakterilere ve toksinlerine karşı oluşturdukları savunmaya "Bağışıklık" denir. Parazit bakterilerinin üremeleri oldukça hızlıdır.

• Ototrof Bakteriler

1. Fotosentetik Bakteriler (Fotoototroflar): Sitoplazmalarında serbest klorofil taşırlar. Fotosentezlerinde elektron kaynağı olarak H2O yerine H2S ve H2 kullanırlar. Fotosentez yaparlar fakat açığa oksijen çıkmaz.
2. Kemosentetik Bakteriler (Kemoototroflar): En önemlileri Nitrifikasyon Bakterileri, Denitrifikasyon Bakterileri (Güherçile Bozanlar) olmak üzere Demir Bakterileri, Kükürt Bakterileri gibi grupları içerir. Bu bakteriler de madde döngüsünde -özellikle Azot (=Nitrifikasyon) döngüsünde- çok önemlidirler. Amonyak, nitrit, nitrat, demir, kükürt gibi inorganik maddeleri oksitleyerek zararsız hale getirirler. Oluşan maddeler ise bitkilerce genellikle Azotlu Tuz (Güherçile) (KNO3 , NaNO3 vb.) olarak kullanılır. Bu oksitleme sonucunda açığa kimyasal enerji çıkar.(Substrat Düzeyinde Fosforilasyon) Bu enerjiyle de CO2 indirgemesi yaparak -yıkarak metabolik reaksiyonlarda enerji eldesi için kullanacakları- besinlerini sentezlerler. Bu besinleri sentezleyebilmek için Işık ve klorofil gerekli değildir. Oksijen kullanılır. Kemosentetik bakteriler en çok azotlu, kükürtlü, demirli maddeleri oksitlerler. Kemosentez sonucu:
   • Bazı zararlı maddeler ortadan kaldırılmış,
   • Bitkilerin alabileceği tuzlar oluşturulmuş,
   • Kimyasal enerji kazanılmış
   • Organik besin sentezlenmiş olmaktadır.

Solunumlarına göre

1. Anaerob Bakteriler: Bakteriler organik besinleri parçalayarak enerjilerini elde ederken genellikle oksijen kullanmazlar. Bunlar havasız yerlerde de yaşayarak çoğalırlar. ( Konservelerde olduğu gibi) Bunlardan bazıları oksijenin olduğu yerde hiç gelişemezler. Örnek: Clastrodium tetani (Tetanos bakterisi)
2. Aerob Bakteriler: Bazı bakteri grupları (Escherichia coli, Zatürree ve Yoğurt Bakterisi gibi) ancak oksijenli ortamda yaşayabilir. Bunlarda mitokondri olmadığı için solunum hücre zarının iç kısmındaki kıvrımlarda (mezozom) gerçekleştirilir. Örnek: Azot Bakterileri.
3. Geçici Aerob veya Geçici Anaerob Olanlar: Asıl solunumları oksijensiz olduğu halde kısa süre için aerob olanlara "Geçici Aerob" denir. Normal solunum şekli aerob olanlar ise havasız kalınca fermantasyona başvururlar.

