Bakteriler çevrede, insanların içinde ve hemen hemen her yerde (suda, toprakta, havada, başka canlıların içinde) bulunan ve kolayca dağılan çok küçük yaratıklardır. Bakteriler çıplak gözle görülemeyecek kadar küçüktürler ama bakterilerin insanların hayatındaki etkisi kesinlikle görülebilir. Bakteriler iyi organize olmuş hücre organellerine sahip değildirler fakat çok hızlı bir şekilde, örneğin insan vücudunun içinde veya bir hayvanın vücudunda besin bulunduğunda çoğalabilirler. Tek bir bakteri, birkaç saat içinde kolaylıkla bir bakteri kolonisine dönüşebilir. Sonunda, mevcut gıda her zaman tükenir ve ardından bakteriler, gıda tekrar mevcut olduğunda üreme şansına sahip olmak için mümkün olduğunca az enerji kullanmaya çalıştıkları uykuya benzer bir duruma girerler. Bu enerji tasarrufu durumuna “dormansi”, bu bakterilere “dormant” denir. Uyuyan bir bakterinin çevresine şeker gibi yeni bir besin kaynağı geldiğinde bakterinin “uyanması” ve enerji tasarrufu için uyku aşamasında “kapattığı” temel bölünme sistemlerini yeniden etkinleştirmesi biraz zaman alır. Uyanma aşamasının sonunda bakteri tekrar beslenmeye ve bölünmeye başlamaya hazırdır.
Aktif ve Dormant Bakterilerin Avantajları
Doğada koşullar çoğunlukla iyidir ve bakteri üremesine izin verir. Aktif, bölünen bir bakterinin uyuyan bir bakteriye göre avantajı daha fazla yavruya sahip olmaktır. Eğer koşullar her zaman iyiyse, dormant bakterilere gerek yoktur. Bununla birlikte, bazı bakteriler ciddi olumsuz koşullarda (sıcaklık, kuruma ve antibiyotikler gibi ) zarar görmeden hayatta kalabilen metabolik olarak inaktif formlar (endosporlar, kistler veya konidialar) üretir ve bu sayede hayatta kalabilir. Koşullar iyileştiğinde dormant bakterilerin uyanması ve bakteri popülasyonunun kendini yeniden kurması dormant bakterilerin avantajıdır.
Endospor
Endosporlar, su eksikliği veya temel besin maddelerinin tükenmesi gibi olumsuz koşulların üstesinden gelmek için oluşturulmuş çok yıllık, sert, dirençli, uykuda ve özel sporlardır. Gram pozitif cinslerin türleri Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum, Sporolactobacillus ve Sarcina türleri endosporlar oluşturur. Bir bakteri hücresinin içinde tek bir spor oluşur. Sporangium, endospor üreten ana hücredir. Her bir endospor, kuru ağırlığın yüzde 15’ine kadar endospora özgü dipikolik asit (piridin-2,6-dikarbonik asit) içerir. Endosporlar aşırı derecede yüksek ve düşük sıcaklıklara, kuraklığa, asidik ve bazik koşullara ve büyük miktarda radyasyona dirençlidir. Endosporlar rüzgâr, su ve hayvanların bağırsaklarıyla kolayca dağılabilir. Uygun iklim koşulları elde edildiğinde, endosporlar bir bakteri hücresini serbest bırakmak için kırılır. 50 yıllık kuru topraktan bile endosporların yüzde 90’ının canlı hücrelere dönüşebildiği bildirilmiştir. Pastörizasyon endosporları öldürmek için yeterli değildir; bu dirençli formlar genellikle bir otoklavda (basınçlı bir ısıtma cihazı) sterilizasyon yoluyla 121°C’de, 1 atmosfer buhar basıncı altında 15 dakika ısıtılarak inaktive edilir ya da etkisiz hale getirilir.
