MİKROBİYOLOJİ

 Mikrobiyoloji genellikle çapları 1 mm’den küçük olan ve gözle görülemeyecek küçüklükteki canlılarla uğraşan bir bilim dalıdır. Bu kadar uzun süredir yeryüzünde var olan mikroorganizmaların gelişmiş canlılar ile etkileşimde bulunması doğaldır. İnsanoğlu bilinçsiz olarak mikroorganizmaları günlük yaşamına dahil etmiş, şarap, bira, yoğurt, ekmek gibi fermente ürünlerin eldesi için mikroorganizmalardan yararlanmıştır. 3000 yıllık Mısır mumyalarında verem hastalığı etmeni Mycobacterium tuberculosis bakterisine ait kalıtım materyali olan DNA’nın keşfi, enfeksiyonel bakterilerin çok uzun zamandır etrafımızda olduğunun tipik bir göstergesidir.

 Hastalıklar insanların ilgisini her zaman çekmiştir. Cüzzam, dizanteri, bel soğukluğu, çiçek, kolera gibi hastalıklar eski zamanlardan beri bilinmekteydi. Hipokrat (Doğum MÖ 460) aynı adlı eserinde bulaşıcı hastalıklardan söz etmiştir. Zekeriya el Razi (MS 900) kızamık ve çiçek hastalıklarından bahsetmiş, İbn-i Sina (MS 980-1038) ise hastalık etmeni olarak görülemeyecek kadar küçük etkenlerin varlığını kabul etmiş ve bunlardan korunmak için temizlik esaslarını uygulamıştır.

 Çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük canlıların varlığı konusunda eskiden beri şüpheler olmasına rağmen, mikroskobun keşfi ile biyoloji tarihinde çok önemli gelişmeler ortaya çıkmıştır. Mikroskobun temelini oluşturan ilk basit büyüteç Roger Bacon (1214-1294) tarafından yapılmış ve bazı objeler incelenmiştir. 1590 yılında Z. Janssen iki mercekten oluşan basit bir büyüteç yaparak bazı objeleri 50-100 kez büyütebilmiştir. Ancak, 1665 yılında ‹ngiliz matematikçi ve doğa bilimci Robert Hooke deri parçası yüzeyinde gelişen mavimsi renkli küfün yapısını çizerek “Micrographia” isimli ünlü kitabında tanımlamış ve ilk kez bir mikroorganizmayı belgelemiştir. ‹lk bakteriyi ise Hollanda’lı bir tüccar ve amatör mercek yapımcısı Antoni van Leewenhoek 200 defa büyütebilen mikroskobu ile 1676 yılında görmüştür. Van Leeuwenhoek’in mikroskobu günümüz standartlarına göre oldukça ilkel olmasına rağmen küşerden oldukça küçük olan bakterileri ilk kez gözlemlemiş ve çizimlerini 1684 yılında yayınlamıştır. Ayrıca, bakterileri yüksek ısıda tuttuğu veya sirke ile muamele ettiği zaman öldüklerini belirtmiştir. Bu nedenlerle Antonivan Leewenhoek mikrobiyolojinin kurucusu olarak kabul edilmektedir. Yıllar geçtikçe van Leeuwenhoek’in gözlemleri diğer araştırmacılar tarafındanda doğrulanmış fakat, bu küçük organizmaların yapısı ve önemi anlamak için yapılan çalışmalar mikroskopların yeterli olmaması nedeniyle 150 yıl süreyle çok yavaş ilerlemiştir.

19.yüzyılda gelişmiş mikroskoplar yaygınlaşmış ve mikrobiyal yaşam formlarının yapısı ortaya konmaya başlamıştır. 19. yüzyıl sonlarına doğru biyoloji ve tıp alanında önemli iki soru olan “spontan generasyon” ve “germ teorisi” ne yanıtlar aramak için mikrobiyoloji biliminde önemli gelişmeler yapılmış ve Fransız kimyacı Louis Pasteur ve Alman fizikçi Robert Koch’un çalışmalarından bu sorulara cevaplar bulunmuştur.