Aynacan

Bakteriler, monera aleminde yer alır ve prokaryot hücreli canlılardır.
Hollandalı bir kumaş tüccarı olan Leeuwenhoek´un en büyük merakı, çıplak gözle görülmeyecek kadar küçük nesneleri kendi yaptığı merceklerle incelemekti. Bazıları bir toplu iğne başı büyüklüğünde olan bu küçük ama güçlü mercekler nesneleri 200 kez büyüte biliyordu .
Leeuwenhoek bu merceklerle önce durgun bir sudaki küçük hayvancıkları, ardından daha küçük olan bakterileri görmeyi başardı.
Daha sonra kendi tükürüğündeki bakterileri gözlemleyerek şekillerini çizen Leeuwenhoek , böylece yepyeni bir, alemi gözle görülmeyen canlıların dünyasını keşfetmiş oldu ve bu görüş alanında hareket eden çeşitli küçük organizmalar bulunduğunu görerek hayret etmiş heyecanlanmış ,gördüklerini hemen İngiliz Kraliyet Bilim derneğine bildirmiştir.
19.yüz yıl ve daha önceleri birçok hastalıkların hasta olan insanların vücutlarından çıkan irin ,kan… gibi sıvılarla bulaştığına inanılıyordu. 19. yüzyılın son yarısında başta Louis Pasteur ve Robert Koch olmak üzere bir çok bilginin araştırmaları sonucunda, bulaşıcı hastalıkların sebeplerinin mikroskobik organizmalar olduğu anlaşılmıştır. Bu araştırmalardan anlaşılmıştır ki, her hastalık özel bir bakteri tarafından meydana gelmektedir.
Bakteriler ne bitki nede hayvandırlar. Mikroskobun bulunmasından önce yeryüzündeki bütün canlılar bitkiler ve hayvanlar diye iki ana guruba ayrılıyordu. Bu gurupların her ikisiyle de ortak özelikleri olmayan yeni canlıların varlığı anlaşılınca, bütün bu mikro organizmalar, yani mikroskobik canlılar ayrı bir alemde toplandı. Ama hücrenin iç yapısını inceleme olanağı veren çok daha küçük mikropların geliştirilmesinden sonra bütün tek hücreli canlıların aynı yapıda olmadığı anlaşıldı ve yeni bir sınıflandırma gerekti.bu sınıflandırmaya göre bakteriler bütün çok hücreli hayvanların, bitkilerin ve mantarların yanı sıra hayvanlara benzeyen tek hücrelilerin toplandığı ökaryot (eukaryote)üst aleminden prokaryot (prokaryate) üst aleminin üyeleri sayılır.
BAKTERİLERİN GENEL ÖZELİKLERİ
Bakteriler ışık mikroskobu ile görülebilecek kadar küçük canlılardır. Büyüklükleri mikron ile ölçülür. Genelikle 2-10 mik-ron boyunda, 1-2 mikron genişliğinde olabilir. Bütün bakteriler son derece küçüktür. 10 bin tanesi yan yana dizildiğinde yaklaşık 2,5 cm ‘yi bulur. Genelde bu bakteri dizisini kolay kolay göremezsiniz , çünkü bu minik canlıların çoğu renksizdir. Bu yüzden bakterileri mikroskopta inceleye bilmek için, ortama özel boyalar katarak renklendirmek gerekir.
Bakteriler iki hücre örtüsüne sahiptir. İç kısımda hücre zarı bulunur;hücre zarının üstünde proteğin, karbonhidrat ve yağlardan oluşan hücre duvarı (= çeper) vardır. Bazı bakterilerde hücre duvarına ek olarak, polisakaritlerden oluşmuş, koruyucu bir kapsül bulunur.
Bakteri sitoplazmasının birleşimindeki maddeler ökaryot hücrelerin sitoplazmasına benzer. Sitoplazmanın %90’nı sudur. Sitoplazma içinde RNA, DNA, glikojen, proteğin yağ tanecikleri, ribozomlar görülür. Mitokondri, çekirdek, endoplazmik retikulum, golgi aygıtı gibi zarla çevrili özel yapılar yoktur. Oksijenli solunum yapan bakterilerde mezozom denilen zar katlantıları vardır. Mezozom,ökaryat hücrelerdeki mitokondrinin görevini yapar. Solunum enzimleri mezozom zarlarında ve stoplazmada bulunur. Kalıtım maddesi, çekirdek alanı denilen kısımda halkasal yapıda olan DNA molekülünden ibarettir. Bakteri DNA’sının üzerinde proteğin kılıf yoktur. Bakteri stoplazmasında, bakteri DNA’sından daha küçük yapılar da vardır. Plazmik denilen bu DNA halkalarının sayısı 1-10 arasında değişir. Bakterinin antiboyotiğe yada kimyasal maddeye kazandığı direnç gibi kromozom ile ilgili olmayan özellikler, bir bakteriden diğer bakteriye plazmit ile taşınabilmektedir. Plazmitlerin üreme ile ilgisi yoktur.
Bazı bakterilerin suda aktif hareketi, kamçı denilen uzantılarla sağlanır. Yuvarlak bakterilerde kamçı yoktur, hareketleri pasiftir. Daha çok çubuk ve spiral bakteriler kamçılıdır. Bakteriler toz parçacıklarına su damlacıklarına tutunarak havada ve suda uzak mesafelere taşınabilir.
Uygun olmayan ortamlarda bazı bakterilerde ısıya, kuraklığa dayanıklı endospor oluşur. Endospor, üremede görevli değildir. Olumsuz koşullara dayanıklılığı olan metobolizmesı yavaşlamış yapılardır. Şartlar uygun olduğunda endospardan tekrar bakteri oluşur. Birçok bakteri 100ºc’ta ölür; fakat endosparlar ölmez. Bazı endosparlar 121ºc’ta , 15 dakika kalırsa ölür.
BAKTERİLERDE ÇOĞALMA
Bakteriler ikiye bölünerek çoğalır. Eğer ortamda yeterince besin varsa ve bütün koşullar uygunsa bir tek bakteriden 15 saat içerisinde birmilyon bakteri üreyebilir. Ama bu bölünme hep aynı hızla sürmez. Çünkü hem ortamdaki besin bu kadar büyük bir koloniye yetmez hemde bölünme sırasında açığa çıkan asitler bakterilerin üremesini durdurur. Bakteriler eşeyli ve eşeysiz olmak üzere iki şekilde çoğalır.
Bakterilerin eşeysiz üremeleri:
Enine bölünme ile olur. İki bölünme arasındaki evre çok kısadır ve bakterilerin hızla çoğalmasına neden olur. Uygun şartlarda 20-25 dakikada bölünerek çoğalırlar.
Bakterilerde eşeyli üreme (Konjugasyon): Bazı bakteriler kalıtım maddesinin bir kısmını aynı türden diğer bir bakteriye aktarabilirler. Buna Eşeyli Üreme denir. Bakteriler eşeyli üreme ile yen gen üzerine sahip oldukları için daha dayanıklı formlar meydana gelebilir.
BAKTERİLERİN YAPISI:
Bakterilerde daha kompleks bir yapıya malik olan bitki ve hayvan hücrelerinde olduğu gibi tipik bir çekirdek yoktur. Bilindiği gibi bitki ve hayvan hücrelerinde çekirdekde bir veya iki çekirderçik vardır ve bir çekirdek zarıyla çevrilidir. Mitoz yolu ile bölünürler. Bakterilerde ise çekirdekçik, çekirdek zarı yoktur ve tipik bir mitoz görülmez. Fakat kalıtım materyalinin iletimi için özel bir mekanizme vardır.
Bakterilerde de kalıtımı tayin eden genlerin bulunduğu bu genlerin de diğer organizmalarının kromozomlarında olduğu gibi (Bir tespih veya boncuk dizisi şeklinde sıralandığı sanılmaktadır. Bugün kompleks canlı hücrelerde DNA’nın kalıtım materyelini taşıdığını biliyoruz. Eğer iyi boyanmış bakteriler dikkatle incelenirse, DNA moleküllerinin kuvvetle boyanan bir veya iki yapı halinde hücrelerde toplanmış oldukları görülür. Bakterilerin bölünmesinden kısa bir zaman önce bu DNA yapıları kendilerini eşler ve oğul hücrelere eşit olarak geçerler. Bu durumda DNA yapıları bölünen komleks hücrelerdeki eşlenen kromozomlara benzemektedirler. Bu gün bakteri kromozomları elektron mikroskobu ile daha iyi gözlenebilmektedir.
Yine elektron mikroskobu ile yapılan incelemede, bakteri hücrelerinde küçük kofullar, ribozomlar ve depo edilmiş besin taneleri görülür.
Bütün hücreler gibi bakterilerin yapısında su önemlidir. Bakteri hücrelerinin %90’ı sudur. Erimiş maddelerin hücrenin içine veya dışına geçişi hücre zarı tarafından düzenlenir. Hücre solunumu bakımından önemli olan enzimleri taşıyan mitokondrilere bakterilerde rastlanmıştır. Bazı bakteri türlerinde enzimler hücre içine dağılmış veya hücre zarına yerleşmişlerdir. Bakteri hücrelerinin zarları protein ve karbonhidratlardan meydana gelmiş kompleks bir yapıdır. Bu güne kadar bitkilerde olduğu gibi sülüloza rastlanmıştır. Ayrıca verem basilleri gibi bazı bakterilerde hücre zarını çevreleyen muma benzeyen yapışkan bir kapsülde bulunur.
Bakterilerin Hareketi:
Bakteriler pasif veya aktif olarak hareket ederler. Pasif hareketli bakterilerin bulunduğu sıvı ortamda sıvının hareketine göre yer değiştirmesi demektir. Fakat birçok bakteriler ince uzun iplikçiklere (bunlara sil de denir) benzer kamçılar sayesinde aktif olarak hareket ederler. Kamçıların ucu hücrenin stoplazması içine gömülmüştür. Bakterilerin kamçıları ancak özel bir şekilde boyandıktan sonra görülebilir. Kamçılar bazı bakterilerde bir tane bazılarında birden fazla demet halinde Lafotriks bazılarında da hücrenin her tarafından çıkmış Peritriks olarak bulunur.
Bakterilerin üremesi:
Bakteriler ekseriyetle bölünme ile ürerler. Elverişli şartlarda hücreler tahmini olarak 20 dakikada bir defa bölünürler. Şartların bozulmadığı farzolunursa 24 saatte bir bakteriden 200 ton ağırlığında bakteri meydana geleceği anlaşılır. Fakat besinsizlik ve bakterilerin salgıladıkları zehirler, ortamı elverişsiz hale getirdiğinden, bu değer hiçbir zaman bulunmaz. Birçok bakterilerde böyle hallerde spor meydana