Kist
Endosporların yanı sıra, bazı bakteriler (örneğin, Methylosinus trichosporium) ekzosporlar geliştirir veya kistler oluşturmak için (örneğin, Methylocystis ve Azotobacter cinsleri) kapsülle çevrilir ya da enkismana uğrar uğrarlar. Kistler, ana bakteri hücresinin dinlenme veya uyku aşamasıdır. Kistler, ana duvar çevresinde ek bir tabakanın birikmesiyle oluşur. Bu aşamada, hücrenin metabolik süreci yavaşlar. Bakteriler uygun bir ortam elde ettiklerinde, eksistasyon adı verilen süreçle kist duvarını kırarlar ve yeni bir bakteri oluşturmak üzere filizlenirler. Kistlerin temel işlevi, çevredeki olumsuz değişikliklere karşı koruma sağlamaktır. Birçok Azotobacter türü kistler sayesinde herhangi bir yapısal veya fizyolojik değişikliğe uğramadan toprağın kurumasına önemli ölçüde uzun süre dayanabilir.
Streptomyces gibi bazı filamentli bakteri türlerinde konidia (konidyum)oluşumu görülebilir. Konidia, filamentlerin uçlarında enine bir duvarla oluşturulmuş küçük, zincir benzeri, küresel, spor benzeri yapılardır. Filamentin konidia içeren kısmı konidiofor olarak bilinir. Her conidium ana hücreden uygun bir alt tabakada ayrıldıktan sonra filizlenir ve yeni bir miselyum oluşur.
Dormant Bakteriler ve Antibiyotik Direnci
Antibiyotikler, bakterilere seçici bir şekilde zarar veren maddelerdir, çevredeki diğer hücrelere yani vücudun hücrelerine zarar vermeden bakterileri öldürürler. Kişiler bazen hastalanır, antibiyotik alır ve iyileşir, ancak birkaç gün sonra tekrar hastalanır ve aslında aynı hastalığa sahip olduğumuz ortaya çıkar. Antibiyotik alındığında uykudaki bakteriler bölünmeye çalışmadığı için zarar görmezler. Bu, bir bakteri uykuda kalırsa, antibiyotik tedavisinden kurtulacağı anlamına gelir. Dormant bakteriler yeni yiyecekler geldikten sonra uyanır ve bölünmeye başlar. Bu aşamada bir antibiyotik gelirse, tüm bölünen bakterileri öldürür ve yalnızca uyuyan bakteriler hayatta kalır. Sonuç olarak, kişiler hastalanır ve antibiyotik alırsa bölünmeye çalışan her bakteri ölür. Ancak, uzun süre uyuyan ve tedavi sırasında uyanmayan birkaç uykuda bakteri varsa hayatta kalır. Antibiyotik tedavisi bittikten sonra bu bakteriler uyanır ve bölünmeye başlarsa hastalık geri gelebilir.
Günümüzde birçok bakteri türü, bazı antibiyotik türlerine karşı dirençlidir. Antibiyotiğe dirençli bakterilerle enfekte olan bir hastayı tedavi etmek daha zordur çünkü her tür antibiyotik bir enfeksiyona karşı etkili olmayacaktır. Dormant bakteri popülasyonunda antibiyotiğe dirençli bakteriler daha kolay oluşturulur. Şimdiye kadar yapılan araştırmalar, antibiyotiklere dirençli bakterilerin oluşmasını önlemek için, antibiyotik tedavisinin yanı sıra uyku halindeki bakterileri öldürebilen antibiyotikler kullanabileceğini veya bakterileri uyandıran maddeler eklenebileceğini göstermektedir. Bu yöntemler, hastalara verilen antibiyotik tedavisinin iyileştirilmesinde, hastaların tekrarlayan enfeksiyonlardan ve antibiyotiğe dirençli bakterilerden kaçınmasına yardımcı olmak için önemli olabilir.
