Fenotipik Varyasyonlar (Modifikasyonlar )
Fenotipik varyasyonlar, genellikle, optimal çevresel koşulların değişmesi sonu kültürlerde spontan olarak oluşabildiği gibi, normal şartlar altında da meydana gelmektedirler. Besi yerlerinin sınırlı olması nedeni ile kısa bir süre içinde üreyen mikroorganizmalar gıda maddelerini tükettiği gibi ortamda metabolizma artıkları ve toksik intermedierlerin birikmesine, oksijenin sarf edilmesine, osmotik basınç ve yüzey geriliminin değişmesine, kültürlerin eskimesine ve pH'ın düşmesi gibi olumsuz yönde etkileyen koşulların meydana gelmesine neden olurlar. Bu değişen şartlar mikroorganizmalarda 10-6-10-10 oranında modifikasyonlara yol açarlar. Bakterilerde görülen fenotipik varyasyonlar, çeşitli karakterlere etkiler ve orijinalinden farklı nitelikte varyantları meydana getirirler.
Modifikasyonlar, etkilediği başlıca karakterlere göre, şöyle klasifiye edilebilirler.
1- Morfolojik varyasyonlar,
2- Kültür varyasyonları,
3- Fizyolojik ve biyokimyasal varyasyonlar.
02.01. Morfolojik Varyasyonlar
1- Koloni varyasyonları: Eskimiş sıvı kültürlerden, durma veya ölme döneminde olanlarından, katı besi yerlerine ekim yapılırsa başlıca 2 tür koloni karakterine rastlanılır. Bunlardan biri yuvarlak, düzgün, pürüzsüz, parlak ve konveks (S-tipi), diğerleri ise düzensiz, pürüzlü ve mat (R-tipi) kolonilerdir. Bunların dışında ara koloni tipleri (intermedier koloniler ve mukoid-M) koloniler de oluşabilirler.
Eskimiş kültürlerde veya çok pasajı yapılmış mikroorganizmalarda, R-koloni formasyonlarına genellikle, rastlamak mümkündür. Ayrıca, besi yerlerine, Lithium chloride veya anti-S immunserum katılması S ® R varyasyonlarına neden olabilir. Halbuki, R-formundaki mikropları, S-formuna döndürmek daha güçtür. Bunu sağlamak, yani S-formuna döndürmek için, duyarlı laboratuar hayvanlarında pasaj yapılması gereklidir. Mikroorganizmalar S-formundan R-formuna döndükleri zaman birçok karakterinde de değişmeler meydana gelir. Bu durum aşağıdaki tabloda belirtilmiştir.
Mikroorganizmalar, penisilin ve diğer kimyasal ajanların bulunduğu ortamlarda üretilirse, katı besi yerlerinde, normalinden çok değişik, ortası papillalı koloniler oluşur (L-formlu koloni). Bu mikroplar üzerinden baskı kaldırılırsa tekrar normal koloni ve individüel (bireysel) formalarına ulaşırlar.
2- Kapsül varyasyonları: Bazı mikroorganizmalarda (B. anthracis, streptokok, P. multocida, D. pneumoniae, K. pneumoniae, C. welchii, v.s.), hücre duvarının dışında ve bundan ayrı olarak bakteriyi çevreleyen, kalınlıkları ve yapıları türlere göre değişen kapsül formasyonuna rastlanır. Kapsül oluşumu, genellikle, vücut içinde meydana gelmesine karşın, bazı özel koşullar (serumlu, sütlü, karbondioksitli, v.s.) altında vücut dışında da teşekkül edebilmektedir. Kapsül, mikropların antijenik kabiliyetini oluşturduğu gibi virulensi artırıcı özelliğe de sahiptir. Ayrıca, bakteriyi fagositozdan ve diğer bakterisidal vücut maddelerinden de koruma görevi vardır. Mukoid veya S-karakterli koloniler oluşturan kapsüllü mikroorganizmalar, laboratuarlarda uzun süre pasaj yapılırsa veya içinde kapsüler antiserum bulunan besi yerlerinde üretilirse bu yeteneğini yitirirler ve kapsülsüz formlara dönerler. Bu değişiklik ile birlikte hastalık yapma özelliğini de kaybederler. Böyle mikroplar hayvan pasajları ile tekrar kapsüllenirler ve hastalık oluşturma kabiliyetlerini de kazanırlar.