getirirler: Hücre suyunu kaybeder, plazma büzülür ve kendine dayanıklı yeni bir zar yapar. Sporun oluşu sona erdiği zaman hücrenin zarı erir ve spor serbest kalır. Sporlar elverişli şartlarda 100-120º ve 250ºde Sıcaklığa, kurumaya birçok zehirli maddelere belirli bir müddet dayanabilirler. Bundan anlaşılır ki, sporlanma bazı bakterilerin neslinin korunması için alınmış bir tedbirdir. Hava ile her tarafa yayılan sporlar elverişli şartlarda çimlenir ve tekrar faaliyetlerine başlar.
Bakterilerin beslenmesi:
Bütün canlılar gibi bakterilerde yaşama ve üremeleri için beslenmeye yani enerjiye ihtiyaçları vardır. Bakteriler genel olarak hetetrof organızmalardır. Yani sentez yolu ile inorganik bileşiklerden organik bileşikler yapamazlar. Halbuki bu organizmaların da diğer bütün organizmalar gibi organik bileşiklere, vitaminlere ihtiyaçları vardır. Bakteriler için enerji kaynağı yaşadıkları ortamdaki organik bileşiklerdir.
Bakteriler ihtiyaçları olan organik bileşikleri alışlarındaki özelliklere göre:
a)Saprofit Beslenme: Toprakta yaşayan birçok bakteriler ihtiyaçları olan organik besinleri toprakta bitki ve hayvanların çürümesinden arta kalan organik bileşiklerden alırlar. Bundan başka bazı mayalanma olaylarında bakterilerin büyük rolü vardır. Özel olarak sütten yoğurt ve peynir haline gelmesi bakterilerle olur. Bu bakımdan bir kısım bakteriler faydalı organizmalar olarak kabul edilirler.
b)Parazit Beslenme: Bazı bakteriler gerekli olan glikoz, aminoasit ve vitaminler gibi maddeleri sağlamak için canlı organizmaların enzimlerine ihtiyaçları vardır. İşte böyle olan bakteriler mutlaka bir canlı üzerinde yaşar. Bu şekil beslenmeye parazit beslenme, bu gibi canlılarada parazit adı verilir. Birçok parazit bakteriler hastalıklara sebep olur ve bazende üzerinde yaşadıkları canlının ölümüne sebep olurlar. Bu tip bakterilere patejen bakteriler adı verilir. Patojen bakteriler çok zehirli toksinler salgılarlar.
Yaşadığı ortama en iyi uymuş olan parazit yaşadığı canlıyı öldürmeyen parazittir. Zira bir parazit yaşadığı canlıyı öldürdüğü zaman barınacak yerini kaybetmiş demektir. Bu nedenle en iyi parazit konağına zarar vermeyen, hatta faydası dokunan parazittir. Mesela bazı bakteriler konaklarının çok ihtiyaç duyduğu vitaminleri sağlarlar. İnsanın sindirim borusunda bulunan bu tip bakterilerden bazıları K vitamini, hatta bazıları da B grubu vitaminlerinin sentezlerini yaparak insana faydalı olurlar.
c) Ototrof Beslenme: Bazı bakteriler, basit organik bileşikleri basit inorganik bileşiklerden sentezleyebilirler. Ototrof türlerin bir kaçı fotosentez bile yapar. Bunların yeşil bitkilerde klorofile benzer pigmentleri vardır. Diğer ototrof bakteriler ihtiyaçları olan organik maddeleri sentezlemek için gerekli enerjiyi demir, kükürt, hidrojen veya azot bileşikleri gibi inorganik maddelerin oksidasyonundan elde ederler. Bu söylediğimiz bakterilerin sentez olayına daha çok kemosentez adı verilir.
Sonuç: Eğer saprofit bakterilerin faydalarının küçümser, parazit olanların insan ve hayvanların hastalanmasına, ölümüne sebep olduklarını düşünürsek çok zararlı varlıklar oldukları kabul edilir. Gerçekte ise bakteriler ölen organizmaların organik maddelerine ayrıştırarak tekrar basit bileşikler haline getirilerek bitkilerin faydalanabileceği maddeler haline getirdiklerinden tabiat bakımından faydalı varlıklar olarak kabul edilmelidirler. Zira eğer bakteriler olmasaydı yeryüzü ölen bitki ve hayvan cesetleriyle dolacak, bitkilerin beslenme ve yaşamaları için gereken toprak bulunmayacak yeryüzü besinsiz kalacaktı.
Bakterilerin Sınıflandırılması:
BAKTERİLER MORFOLOJİK, HÜCRESEL VE FİZYOLOJİK ÖZELLİKLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILIR. BÜTÜN BAKTERİLER DÖRT ŞUBEYE AYRILIR, BUNLARDA SINIFLARA VE TAKIMLARA BÖLÜNÜR.
Bakterilerin sınıflandırılması, türler arasında bulunan akrabalık ilişkilerine göre yapılan ökaryot sınıflandırılmasına pek benzemez. Bakteriler için tür kavramı genetik bir gerçeklikten çok kavramsal bir anlayıştan kaynaklanır. Bugün bilinen binlerce türün sınıflandırılması herşeyden önce benzerliklere dayanır. Bu bakteri sistematiği kurmak için kullanılan ölçütler, sitofizyozlajik özelliklerin tümüne dayalı bir hiyerarşiden kaynaklanır.
Üç türlü sınıflandırma sistemi vardır: D.H. Bergey tarafından yapılan “Amerikan” sistematiği N.A.Krassilnikov tarafından önerilen “Rus” sistematiği ve A.R.Pretev tarafından 1933’te ortaya atılan “Fransız” sistematiği Bu üç sistemde her tür, mesela hayvanların ve bitkiler uluslar arası iki sözcüklü bir isimle adlandırılır. Buradaki ilk terin türün ait olduğu cinsi, ikinci terim ise türü belirtir: Escherichiacoli, Fransiz A.R.Pretov tarafından önerilen sistematik dört şube öngörür.
Özbakteriler (Eubacteria)
Bunlar basit, farklılaşmış, değişik şekiller, gösteren bakterilerdir. Küresel, silindirik veya sülfür içeren inklüzyon granüllerinden yoksundurlar. Bu şube iki sınıfa ayrılır: Üçer takımdan oluşan sporlanmasızlar ve gene üç takımdan oluşan sporlananlar.
Mikro Bakteriler (Myro bacterial)
Çomak şeklindedir; bazıları dallanmış ve yabancı miselyumlu olabilir. Bunlar üç sınıfa ayrılır. Actinomycetales sınıfındakiler bazen ilkel bir yabancı miselyum taşır ve genellikle hareketsizdir. İki takım halinde incelenir. Actina bacteriales ve mycobacteriales. Yaşam çevrime boyuncaa üç evre (büyüme, uyuma,üreme) geçiren Myxobacteriales sınıfındakiler de üç takıma ayrılır. Myxococales angia bacteriales ve osperangiates. Üçüncü sınıf olan Az-oto bacteriales karmaşık bir yaşam çevrimi gösterir.
Algo bakteriler (Algo bacteria)= Bunlar suda yaşayan, mavi su yosunlarına yakın bakterilerdirler. Kamçıları yardımıyla veya kayarak hareket eder. Çoğu kendi beslektir. Fotosentez yapar ve çoğu aneerabi olarak yaşayabilir. Bu şube iki sınıfa ayrılır: Demiroksitten bir kılıfta kapla olan iki takımdan (Chiomydobacteriales ve caulo bacteriales) oluşan siderobacteriales ile kükürt ve ışığa ihtiyaç duyan ve bitkisel karakterli hücrelerden oluşan Thiobacteriales. Bu sınıfta üç takıma ayrılır. ; Chodobacteriales (kırmızı hücreler). Chlorobacteriales(fotosentez) yapan sülfo bakteriler) ve beggiatoales (renksiz sülfo bakteriler)
Protozoo bakteriler (Protozoobacteria)= Bu spiral şekilli bakteriler helisel(sarmal) sürünmeye veya burgu gibi dönmeyle hareket ederler. Bu şubedekilerin hepsi bir arada toplanır: Spirochetales. Bunların hücresel yapısı eksen iplikçiyleriyle kuşatılmıştır. Dönme ve bükülme hareketlerine elverişlidir. Hepsi kendibeslektir ve bazıları insanlar ve hayvanlar için asalak veya patojendir (hastalık yapıcı)
GENETİK ASALAKLAR
Amerikalı biyolog Barbara MoClintack 1940’lı yıllarda mısırda tanelerin yer yer rensizleşmesine yol açan mutasyonların meydana geldiğini saptamıştı.
Bu mutasyonların mekanizması ancak 1960’lı yıllarda anlaşıldı. Kromozomlar üzerinde yer değiştirilebilen “sıçrayan genler”’in söz konusu mutasyona yol açtığı belirlendi ve bu genlere transpazon adı verildi. Transpozanlar, mısır tanesinin rengini belirleyen bir genin içine girdiğinde o geni etkisiz hale getirmekte, kramozomun bir başka bölgesine sıçradığında ise gen tekrar eski etkisine kavuşmaktadır.
Bakterilerde iki çeşit transpozan bulunur. Bunların en basitleri takılma transpozonlarıdır; bunların kısa nükleotit zincirinde yalnız bir transpozaz enzimini kaldırmaya yarayan genetik bilgi bulunur, birde zincirin iki ucunda tekrarlanan birer dizilim vardır.
En karmaşık transpozanlarsa yaklaşık 5000 nükleotitten oluşur ve üzerinde bir çok transpozaz enzimini kodlamaya yarayan baz dizilimlerinden başka bir de bakterilerinin antibiyotiğe dirençli olmasını sağlayan gen dizilimleri bulunur.
Bakteri tarnspozanları çoğu zaman plazmatitlerin üzerinde yer alır. Plazlerle birlikte çoğalarak bakterileri antibiyotiklere karşı dirençli hale getirir ve plazmitlerle birlikte başka bakterilere aktarıldığında, o bakterilere de aynı özelliği kazandırır.