Viral Dormansi
Virüs, var olan en küçük parazit türüdür ve tipik olarak boyut olarak 0,02 ila 0,3 mikrometre boyutundadır; ancak bazı virüsler 1 mikrometre ya da mikron kadar büyük olabilir. Virüsler, genetik materyalleri olarak ribonükleik asit (RNA) veya deoksiribonükleik asit (DNA) şeklinde olabilen kısa nükleik asit dizilerinden oluşur. Tek bir virüsü tanımlamak için kullanılan terim olan bir viryonun tipik yapısı, protein kapsidi veya zar olarak adlandırılan bir dış kabuğu içerir. Bu dış kabuğun birincil işlevi, virionun genetik bilgisini fiziksel, kimyasal veya enzimatik hasardan korumaktır. Virüsler, hücreleri enfekte edebilir. Kendi başlarına çoğalamazlar, ancak bitkilerde, hayvanlarda, mantarlarda veya bakterilerde hücreleri ele geçirebilirler. Daha sonra daha fazla virüs yapmak için hücrenin kendi parçalarını kullanırlar. Kalıplaşmış tanımıyla dormansi, metabolik olarak aktif olmadıkları için virüsler için geçerli değildir. Bununla birlikte, poxvirüsler ve picornavirüsler gibi bazı virüsler, konakçıya girdikten sonra uzun süreler boyunca veya hatta harici olarak aktive olana kadar süresiz olarak latent hale gelebilir.
Herpesvirüs ailesinin (Herpesviridae familyası) virüsleri, insan vücudundaki hücrelerde uykuda kalmaları açısından dikkat çekicidir. Herpes simplex virüsü (HSV) benzersiz bir virüstür. Bir hücreye bulaştığında, çoğalmaya veya “uyumaya” karar verir. Toplamda, insanları etkileyebilecek sekiz herpes virüsü vardır. Çoğu insana oral herpes (Herpes simpleks virüsü tip 1) bulaşır. Bu virüs uçukların nedenidir. Herpes simplex virüsü dokunma yoluyla bulaşır. Bu virüs aldatıcıdır, sinir sisteminin içinde kalarak bağışıklık sisteminden saklanır. Saklanarak kişinin tüm hayatı boyunca nöronlarda (sinir sisteminin hücreleri) gizli kalabilir. Duyusal nöronlar, HSV’nin bağışıklık sisteminden saklandığı yerdir. HSV bir deri hücresine girip onu enfekte ederken, virüs çekirdeğe (hücrenin merkezi) doğru yol alır ve çoğalmaya başlar. Virüs kendisinin binlerce kopyasını yapar, bu da hücrenin hastalanıp ölmesine neden olur. HSV kopyaları diğer hücrelere bulaşır. Bu enfeksiyon formuna litik enfeksiyon denir. HSV deri hücrelerinde çoğaldığında, sonunda duyusal bir sinire yönelir. Nöronun çekirdeğine ulaştıktan sonra aynı litik enfeksiyon döngüsünden geçmez. Çoğaltmak yerine olağandışı bir şey yapar ve virüs uykuya geçer. Buna latent (gizli) enfeksiyon denir. HSV’nin nöronlarda neden gizli kaldığını tam olarak anlaşılamamıştır. HSV latent kaldığında bağışıklık sisteminden gizlenir. Bazen virüs yeniden etkinleşebilir ve daha hafif uçuk semptomlarına neden olabilir. Bir başka virüs türü olan VZV (Varisella zoster virüsü), bir bireyde ilk önce suçiçeğine, ardından Herpes zoster hastalığına (Zona’ya) neden olur.
Kaynakça:
https://www.newworldencyclopedia.org/entry/Dormancy
https://www.embibe.com/exams/reproduction-in-bacteria/
https://askabiologist.asu.edu/plosable/sleeping-viruses
https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/196058/mod_resource/content/0/10-%20Herpes%20vir%C3%BCsler-son.pdf
https://labakademi.com/mycobacterium-tuberculosis-ve-virulans-faktorleri/
Yazar: Müşerref Özdaş