 Aynı dönemlerde, günümüz Polonya’sında doğan botanikçi ve mikroskop uzmanı Ferdinand Cohn (1829-1898), tek hücreli bitkiler olan algler ve daha sonralarıda fotosentetik bakteriler ile çalışmıştır. Cohn özellikle bakterilerin ısıya dirençliliği ile ilgilenmiş ve böylece endospor oluşturan büyük bir bakteri grubunu keşfetmiştir. Cohn endospor oluşturan bakterilerden Bacillus’un yaşam döngüsünü (vejetatif hücre ® endospor ® vejetatif hücre) ortaya çıkarmış ve kaynatma ile Bacillus endosporlarının değil vejetatif hücrelerinin öldüğünü keşfetmiştir. Cohn bakteriyolojiyi ve bakteriyal sınışandırmanın temellerini oluşturmuş ve bakterilerde tür kavramını tanımlamak üzere girişimlerde bulunmuştur.

 Fransız kimyacı Louis Pasteur (1822-1895) ilk kez canlı bir organizmanın optik izomerleri ayırt ettiğini Aspergillus küfünün sadece D-tartarik asiti metabolize ettiğini göstererek kanıtlamıştır. Çalışmalarına alkolün fermentasyonu ile devam eden Pasteur, canlı maya hücrelerinin fermentasyondan sorumlu olduğunu göstermiş ve “spontan generasyon” teorisini çürütmek üzere çalışmalar yapmıştır. Bozulmaya yol açan organizmaları yok etmek için yüksek ısı kullanmıştır. Günümüzde çeşitli gıdaların muhafazasında Pasteur’un ilkeleri “Pastörizasyon” adı altında kullanılmaktadır. 1880-1890 yılları arasında şarbon, tavuk kolerası ve kuduz aşılarını geliştiren Pasteur, kuduz aşısındaki başarısı ile ünlü olmuştur. 16. yüzyıldan beri hastalıkların bir insandan sağlıklı bir insana geçebileceği konusunda düşünceler oluşmuştur. Mikroorganizmaların keşfi ile bu düşünce yaygınlaşmış ancak kesin bir kanıt bulunamamıştı. Mikrobiyolojinin “altın çağı” adı verilen bu dönemde yapılan çalışmalar beklenen bu kanıtı da getirmiştir.

 Alman Robert Koch (1843-1910) sığırlarda ve nadiren insanlarda görülen antraks (şarbon) hastalığı ile çalışmalar yapmıştır. Antraks etmeni, Bacillus anthracis isimli endospor oluşturan bir bakteridir. Dikkatli mikroskobik gözlemler ve özel boyalar kullanarak bakterinin hasta hayvanın kanında varlığını göstermiş ve hastalık etmenini laboratuvarda katı besi ortamında geliştirmiştir. Hasta farelerden alınan kan örneklerini sağlıklı farelere enjekte ederek onların da hastalandığını göstermiştir. Benzer çalışmalara tüberküloz (verem) etmeni üzerinde devam eden Koch, günümüzde “Koch postülatları” olarak adlandırılan ve bir hastalık ile bir mikroorganizma arasında nedensel ilişki kurmak için gereken dört kriteri belirlemiştir.   

 Tüberküloz üzerindeki çalışmaları ile Koch 1905 yılında Nobel Ödülü kazanmıştır. Robert Koch enfeksiyon etmeni mikroorganizmalarla çalışma kriterlerini ve ilk kez mikroorganizmaları saf kültürler halinde geliştirme tekniklerini geliştirmiştir.