PLAZMİTLER
Bakterilerde değirmi biçimde bir tek kramozom bulunur. Ama bazen bu kromozoma ek olarak 1 ila 50 kadar çember biçiminde küçük DNA molekülünede rastlanır. Bunlar plazmitlerdir. Plazmitler, bakteri kromozomundan mağımsız olarak eşlenebilir ve bir veya birden çok gen içerir. Bu genlerden bazılarına “F faktörleri” denir.
Ffaktörleri, iki bakterinin bir araya gelecek genetik varlıklarının bir bölümünü değiş tokuş etmesini sağlar. Bakteri kavuşması denen bul olgu, eşeyli üremeye benzetilebilir. Diğer genlerse, tekrarlanan baz dizilimleriyle sonlanan transpozonlar, transpozaz dizilimleri ve direnç genleridir.
Gerektiğinde mesela antibiyotik tedavisi gören bir hastanın hücrelerindeki bakteri plazmitleri, bakteri kromozomundan bağımsız olarak çoğalır ve F faktörlerinin uyarısıyla bir araya gelen bakterilerden birinden diğerine aktarılarak yayılır. Böylelikle plazmitler, bakteri kolonilerinin antibiyotikten zarar görmesini engeller.
Bu nedenle, mesela belsoğukluğuna yol açan gonokok gibi birçok patojen (hastalık yapıcı) bakteri türü antibiyotiğe karşı dirençli hale geldiğinden, bazı cinsel yolla bulaşan hastalıkların tedavisi güçleşebilir.
Ama bazı plazmitler, bakteri için yararlı gen taşımaz. Bu plazmitlerin bakteride asalak bir yaşam sürer. Bakteri onlardan bir yarar sağlamadığı gibi, onlar olmaksızın da çoğalabilir. Böyle olmakla birlikte plazmitler, genetik mühendislerinin vazgeçilmez araçlarındandır, onlara dışarıdan yabancı genler eklenerek klonlaştırma çalışmaları yapılabilir.
Kesme, Kaynaştırma ve Çoğalma;
Bakterilerde genetik monipülasyon yapabilmek için, önce bir organizmadan (mesela insandan) alınan hücrelerin kromozomlarından, DNA molekülü elde edilir, sonra bu molekül kesme enzimleri yardımıyla kesilerek kücük parçalara ayrılı. Daha sonra, bakteri hücresinde bulunan plazmit DNA’sı çıkarılır. Bir kesme enzimi kullanılarak bu değişimi DNA açılır ve insandan elde edilmiş DNA parçacıkları ile bir araya getirilir. DNA’ları bir birine ekleyebilen ligaz enzimi kullanılarak bu parçacıklar birbirine eklenir. Böylece bir veya birçok insan genini taşıyan plazmitler elde edilir. Bu yeniden düzenlenmiş plazmitler, tekrar bakterilere sokulur ve bakteriler çoğaldıkça istenilen gen veya genleri sentezleyen koloniler veya klonlar oluşturur.
VİRÜSLER
Virüsler yeryüzünün bugüne kadar tanınmış en küçük canlıları olarak kabul edilir. Virüs zehir anlamına gelen Latince bir kelimedir.
19. yüz yılda L. Pasteur ve R. Koch gibi öncü bakteriyologlar insan ve diğer canlılarda görülen bir çok hastalıklara bakterilerin sebep olduklarını görmüşler, fakat bazı hastalıklarda onları şaşırtmıştır. Çünkü hasta olan canlıda, hastalığa sebep olabilecek herhangi bir bakteri veya başka bir organizma bulamamışlardır. Böyle bir hastalık ilk defa tütün bitkisinde görülmüştür. Hasta bitkinin yaprakları buruşur, lekelenir, zamanla mozaik görünüşünü alır. Bu nedenle hastalığa mozaik hastalığı denilmiştir.
1892 yılında ivanowsky(ivanovski) adında bir Rus bilgini virüslerin porselen süzgeçlerden geçtiğini ispatlamış (porselen süzgeçten bakteriler geçemez), Hollandalı mikro biyolog W. Beijernik(bayernik) de tütün bitkisindeki hastalık faktörünü (hastalık yapan canlı sıvı ) olarak adlandırmıştır.20. yüzyılın başlarında porselen kaplarda filitre edilerek akterilerden tamamiyle izole edildiği halde yine sağlam olan bitki ve hayvanların hastalanmasına sebep olmuştur.
Bu çalışmalar sonucu tütün mozaik virüsünden başka patates virüsü, salatalık mozaik virüsü , marul mozaik virüsü gibi birçok bitkilerdeki çeşitli hastalıklarla, insanlarda görülen grip, nezle, kızamık, suçiçeği, kabakulak, kuduz ve çocuk felci gibi hastalıkları virüslerin yaptıkları anlaşılmıştır.
VİRÜSLERİN BÜYÜKLÜĞÜ VE ŞEKLİ:
Bütün virüsler o kadar küçüktür ki , bunlar ışık mikroskobunda belirli .şekilde görülmektedir.Büyüklükleri genel olarak 15-450 milimikron arasında değişir . Çocuk felci virüsünün elektron mikroskobuyla alınan fotoğrafı virüs parçacıklarının pinpon toplarına benzer minik yuvarlaklar halinde olduğunu göstermiştir.
VİRÜSLERİN YAPISI:
Biyologlar virüsleri canlı tabiatın eşiğinde yani en alt basamağında bulunan varlıklar olarak kabul ederler. Çok küçük çok ilkesel organizmalardır. Bu bakımdan virüsler hakkındaki bilgilerimiz henüz çok değildir.biyologlar çok ince ve dikkatli araştırmaları sonucu virüslerin bir nükleik asit RNA öz maddesi ile bunu saran bir proteğin kılıfından meydana geldiğini bulmuşlardır. Öz madde virüsün çeşidine göre bir RNA veya DNA olabilir.
Yapısında DNA bulunan bir virüs çeşidi vardır ki bunlar bakteri hücrelerine girer , onların içinde çoğalırlar. Bu virüslere bakteriyofaj (yapısında DNA bulunan bir virüs çeşidi vardır ki, bunlar bakteri hücrelerine girer ve onların içinde çoğalırlar. Bu virüslere bakteriyofaj veya faj denir. ) denir. Bakteriyofajlar bakterilerileri yiyerek yaşarlar. Bakterilerin içinde ürer ve en sonunda içinde ürer ve en sonunda içinde yaşadıkları hücreyi yok ederler. İnsan ve hayvanlarda hastalık yapan virüslerin çoğuda, etrafı proteğin kılıf ile çevrili DNA ipliğinden başka bir şey değildir.
VİRÜSLERİN ÜREMESİ
Bakteri hücrelerini yiyen virüslerin, bakteri içine girdikleri zaman onları yedikleri bilinmektedir. Virüs bakteri hücresine yaklaştığı zaman önce kuyruk tarafıyla tutunur. Sonra tek ve uzun olan DNA ipliği bakterinin içine gönderir.
