Yararlı ve zararlı etkileri olan bakterilerin tamamı tanımlanıp sınıflandırılmamıştır. Gözümüzle göremeyeceğimiz kadar küçük olan bu canlılar ancak mikroskop yardımıyla incelenebildiğinden mikroorganizmalar olarak adlandırılır.
Mikroorganizmalar olan bakteriler hava, toprak, su, yiyecekler vb. tüm yaşama alanlarında bulunur. Hatta kaynattığımız sütün içinde bu sıcaklığa dayanabilen bakteriler vardır. Mikroskobik canlılardan bazıları çok soğuk ve çok sıcak ortamlarda yaşamlarını sürdürebilir. Yanardağ bacalarında bu canlılara rastlanmıştır. Mikroskobik canlılardan bakteriler, ilk defa Antony Van Leeuwenhoek (Antoni Von Lövenhuk) tarafından su damlacığının içinde ışık mikroskobu ile gözlenmiştir.
Bakterilerin Yapısı
• Prokaryot hücreli olan bakterilerin boyu 2-10 mikrometre, genişliği 1-2 mikrometredir.
• Bakterilerde hücre zarının üzerinde hücre duvarı bulunur. Hücre duvarının yapısı peptidoglikan denilen bir polisakkarittir. Bazı bakterilerde hücre duvarının üzerinde polisakkaritten oluşmuş koruyucu bir kapsül bulunur. Kapsüllü bakteriler genelde hastalığa neden olur.
• Bazı bakterilerin aktif hareket etmesinde kamçı görev alır. Kamçısı olmayan bakteriler hava, su gibi taşıyıcılarla pasif olarak hareket eder.
• Bakterilerin kamçı dışında kısa uzantıları da vardır. Bunlara pilus denir. Piluslar, bakterilerin yaşayacakları yüzeylere ve başka bakterilere tutunmasına yardımcı olur. Birbirine tutunan bakterilerin genetik materyalleri arasında parça değişimi yapılabilir. Böylece bakteriler arasında çeşitlilik sağlanır.
• Bakterilerin sitoplazmasında DNA, RNA, ribozom organeli, klorofil (fotosentez yapanlarda), mezozom (oksijenli solunum yapanlarda), inorganik ve organik moleküller bulunur.
• Bakterilerin DNA’sı çekirdek içinde bulunmaz. Sitoplazmanın çekirdek alanı denilen bölgede, halkasal DNA bulunur. Ayrıca sitoplazmada plazmit denilen DNA parçaları da bulunabilir. Plazmitler üzerinde bakterilerin bazı özelliklerini ortaya çıkaran genler vardır. Plazmitler sayesinde bakteriler arasında gen aktarımı gerçekleşir (konjugasyon). Böylece ortam koşullarına daha dayanıklı bakterilerin oluşması sağlanır.
• Bakteriler olumsuz çevre şartlarında sitoplazmalarının bir kısmını kaybederek DNA molekülünün bir kopyasını oluşturur ve dayanıklı bir örtüyle sarar. Olumsuz şartlarda endospor adı verilen koruyucu kılıfla örtülmüş bu yapı canlılığını sürdürür. Endospor, bakterinin üremesini sağlamaz.
• Bakteriler enine ikiye bölünerek eşeysiz olarak çoğalır. Bu bölünmede ilk olarak DNA eşlenir. Hücre, büyüklüğü iki katı olana kadar uzar. Daha sonra hücre zarı ve hücre çeperi orta kısımdan içeri doğru girinti oluşturur. Bu girinti hücre ortasında birleşerek hücreyi ikiye ayırır. İki bölünme arasındaki evre çok kısadır ve bu bakterilerin hızla çoğalmasına neden olur. Bazı bakteriler uygun koşullarda 20 dakikada bir bölünebilir.
• Bakterilerin eşeyli üremesi konjugasyon ile gerçekleşir.
Bakterilerin kullanım alanlarını öğrenelim:
• Yoğurt, peynir, sirke, turşu yapılması
• Bütanol, aseton, metan, asetik asit, laktik asit üretilmesi
• Bitki ve hayvan atıklarındaki organik maddelerin inorganik maddelere ayrıştırılması
• İnsülin hormonu, aşı, serum vb. yapılması
• Tarım zararlıları ile biyolojik mücadele yapılması
• Siyonabakteriler tarafından oksijen üretilmesi
Bakterilerin Sınıflandırılması
Bakteriler aşağıdaki gibi sınıflandırılır.
A. Şekillerine göre
• Yuvarlak
• Çubuk
• Virgül
• Spiral
B. Gram boyama özelliğine göre
• Gram pozitif (+)
• Gram negatif (—)
C. Solunum şekline göre
• Zorunlu aerobik
• Zorunlu anaerobik
• Geçici aerobik
• Geçici anaerobik
D. Beslenme Şekline göre
• Ototrof
• Fotoototrof
• Kemoototrof
• Heterotrof
• Parazit
• Saprofit
Bakterilerin Şekillerine göre sınıflandırılması:
a. Yuvarlak bakteriler: Yuvarlak şekilde olan bu bakteriler tek tek veya koloni halinde yaşayabilir. Tek olanlara kokus (coccus), koloni oluşturanlardan ikili olanlara diplococcus, uzun zincir halinde olanlara streptococcus, üzüm salkımı şeklinde olanlara staphylococcus denir.
b. Çubuk bakteriler: Çubuk şeklindeki bakterilere bacillus denir. Difteri, tüberküloz, tifo hastalıklarına neden olan bakteriler çubuk şeklindedir.
c. Virgül bakteriler: Virgül gibi kıvrılmış bakterilere vibrio denir.
d. Spiral bakteriler: Burgulu, çok kıvrımlı olan bakterilere spirillum denir.