20.Yüzyıl başlarında Gram boyama yöntemi, otoklavlama, petri plakları gibi pek çok mikrobiyolojik yöntem ve araç kullanılmaya başlanmış ve Martinus Beijerinck (1851-1931) zenginleştirme kültür tekniğini geliştirmiştir. Bu teknik ile çok sayıda toprak ve su mikroorganizmasının saf kültürlerini elde etmiştir. Ayrıca tütün mozaik virüsü (TMV) ile yapılan çalışmalarda virüsün bakteriden daha küçük ve bir şekilde canlı hücre ile etkileşimde olduğunu göstermiştir. Böylece ilk kez “virüs” ile “virolojinin” temel ilkeleri tanımlanmıştır. 20. yüzyılda mikrobiyoloji bilimi uygulamalı ve temel mikrobiyoloji olmak üzere iki yönde ilerlemeye başlamış ve mikroorganizmalarla çalışabilmek için yeni laboratuar araç-gereçleri icat edilmiştir. 1929’da Alexander şeming tarafından Penicillium cinsi küşerin penisilin antibiyotiğini sentezlediğinin keşfi ile başlayan süreci 1941’de bu antibiyotiğin tedavide kullanılması takip etmiştir. Aynı yıllarda elektron mikroskobun kullanılmaya başlaması ile virüslerin morfolojisi gözlenebil iş ve diğer mikroorganizmaların hücresel yapıları ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir.

 Nihayet 1953’te Watson ve Crick tarafından DNA yapısını aydınlatılması ile mikroorganizmalar üzerinde genetik çalışmalar başlamıştır. 1977 yılında Carl Woese ve George Fox, “Arkea” grubu bakterileri tanımlamıştır. Takip eden yıllarda aşırı sıcaklıkta yaşayan (hipertermofil) mikroorganizmalar ilk kez laboratuar ortamında geliştirilmiştir. 1981’de Stanley Prusiner “prion” grubu mikroooganizmaları keşfetmiş ve 1985’te Kary Mullis laboratuar şartlarında polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ile nükleik asitlerin çoğaltılabileceğini göstermiştir. 21. yüzyılda ise bir yandan genom analizleri ile mikrobiyal hücrelerin gen fonksiyonları incelenmekte, bir yandan da AIDS (Acquired Immun Deficiency Syndrome) ve SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) gibi mikrobiyal hastalıklar mikrobiyoloji konusundaki bilgimizin ne kadar yetersiz olduğu konusunda bizi sınamaktadır.

 Ülkemizde mikrobiyoloji biliminin ilk kuruluşu aşı hazırlama çalışmaları ile başlamış ve 1840’tan sonra gelişerek devam etmiştir. Mikrobik hastalıklar eski uygarlık dönemlerinde insanların ilgisini çekmiştir. Eski Mısırlılar leprayı, trahomu, dizanteriyi, bel soğukluğunu, Eski Çinliler çiçeği, Hintliler kolerayı tanıyorlardı. Üç bin yıl önce Filistinliler ve bayı ve bu hastalığın farelerle ilişkili olduğunu biliyorlardı. Milattan önce 460 yılında İstanköy’de doğan Hipokrat, kendi adını taşıyan eserinde bulaşıcı hastalıklara yer vermiştir. Daha sonra Bergamalı Galen, sıtma nöbetlerinden söz etmiştir. Zekeria el Razi (M.S.900), yazdığı eserlerinde çicek ve kızamık hastalıklarından bahsetmiş ve bulaşıcı hastalıkları fermantasyona benzetmiştir. Milattan sonra 980-1038 yılları arasında yaşamış İbni Sina, hastalıkları gözle görülemeyecek kadar küçük bazı etkenlerin yaptığına inanmış ve korunmada temizliği esas kabul etmiştir.1546′da Venedikli hekim ve şair Fracastro yayınladığı eserinde hastalık etkenlerinin hasta insanların vücudunda çoğalabildiğini ve sağlam insanlara direkt, hava ve eşya yoluyla bulaşabildiklerini belirtmiştir.

Reklam (#YSR)