Bakteri hücresinde, kendi hayat olaylarını yöneten bakteriye has DNA ‘da vardır . Ancak virüsün DNA’sı hücreye girer girmez bakterinin yeni maddeler yapma işini kendi isteğine göre yönetmeye başlar, bakteri maddesini kullanarak virüs maddesi yapmasını sağlar. Böylece bakteri enzimlerinden faydalanarak, bakteri içindeki maddeler virüs DNA’sı yapılmasında kullanılır ve sonunda bakteri ölür.
Virüsün DNA’sı bakteriye girmesinden hemen sonra, bu DNA yeni virüsler yapmaya başlar. Yarım saatten daha az bir zaman içinde bakteri hücresi parçalanarak, yeni meydana gelen yüzlerce virüs dışarı çıkar. Bu geç virüslerin her biri başka bir bakteriye girmeye hazır demektir. Böylece bir süre sonra virüsün yaşadığı ortamdaki bütün bakteriler yok olabilir.
Virüslerin Fiziksel Özellikleri:
Geçirgenliği bilinen kolodyum süzgeçler sayesinde virüslerin büyüklüğü ölçülebilir ve 10 ile 300 nm arasında olduğu görülür(Bakteriyofaj 10 ile 50 nm arasında olduğu çocuk felci virüsü 15 nm harpas 300 nm vb.) Elektron mikroskobu bunların küre biçiminde olduğunu gösterir. Virüsler bakteriyolojide kullanılan besiyerlerinde üretilememekte, yalnız bazı canlı dokularda üretilebilmektedir. – 20º soğukta tahrip olmazlar, ama sıcaklığa dayanıklı değildirler. Elektrik akımına duyarlıdırlar. Elektroferezle yerleri değiştirilebilir ve kültür ortamında yalıtılabilirler. Radyasyonlara ve antiseptiklere az yada çok duyarlıdırlar.
Virüslerin yapısı:
Bütün öteki canlılarınkinden daha basittir. Duruma göre bir tek nükleik asit (DNA yada RNA zincirinden oluştukları kabul edilir. Bu zincir bir kabuk (kapsit) oluşturan proteinlerle çevrilidir ama bu proteinler diğer bütün hücrelerde olduğu gibi virüslerin kendileri tarafından sentezlenmez. Virüsün asalak olduğu hücrelerden kaynaklanır.
Virüs onlara bu sentez için gerekli enzimleri ve hammaddeleri (aminoasitler) verir. Yani virüs ancak bir hücrenin (konak hücre) içinde asalak olarak yaşayabilir. Virüsün bir organizmadan diğerine geçmesi için, o virüslere özgü nükleik zincir (DNA yada RNA) ile son konakta edindiği protein kabuktan oluşan virüs parçacıklarının rol oynadığı kabul edilmektedir.
Virüs parçacığı başka bir hücreye girer girmez kılıfını (kabuğunu) atar ve konağın metabolizmasına karışarak onun DNA ya da RNA’sıyla birleşir ve onda az yada çok önemli bozukluklara neden olur; eğer metabolizma ağır derecede bozulmuşsa, hücre ölür, virüs yeniden çoğalır ve bir önceki hücrede edindiği kabukla başka hücrelerede bulaşır; eğer bozukluklar az önemliyse içlerinde virüs bulunan hücreler virüsün çekirdek kısmını (yapay bir gen gibi) kendi kromozomlarına ekler ve atipik bölünebilen hücrelere,yani ur (kanser) hücrelerine dönüşürler. Birinci grup olgulara virüslü bulaşıcı hastalıklar denir. (grip, sarıhumma, kızamık vb.)
Virüsün girdiği organizmanın hızla yarattığı bağışıklık tepkimesinin, virüs DNA ya da RNA’sının bir hücreden diğerine geçmek için sarındığı protein kabuğa karşı olduğu sanılmaktadır. Antikorlar bu kabuk sayesinde hızla virüs parçacığını bulur ve yok ederler. İkinci grup olgularda birincisinin tersine, bağışıklığın oluşması daha zordur, çünkü DNA ya da RNA bireyin hücreleriyle birleşmiş ve bu nedenle korunmuştur.
Bazı kanserlerin virüslerden ileri geldiği yalnız hayvanlardaki (kuşlar) çeşitli kanserlerde kesin olarak kanıtlanmıştır, ama insanlarda gözlenen kanserlerde henüz böyle bir yargıya varılamamıştır.
Nükleik asitlerinin tipine (DNA ya da RNA) göre virüsler, iki grup halinde sınıflandırılır. RNA’nın DNA sentezleyebileceğini vitro gösteren “ters transkriptaz” ın bulunması, DNA’lar olmaksızın bir genomla bütünleşebilen bazı RNA’lı virüslerin etki biçiminin anlaşılmasına olanak vermiştir. Rous sarkomu virüsü gibi melez RNA-DNA kanser virüsleri bu çeşit virüslerdir.
Virüsün girdiği konak hücrenin gösterdiği tepkimeler arasında, yeni keşfedilen bir maddenin (interteron)oluşumunu da saymak gerekir. Bütün bu kavramlar zaman içinde, yolları birbirine kavuşan viroloji ve moleküller biyolojideki gelişmeler sayesinde ortaya konmuştur.
Böobil, insanda, hayvanlarda ya da bitkilerde hastalıklara yol açan birçok virüs, eklembacaklılar ve özelliklede böcekler aracılığıyla bulaşır: sarıhumma virüsü, bir memeli hayvandan (ara konak) geçtikten sonra Aedes cinsinden bir sivrisinekle bulaşır. Patates kıvırcık hastalığı ve yaprak kıvrılma hastalığı virüsleri bitki bitleriyle özellikle Myzus persicae patatese geçer bu böcekler taşıdıkları hastalıklar bulaştırırlar. Bulaşma süreci virüse ve onu taşıyan böceğe göre farklılık gösterir.:arbo virüslerin çoğu sivrisineklerle, Phlebotolomuş’larla yada ıxoces’lerle bulaşır.: tütün hastalıklarına yol açan virüsler öbeği, şekerpancarında görülen sarılığın tersine bitki bitleriyle taşınmaz. Bazı virüsler hastalığı bulaştıran hayvanda (bitki biti, Cicadella. Aleurodes) uzun bir kuluçka dönemi gerçirebilir. Bu hayvanın bedeninde kalabilir, çoğalabilir ama bazılarının kuluçka dönemi kısadır, bunları yapamaz. Akarlar,ikikanatlılar ve yarımkanatlılar dışında kalan böcekler (bazı kınkanatlılar ve düz kanatlılar) da virüs bulaştırabilir.
DNA’lı Virüsler
DNA’lı Virüsler çoğalabilmek için bakteri hücrelerinde veya üstün yapılı canlıları meydana getiren hücrelerde asalak yaşar.
Virüsler bir nükleik asit molekülünden ibaret (tüm genetik varlığı budur) biyolojik organizmalardır. Nükleik asit molekülü proteinden bir kapsidin içinde yer alır ve bu kapsit bazen bir kılıfla kaplıdır.