Bakterilerin gram boyama özelliğine göre sınıflandırılması
Bilim insanları bakterileri sınıflandırmada boyama tekniğini kullanmışlardır. Bu tekniğe Gram boyama yöntemi denir.
Bakterilerin hücre duvarları farklılık gösterir. Hücre duvarında çok miktarda peptidoglikan bulunan bakteriler Gram boyama tekniğinde kullanılan mor renkli boyayı içine alır. Mor renk olan bu bakterilere Gram (+) denir. Hücre duvarında az miktarda peptidoglikan bulunan ve bu ince tabakanın üzerinde lipit tabakası olan bakteriler mor renkli boyayı içine almaz. Yani mora boyanmaz. Bu bakterilerin üzerine pembe renkli başka bir boya damlatılınca, bakteriler pembe renk olur. Bu bakterilere Gram (—) denir.
Bakterilerin solunum şekline göre sınıflandırılması
a. Zorunlu aerobik bakteriler: Sadece oksijenli ortamda yaşayan bakterilerdir. Oksijenli solunumu mitokondri organeline sahip olmadıkları için sitoplazmalarında veya mezozomlarında bulunan enzimlerle gerçekleştirir. Zorunlu aerobik bakteriler, oksijensiz ortamda yaşayamaz.
b. Zorunlu anaerobik bakteriler: Sadece oksijensiz ortamda yaşayan bakterilerdir. Oksijensiz solunumu sitoplazmalarında bulunan enzimlerle gerçekleştirir. Bu bakteriler oksijensiz solunumla (fermantasyon) enerji üretirken son ürün olarak etil alkol veya laktik asit açığa çıkarır. Zorunlu anaerobik bakteriler, oksijenli ortamda yaşayamaz.
c. Geçici aerobik bakteriler: Bu bakteriler normalde oksijensiz ortamda yaşar. Ancak oksijen bulunan ortamlarda da yaşayabilir. Yani hem oksijensiz hem de oksijenli solunum yapabilir.
d. Geçici anaerobik bakteriler: Bu bakteriler normalde oksijenli ortamda yaşar. Ancak oksijen bulunmayan ortamlarda da yaşayabilir. Bu bakteriler geçici aerobik bakteriler gibi hem oksjienli hem de oksijensiz solunum yapabilir.
Bakterilerin beslenme şekline göre sınıflandırılması
a. Ototrof bakteriler: Ototrofların kendi besinini kendilerinin yaptıklarını öğrenmiştik. Ototrof bakteriler besin üretirken farklı enerji şekillerini kullanır.
Fotoototrof (fotosentetik) bakteriler: Bitkiler gibi ışık enerjisini kullanarak besin üretirler. Ancak bitkilerde fotosentez olayı kloroplast organelinde, bakterilerde ise sitoplazmada bulunan klorofil moleküllerinde gerçekleşir.
Fotosentez olayında ışık enerjisi klorofil pigmenti tarafından soğurulur. Önce ATP sentezlenir, sonra bu ATP enerjisi ile inorganik maddelerden organik besin üretilir.
Kemoototrof (kemosentetik) bakteriler: Çeşitli inorganik maddeleri (H2, S, NH3, Fe+2 vb.) oksitleyerek kimyasal enerji üretirler. Üretilen bu kimyasal enerjiyi inorganik maddelerden organik besin sentezi sırasında kullanırlar. Kemoototrof bakteriler ışık enerjisini kullanmadığı için klorofile sahip değildir. Bunlar gece – gündüz besin üretimi yapabilir. Ayrıca kemosentetik bakteriler azot döngüsünde topraktaki azotu bitkilerin kullanabileceği azot tuzu haline getirir.
Heterotrof bakteriler: İhtiyaç duydukları besinleri dışarıdan hazır olarak alırlar. Bunlar başka canlıların ürettikleri maddeleri kullanma şekillerine göre,
• parazit bakteriler
• saprofit (çürükçül, ayrıfltırıcı) bakteriler olmak üzere iki gruba ayrılır.
Parazit bakteriler: Başka bir canlıya zarar vererek besin ihtiyacını ondan karşılayan bakterilerdir. Parazit bakterilerin sindirim enzimleri gelişmemiştir. Yaşadıkları ortamdan küçük besinleri alırlar. Örneğin; insan kanında yaşayarak buradaki küçük besinleri kullanan parazit bakteriler vardır. Parazit bakterilerin birlikte yaşadığı canlıya konukçu denir. Bazı parazit bakteriler çeşitli canlılarda hastalıklara neden olur. Hastalık yapan parazit bakterilere de patojen bakteriler denir.
Saprofit bakteriler: Doğadaki organizma ölüleri ve organik atıkları kullanarak beslenen bakterilerdir. Saprofit bakterilere ayrıştırıcı veya çürükçül bakteriler de denir. Saprofit bakteriler topraktaki organik atıkları, hücre dışına sindirim enzimi salgılayarak dış ortamda parçalar. Daha sonra oluşan sindirim ürünlerini hücre içine alarak kendileri için gerekli besini sağlamış olur. Bu sayede de topraktoprakta ölü organizma ve atıkların birikmesi önlenerek çevre kirliliği azaltılmış olur. Yine toprağın inorganik madde bakımından zenginleşmesi ve üreticiler için verimli hale gelmesi sağlanır. Saprofit bakterilerin sindirim enzimleri oldukça gelişmiştir. Bu canlıların bu özelliği doğadaki madde döngüsünün gerçekleşmesine önemli katkı sağlar.