3- Flagella varyasyonları: Mikroorganizmalarda flagella oluşumundaki değişmelere sıkça rastlanılmakta ve flagellalı mikroplardan flagellasız varyantlar meydana gelmektedir. Örn, P. vulgaris ve E. coli 'de bu tür varyasyonlara fazla tesadüf edilebilir. Salmonellalar, içinde %0.1 oranında fenol bulunan ortamlarda üretilirse, flagella sentezi geriler ve flagellasız örnekler meydana gelebilir. Bunlar, normal besi yerlerine aktarılırsa hemen flagellalı formlarını alırlar. L. monocytogenes oda ısısında (22-25°C) üretilirse, 37°C. 'de üretilen kültürlerden daha fazla aktif harekete rastlanır. Çünkü, oda ısısında üreyen kültürlerde, etkende 4 flagella oluşmasına karşın 37°C'dekilerde ise bir tane flagella sentezlenir. Flagellanın kaybı ile, bakteriler H-antijenik özelliklerini ve hareket kabiliyetlerini de yitirirler.
4- Fimbria varyasyonları: Flagellalı veya flagellasız mikroorganizmalarda görülebilen, kısa ve düz fimbrialar (pilus) bu mikropların anaerobik koşullarda, katı besi yerlerinde veya çalkalama kültürlerinin yapılması hallerinde, sentezleri durur ve fimbriasız türler meydana gelir.
5- Spor varyasyonları: Bazı mikroorganizmaların (B. anthracis, B. cereus, B. subtilis, C. tetani, C. welchii, C. botulinum, v.s) in vitro veya in vivo spor oluşturma kabiliyetleri vardır. Sporulasyon her ne kadar bir genetik karakter ise de, oluşumunda çevresel koşulların etkisi de çok büyüktür. Örn, B. anthracis vücut içinde spor vermez, in vitro koşullarda sporulasyona rastlanır. Buna karşın, klostridum sınıfı mikroorganizmalar, anaerobik koşullarda hem vücut içinde ve hem de vücut dışında spor verebilirler. Besi yerlerinde gıdaların azalması sporulasyonu hızlandırır.
6- Şekil varyasyonları: Taze kültürlerdeki veya üreme dönemindeki mikroorganizmalar morfolojik yönden bir örneklilik gösterdikleri gibi, diğer fizyolojik ve biyokimyasal karakterler bakımından da az çok homojen bir durumdadırlar. Kültürlerin eskimesi, bileşiminin değişmesi ve diğer optimal çevresel faktörlerin normallerinden ayrılması sonu, böyle ortamda bulunan mikroorganizmaların şekillerinde bozukluklar (involusyon formları) meydana gelir. Bu formlar kendini, şekillerinin yuvarlak, oval, granüllü, yıldız, halka, flamentli, branşlı, v.s. olmasıyla belli ederler.
Bazı mikroplar da (PPLO), normal üreme dönemi sırasında düzensiz formlar (yuvarlak, halka, yüzük, yıldız v.s.) gösterirler (pleomorfizm).
Penisilin veya anti bakteriyel maddelerin etkisi altında bazı bakterilerin (Streptobacillus moniliformis, v.s.) gerek bireysel ve gerekse koloni morfolojilerinde değişmeler meydana gelebilir (L-formları). Bu mikroorganizmalar kimyasal maddelerin baskısından kurtarılırsa, eski normal form ve kültürel karakterlerini kazanırlar. L-formları, koloni ve bireysel morfolojileri bakımından PPLO 'lara benzerler.
02.02. Kültür Varyasyonları
Mikroorganizmaların sıvı ve katı besi yerlerinde üreme özellikleri ortam karakterinin optimalden ayrılması sonu değişebilir. Örn, B. subtilis, sıvı ortamda genellikle üstte pelikül oluşturarak ürer. Bu ortamın yüzey gerilimi düşürülürse, bu sefer homojen bir tarzda üreme gösterir. S. aureus, sıvı besi yerinde homojen ürer, ortamın yüzey gerilimi artırılırsa, üstte üremeye başlar. Mikropların üreme tarzı üzerine besi yerinin bileşimi ve çevresel koşulların etkisi büyüktür.
02.03. Fizyolojik ve Biyokimyasal Varyasyonlar
1- Boyanma özelliğinde varyasyonlar: Taze kültürlerdeki mikroorganizmalar boyanma özelliklerinde bir örneklik (homojenite) göstermesine karşın, eski kültürlerde bu karakterlerinde sapmalar görülmektedir. Örn, Klostridium sınıfı mikroorganizmalar taze kültürlerde kuvvetli Gram pozitif olmasına karşın, eski kültürlerde ise Gram negatifliğe doğru bir eğilim vardır.