DNA’lı virüsler arasında, boyları çok küçük olan Adeno-virüsler (0,08 mikrometre, um) veya papovavirüsler (0,06 um) gibi virüsler vardır. Oysa bir bakteri hücresi bir um ve bir memeli hücresi 5-10 um boyunda olabilir. Adenovirüsler insanlarda yutak, bademcik iltihapları ve solunum yolu hastalıklarına yol açar; papovavirüslerden bazıları siğile neden olur. Bu iki virüs “çıplak” virüslerdendir, yani bunların kapsitinin etrafında kılıf bulunmaz; adenovirüslerin DNA’sı 40.000 nükleotitten papovavirüslerin DNA’sıysa yalnız 5 000 ile 8 000 nükleositten oluşur (bir bakteri DNA’sı 8 milyon, bir memeli hücresinin DNA’sı 3 milyar nükleotitden meydana gelir. DNA virüslerinin en küçüğü hepatit B virüsüdür; boyu 0,04 nm’dir ve DNA’sı 3 200 nükleotitten oluşur. Adenovirüs ve papovavirüslerin tersine bunun kapsidi, lipit içeren bir kılıfla kaplıdır. Başka bazı DNA’lı virüslerin kılıfı da lipittendir, ama bunlar biraz daha büyüktür. Mesela uçuk yapan herpes virüsü 0,18um’dir ve DNA’sı 200 000 nükleotitten meydana gelir; poksvirüs (çiçek hastalığı virüsü gibi)0,2 um’dir ve DNA’sı 300 000 nükleotitten oluşur.
Bakteriyelerde asalak yaşaya virüslere bakteriyofaj (veya faj) denir. Bakteriyofajların kapsidi kuyruğa benzeyen bir uzantıyla sona erer. Virüs, DNA’sını bu kanaldan bakteri hücresine aktarır.
Bakteriyofajlardan faklı olarak hayvan ve bitki virüsleri, kapsit ve kılıflarının üzerinde yer alan moleküllerin yardımıyla konak hücrenin zarına tutunur ve endositozla (normal şartlarda, hücrenin, metabolizması için gerekli olan besinleri içeri almasına yarayan mekanizma) hücrenin içine girer.
Bütün DNA’lı virüslerde yaşam döngüsü birbirin aynıdır. Bu virüsler önce konak hücrenin özel enzimlerinden yararlanarak kendi DNA molekülllerini eşler ve çoğaltır. Daha sonra bu virüs DNA’larının yardımıyla hücrenin haberci RNA’larını kullanarak kendisine gerekli olan maddelerin ve kapsit proteinlerinin sentezini gerçekleştirir.
Çok sayıda üretilen kapsitler, konak hücrenin patlamasına yol açar. Kendisini eşlemiş olan virüs DNA’ları bu evrede kapsitlerin içine girer, yani kendine bir kapsit yapar ve konak hücre ölünce dışarı çıkar. Yeni oluşan ve virüslerin başka hücrelere girmesiyle, söz konusu döngü yeniden başlar (virüs enfeksiyonlarında, hastalığın asıl nedeni iş bu konak hücre yıkımıdır). Kılıflı virüslerde döngünün son evresi biraz daha farklı olarak gelişir.: Bu virüsler, konak hücreyi patlatarak değil, hücre zarının bir kısmını da alarak tomurcuklanma yoluyla dışarı çıkar. Bu durumda, konak hücrenin tepkisi hastalığa neden olur. Bu nedenle Epstein-Barr denilen herpes virüsü veya papillom gibi dölyatağı boynu yaralarına yol açan bazı virüsler ile hepatit B virüsü, vücutta kanserlerin oluşumunda rol oynayan virüslerdendir.
RNA’lı virüsler
Genetik varlığı RNA molekülünden ibaret virüslerin boyları 0,2 um (çocuk felci virüsü gibi pikorna virüsler) ile 0,2 um (grip virüsü gibi ortomikso virüsler)arasında değişir. Bunların genetik varlığı genelikle küçüktür, asla 20000 nükleotti aşamaz. bunlardan pikorna virüsler gibi bazıları “çıplak”virüslerdir (yani kapsidi çevreleyen bir kılıfı yoktur ) büyük çoğunluysa lipit içeren kılıfla korunmuştur.
Başlıca 3 çeşit RNA’lı virüs vardır: genetik yapısı tek zincirli RNA molekülü içeren ve bu molekülü doğrudan haberci RNA gibi kullanan pozitif virüsler; tek zincirli RNA molekülü içeren ama bunu haberci RNA gibi kullanamayan negatif virüsler; son olarak haberci RNA işlevi görmeyen,ama DNA molekülü olarak kopyalanabilen tek zincirli pozitif RNA molekülü içeren virüsler ki, bunlar konak hücrenin kromozomuyla kaynaşarak hücrede, haberci RNA sentezini yönete bilir . Retrovirüsler bu şekilde etki göstermektedir.
Tek zincirli pozitif RNA virüslerine örnek olarak çocuk felcinin ve daha başka birçok hastalığın sebebi olan sorumlu pikornavirüsler gösterilebilir. Yaklaşık 6ila 8 saat kadar sonra, konak hücre patlar ve sayıları 100000’e yakın yeni virüs (kapsit+RNA) açığa çıkar .
İkinci grupta grip virüsü gibi ortomikso virüsler veya kuduz virüsü gibi rabdovirüsler yer alır. Bu virüslerde transkriptaz adı verilen bir enzim bulunur. Virüs hücreye girdiğinde, RNA negatif virüs zinciri, traskriptaz sayesinde pozitif RNA zincirine dönüşür. Bu pozitif RNA zinciri ya haberci RNA iş görür yada doğrudan genetik maddenin çoğalması için kalıp ödevi görmeye başlar. Virüs proteğinlerin ve yeni RNA zincirlerinin sentezlenmesiyle çok sayıda yeni virüs meydana gelir ve bunlar tomurcuklanma yoluyla konak hücreden dışarı çıkar . bu sırada virüs hücre zarının bir bölümünü de beraberinde götürürse kılıflı virüs olur.
Üçüncü kategorideki retrovirüslerde ters transkriptaz adı verilen bir enzim bulunur. Virüs konak hücreye girdiğinde, bu enzim yardımıyla RNA molekülünden DNA molekülünün traskripsiyonu gerçekleşir. Bu taktirde virüs DNA’sı konak hücrenin kromozom DNA’sıyla kaynaşabilir; o zaman bu moleküle provirüs DNA’sı hem haberci RNA molekülünün hemde kapsit proteğinlerinin sentezini yönetir. Yeni sentezlenen RNA moleküleri kapsitlerle paketlenerek tomurcuklanma sonucu hücreden dışarı çıkar.
AIDS virüsü de retrovirüsler grubundandır. Ayrıca hayvanlar üzerinde yapılan deneyler sonucu lösemi ve kansere yol açan retrovirüsler de bulunmuştur. Bu virüslere onkojen adı verilen özel bir gen bulunduğu ve bu genin konak hücre kromozonuna katıldığında hücrenin kanserleşmesine yol açan bir proteğini sentezlediği bulunmaktadır.