2- Pigment varyasyonları: Pigment oluşturan mikroplar, laboratuarda uzun süre pasajları yapılırsa veya uygun olmayan koşullarda üretilirse, pigmentasyonun zayıfladığı ve kaybolduğu görülür: Örn, S. marcescens en iyi aerobik koşullarda ve oda ısısında tipik kırmızı pigment oluşturur. Aynı mikroorganizma 37°C 'de ve anaerobik şartlarda pigment oluşturmaz. S. aureus da sütlü ortamda iyi pigment yapar ve pasajlar bu özelliği azaltır.
3- Granül oluşumunda varyasyonlar: Bazı mikroorganizmalarda besi yerinin bileşimine göre içlerinde lipid, karbonhidrat (nişasta), fosfat granüllerine rastlanır. Bunların azlığı veya çokluğu, besi yerlerindeki lipid, karbonhidrat ve fosfat bileşiklerine bağlıdır.
4. Enzimatik varyasyonlar: Mikroplar, ortamdaki çeşitli türdeki gıda maddelerinden yararlanabilmesi için, bunlara etkileyen değişik özellikteki enzimleri sentez ederler. Bunların bir kısmı devamlı olarak sentezlenirler (yapısal enzimler) ve bu sentezlenme durumu besi yerinin bileşimi ile fazla ilgili değildirler. Buna karşın, bazı enzimler de besi yerinde özel maddelerin varlığına ve bunların stimulasyonuna bağlıdırlar. Örn; E. coli 'deki beta galaktosidase ve galaktosid permease enzimleri böyledirler. Bu enzimler, ortamda laktoz varsa, bunun uyarımı ile sentezlenirler. Laktoz ortamda bitince, enzim sentezi de durur. Böyle enzimlere, indüklenebilen enzimler adı verilir. Bu nedenle, E. coli 'nin glukozu ayrıştırması, laktozu fermente etmesinden daha çabuktur. Çünkü, glukozu ayrıştıran enzimler her zaman sentezlendiği için hazırdırlar ve zaman geçmeden etkileyebilirler. Buna karşın, laktozun fermantasyonu için, buna etkileyen enzimin (beta galaktosidase) sentezi için en azından 30 dakikalık bir süreye gereksinim duyulur.
5. Diğer değişmeler: Mikroorganizmaların fizyolojik karakterlerinde (toksin, toksik substanslar, enzimler, vb. sentezi), diğer özelliklerinde olduğu gibi, aynı şekilde, varyasyonlar meydana gelebilir. Bunların bir kısmı mutasyonlar sonunda da oluşabilirler.
6. Attenüasyon: Mikroorganizmalar, normal koşulların dışında üretildikleri zaman oluşan değişikliklerden yararlanılarak aşılar meydana getirilmektedir. Örn, B. anthracis 42-43°C 'de devamlı pasajı yapılırsa, yalnız kapsül formasyonunu kaybetmez, aynı zamanda, duyarlı hayvanlar için hastalık oluşturma kabiliyetinde de zayıflama görülür (Pasteur'ün aşısı). Aynı şekilde, sığır tüberküloz mikropları, gliserinli safralı patatesli besi yerinde yıllarca pasajı yapıldıktan sonra, insanlar için çok önemli olan ve korunmada büyük yararlar sağlayan tüberküloz aşısı (BCG) haline getirilmiştir.
At vebası virusunu fare beynine adapte edilmek suretiyle, fareler için patojenik, fakat atlar için patojenik olmayan ancak atlarda bağışıklık oluşturan, attenue virus haline dönüştürülmüştür. Pasteur, kuduzlu tavşanın omuriliğini desikatörde (KOH'lı) kurutmak suretiyle virulensini azaltmış ve aşı olarak kullanmıştır. Doku kültürleri, deneme hayvanları embriyolu yumurtalar ve değişik bileşime sahip sıvı ve katı besi yerleri mikroorganizmaların virulensini azaltmak veya değiştirmek amacı ile kullanılmaktadırlar.
Mikrobiyoloji
-
Antibiyotiklerin Etki Mekanizmaları Nelerdir?
-
Azot oksit
-
Petri Kutusunda Agarlı Besiyeri Hazırlanması
-
Tüpde Agarlı Besiyerlerinin Hazırlanması
-
Besiyeri Hazırlarken Dikkat Edilecek Hususlar Nelerdir ?
-
Dehidre Besiyerleri Nedir?
-
Besiyerinin Sahip Olması Gereken Özellikler
-
Besiyeri hazırlanmasında kullanılan maddeler nelerdir ?
-
Besiyerlerin Sınıflandırılması Nasıl Yapılır ?
-
Besiyerinin Tanımı ve Kullanım Amaçları Nelerdir ?
-
Pseudomonas Cinsine ait Türler
-
Veba - Yersinia Pestis
-
Tularemi - Francisella tularensis
-
Şarbon - Bacillus anthracis Enfeksiyonu
-
Bruselloz - Brucella spp