Hi-LaL

Bu canlılardan bazıları hastalıklara yol açmakla birlikte, çoğu türleri zararsızdır, hatta doğrudan insanın yararına sonuçlanan birçok biyokimyasal süreçte etkin biçimde rol alır. Özellikle biyosfer süreçlerindeki etkisi yadsınamayacak kadar önemli olan bakteriler olmaksızın toprak, verimini koruyamaz ve bitkilerin yetişmesine dolayısıyla da bitkilerle beslenen hayvanların yaşamının sürüp gitmesine yardımcı olamaz.

Kullanma sularına karışan kanalizasyon ve sanayi artıklarındaki bakteriler de su kirliliğinin başlıca sorumlusudur.

Öte yandan ,su arıtma tesislerinde, özellikle lağım sularındaki organik maddeleri parçalamak için kullanılan bakteriler çevre kirliliğiyle savaşın etkili silahlarından biri olmuştur.Bu örnek bize gösteriyor ki,bakteriler zararlı oldukları gibi oldukça da yararlıdırlar.

Bazı bakteriler besinlere bulaşarak hızla çoğalabilir ve mide bozukluğundan ölüme kadar varabilen hafif yada ağır besin zehirlenmesine yol açabilir.Sulara bulaşmış bakterilerin su arıtma yöntemleriyle temizlenmesi gibi süte bulaşmış bakteriler de pastörizasyon yöntemiyle yok edilir. Sağlıklı bir ineğin sütünde doğal olarak daha az bakteri bulunmakla birlikte yine de steril değildir. Sağıldıktan sonraki aşamalarda önlem alınmadığı takdirde bakteriler bu elverişli ortama yerleşmekte geç kalmazlar.

Hastalık yapıcı bakterinin toksin salgıladığı olgular dışında, genellikle bakterilerin hastalık yapma gücünü artıran etkenlerin neler olduğu henüz tam olarak açıklanamamıştır. Toksin salgılayan bakterilerin en bilinen örneklerinden biri, insanın üst solunum yollarına yerleşerek doku yıkımına yol açan difteri basilidir. Dokulara yerleşen bakteriler genellikle konak canlının zararına yaşarsa da, hastalık yapıcı bakterilerin çoğu konağın ölümüne neden olmaz.

Çürükçül bakterilerin ölü organizmaları ve organik artıkları parçalaması, çevrebilim açısından yaşamsal önem taşır. Böyle bir parçalama olmasaydı canlıların varlığını sürdürebilmesi için gerekli olan azot, karbon, fosfor gibi elementlerin doğadaki çevrimi de gerçekleşmezdi.

Çürükçül bakterilerin azot çevrimindeki katkısından başka, bazı bakteriler de atmosferdeki serbest azotu bağlayarak, bu elementi bitkilerin yararlanabileceği bileşiklere dönüştürür. Bu azot bağlayıcı bakteri türlerinin çoğu, baklagillerin köklerindeki yumrucuklarda yaşar.

Bazı bakterilerin konak canlı üzerindeki asalak yaşamı,karşılıklı yarar ilişkisine dayanır. Örneğin geviş getirenlerin midelerine yerleşen bakteriler selülozu parçalayarak inek, koyun gibi tüm gevişgetiren hayvanların otları sindirebilmesine yardımcı olur. İnsan da sindirim kanalının son bölümlerine yerleşen ve K vitamininin bireşimini sağlayan bazı yararlı bakterilerin konağıdır.

Ayrıca çeşitli sanayi dallarında, özellikle de besin sanayisinde ayran, yoğurt, peynir, sirke, turşu gibi ürünlerin üretimindeki mayalanma süreçlerinde bakterilerden yararlanılır.

asla_asla_deme

İnorganik Maddeler

Mikroorganizmaların yapısında bulunan inorganik maddelerin başında su gelir. Bakterilerin vegetatif formlarında, %70-90 arasında bulunan su, sporlarda ise %5-20 kadardır. Bakterinin geri kalan kısmı kuru maddeyi oluşturur. Bu kuru maddede, karbon, hidrojen, oksijen, nitrogen ve kül (P2O5, Na2O, MgO, CaO, SiO2, SO2, FeO) bulunur. Mineral elementlerin başında, Ca, P, K, Na, Mg, Mn, Fe, Co ve iz halinde Cu, Al, Zn, Mo vardır.

Organik Maddeler

Organik kısım bakteri kuru ağırlığının %40-90'ını oluşturur. Organik bileşiklerin bazıları makromolekül (protein, polisakkarid, lipid, nukleik asit, vs.) ve diğer kısmı da mikromolekül (aminoasitler, monosakkaridler, organik asitler, koenzimler, v.s) halinde bulunur. Başlıca organik komponentler

Proteinler

Proteinler, birbirlerine peptid bağları ile birleşmiş amino asit monomerlerinden oluşmuş yüksek molekül ağırlığına sahip organik polimerlerdir. Her protein molekülü, 20 tür amino asitin polipeptid zincirinde özel dizilişine sahiptir ve bu durum proteinlerin fonksiyonlarının spesifitesini meydana getirir. Proteinlerin molekül ağırlıkları on bin ile yüzbin arasında değişir. Proteinlerin, bakterinin gelişmesinde önemleri çok fazladır. Bu proteinlerin bir kısmı saf ve kristal halde elde edilebilmiştir. Bakteri proteinlerinde, genellikle, L-amino asitler daha fazla bulunur. D-amino asitlere, hücre duvarında, kapsülde (B. anthracis 'in) ve bakteriler tarafından sentezlenen antibiyotiklerin bileşiminde rastlanır. Bakteri proteinlerinde, bütün amino asitler vardır. Proteinlerin büyük bir kısmı, ya lipidlerle (lipoprotein) veya karbonhidratlarla (glikoprotein) birleşmiş haldedir. Bu konjuge proteinlere en fazla hücre duvarı ve sitoplasmik membranda rastlanır. Bakteri flagellasında bulunan ve özel yapıya sahip olan protein (flagellin), salmonellalarda türleri birbirinden ayırmada kullanılır. Fimbria proteini (pilin) de aynı şekilde türlere özgü bir karakter gösterir. Bakteri proteinleri, aynı diğer proteinler gibi, fiziksel (ısı, ışık, UV-ışınları, vs.) ve kimyasal (asit, alkali, dezenfektanlar, vs. maddelere) karşı duyarlıdırlar. B. stearothermophilus 'un sentezlediği alfa-amilase, 85 °C' de 20 saat kalmakla aktivitesinin ancak %29'unu kaybeder.

02.02. Karbonhidratlar

Karbonhidratlar, bakterilerde, çeşitli yerlere (kapsül, hücre duvarı, nukleik asitler) lokalize olmuşlardır. Gram negatif bakterilerin hücre duvarında %15-20 oranında bulunan karbonhidratlar, Gram pozitiflerinkinde %35-60 arasındadır. Bazı bakterilerin içinde, enerji ve karbon kaynağı deposu ödevini gören nişasta veya glikojen granülleri glukoz polimerlerinden oluşmaktadır. Bakteri polisakkaridleri, ya tek tür monosakkaridden oluşmuş homopolisakkarid ya da ayrı tür monosakkarid monomerlerinden meydana gelmiş heteropolisakkarid veya kompleks polisakkarid (lipopolisakkarid, glikoprotein, glikolipid, vs) halindedirler.
a) Homopolisakkaridler: Acetobacter 'lerde glukan, leukonostok ve streptokok türlerinde dekstran, A. levanctium 'da levan, M. mycoides 'de galaktan, B. polymyxa 'da mannan, bu tür polisakkaridlere örnek verilebilir. Enterobakterilerdeki Vi-antijeni, D-galaktoz-aminuronik asit yapısındadır.
b) Heteropolisakkaridler: A-grubu streptokoklardaki hyaluronik asit, bu tarz bir özellik gösterdiği gibi, bu grup mikroorganizmalardaki substans-c'de L-rhamnoz ve N-asetil glukozamin karakterindedir. S. pneumoniae tip-III'ün kapsülünde cellobiuronic asit'in tekrarlanan üniteleri vardır. Gram pozitif mikroorganizmalarda yüzeye yakın olarak bulunan, teikoik asit bir gliserol fosfat veya ribitol fosfat bileşiğidir. L. casei ve S. faecalis 'de gliserol teikoik asit bulunmasına karşın, B. subtilis 'de ribitol teikoik asit vardır.
c) Kompleks polisakkaridler: Gram pozitif ve az olarak da Gram negatif mikropların hücre duvarının bileşiminde bulunan peptidoglikanın yapısında, N-asetil muramik asit, N-asetil glukoz amin ve tetrapeptid bulunur. Muramik asite hücre duvarından başka, bakteri sporlarının korteksinde de rastlanır. B. subtilis 'den teikuronik asit (glikronik asit polimeri + N-asetil galaktoz amin) izole edilmiştir.
Gram negatif bakterilerin hücre duvarında protein, lipid ve karbonhidrat fazlaca bulunur. Hücre duvarından elde edilen lipopolisakkarid, endotoksik bir özelliğe sahiptir. Bu lipopolisakkaridin, polisakkarid porsiyonu, O-antijenini oluşturur. Chromobacteriumviolaceum 'un lipopolisakkaridinde fukose amin ve viose amin; S. typhosa 'da tyvelose; S. abortus equi 'de abequose; S. paratyphi-A'da paratose; E. coli 'de de colitose ve Y. pseudotuberculosis 'de ascarylose bulunur.

Lipidler

Mikroorganizmalarda lipidlere genellikle bileşikler halinde rastlanır (lipoprotein, lipopolisakkarid). Gram negatif mikroorganizmaların hücre duvarında ve sitoplasmik membranında lipid bileşikleri fazla bulunur. En fazla rastlanan lipidler arasında, E.coli 'de cylopropane asit, palmitic asit, cis-vaccenic asit; E. coli 'nin endotoksininde beta-hydroxy myristic asit; P. aeruginosa 'da beta-hydroxy asit; Agrobacter tumefaciens 'de cis-vaccenic asit; S. marcescens 'de palmitic asit ve 9, 10-methylen hexadecanvic asit; mikoplasmalarda çift sayılı ve doymamış yağ asitleri, kolesterol ve az oranda caprilic asit ve capric asit bulunur. Gram pozitif mikroplarda da lipidlere, değişik ve aynı Gram negatiflerinkine benzer yapıda rastlanmıştır. L. arabinosus 'da cis-vaccenic asit ve lactobacillic asit fazla bulunur. Bu son asit, streptokoklarda yoktur. Laktobasillerde palmitoleic asit ve cis-vaccenic asit esas olarak bulunur. B. subtilis 'de branşlı zincire sahip yağ asitleri vardır. M. tuberculosis 'de tuberculostearic asit, phthioic asit, mycocerosic asit, phthiocerol ve mycolic asit; C. diphthriae 'de kısa zincirli mycolic asit (corynemycolic asit); diğer asido-rezistens mikroplarda çeşitli yağ asitlerine, rastlanmıştır.

Nukleik asitler

Bakterilerdeki nukleik asitler, RNA (ribonukleik asit) ve DNA (deoksiribonukleik asit) karakterindedir. DNA, genellikle, sabit bir durum göstermesine karşın, RNA üreme durumuna göre değişmektedir. Bakteri kuru ağırlığının %2-5'ini oluşturan nukleik asitlerin molekül ağırlıkları milyonun üstündedir. Bakteride başlıca 3 tür RNA vardır. Bunlarda, ribosomal RNA (rRNA), transfer RNA (tRNA) ve mesenger RNA (mRNA)'dır.
Bakterilerdeki DNA, sarmal ve çift iplikçikli iki adet polinukleotid'den oluşmuştur. Yapısında, pürin veya pirimidin bazlarından biri + pentoz şekeri (2-D-oxy D-riboz) + fosforik asit (H3PO4) bulunur. RNA'da ise pentoz şekeri sadece D-riboz olur.

Diğer Maddeler

Serbest kükürt (beggiatoa ve bazı spirillerde), pigment maddeleri (pigmentli bakterilerde), vitaminler (azotobakter ve maya hücrelerinde), çeşitli enzimler (bütün mikroorganizmalarda), antibiyotikler (streptomyces türü mantarlarda, bazı bakteri ve basillerde, diğer bazı mantarlarda) rastlanmıştır.