Biyoloji ya da dirim bilimi, yaşamın bilimsel olarak incelenmesidir. Geniş bir kapsama sahip bir doğa bilimidir ancak onu tek ve tutarlı bir alan olarak birbirine bağlayan birkaç birleştirici teması vardır. Örneğin, tüm organizmalar, gelecek nesillere aktarılabilen genlerde kodlanmış kalıtsal bilgileri işleyen hücrelerden oluşur. Bir diğer ana tema ise yaşamın birliğini ve çeşitliliğini açıklayan evrimdir. Enerji işleme, organizmaların hareket etmesine, büyümesine ve çoğalmasına izin verdiği için yaşam için de önemlidir. Son olarak, tüm organizmalar kendi iç ortamlarını düzenleyebilmektedir.
Bakteri (İngilizce telaffuz: [bækˈtɪəriə] (
dinle); tekil isim: bacterium), tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu, kimi virgül şeklinde 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 dünyadaki 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.
Plazmidler; bakteriler, arkeler ve ökaryotlar arasında birçok mikroorganizmada bulunan dairesel veya çizgisel ekstrakromozomal replikonlardır. Bakterilerin genetik bilgiyi aktarması, hızlı evrimleşmelerini ve adaptasyonlarını kolaylaştırması için önemli araçlardır. Hedeflenen genleri ekleyerek, değiştirerek veya silerek mikroorganizmaları manipüle etmek ve analiz etmek için önemli araçlar olarak hizmet eder. Prokaryotik hücrelerde bulunurlar ve kromozomlardan bağımsız olarak çoğalırlar. Ek olarak, plazmidler hücreler arasında aktarılabilir, bu da onları prokaryotik evrimde önemli itici güçler olarak kabul eder ve onları yanal gen aktarımına aracılık eden güçlü ajanlar yapar. Antibiyotik direnci gibi yeni işlevler sağlayarak konakçı evrimini hızlandırmakla kalmazlar, aynı zamanda artan gen ifade seviyeleri ve kopya sayısı değişiklikleri yoluyla mutasyonların edinim oranlarına da yol açabilirler. Plazmid genomları genellikle, aynı aileden ilgili plazmidler arasında korunan ve replikasyon ve hareketlilik gibi önemli plazmide özgü işlevlerle ilişkili çekirdek lokusların bir omurgasını içerir. Etkili yatay gen transfer (HGT) vektörleri olarak görev yapar.
Escherichia coli (E.coli), Enterobacteriaceae familyasının bir üyesi olup memeli canlıların kalın bağırsağında yaşadığı için bu adı alan bir bakteri türüdür. E.coli çubuk şeklindedir ve gram negatif bakteri olduğundan endospor oluşturmaz. E. coli yaklaşık 2,0 μm uzunluğunda ve 0,5 μm çapındadır. E.coli ilk olarak 1885 yılında Theodor Escherich tarafından bebek dışkısından izole edilmiş ve özellikleri belirlenmiştir. "E. coli, doğumdan birkaç saat sonra bebeklerin mide ve bağırsak sisteminde kolonize olur ve burada yaşar." E.coli suşları insan vücudunda herhangi bir olumsuz etki olmaksızın bir arada bulunur. Bununla birlikte, E. coli gastrointestinal bariyerleri aşınmış ve/ya da bağışıklığı baskılanmış konakçılarda hastalığa neden olabilir. Özellikle bir kısım E. coli, dünya genelinde insanlarda ve hayvanlarda bağırsakta ve bağırsak dışında çeşitli hastalıklara aracılık eder. İnsanlardan izole edilen E. coli suşları ishale ve bir takım bağırsak dışı hastalıklara neden olmaktadır.
Mikrobiyoloji, mikrorganizmaları inceleyen bilim dalıdır. Bakteriler, archaea, virüsler, protistler, mayalar ve küfler gibi mikroorganizmalar mikrobiyolojinin konu alanını oluştururlar. Mikrobiyoloji bilim dalının aktif olarak kullanıldığı uygulama alanları tıp, tarım ve endüstridir.
Protistler, ayrışık (heterojen) bir canlı grubudur ve hayvan, bitki ya da mantar olarak değerlendirilemeyen ökaryot canlılardan oluşur. Protistler bilimsel sınıflandırma açısından âlem olarak değerlendirilse de tek soylu (monophyletic) değil, kısmi soylu (paraphyletic) bir gruptur. Protistler içinde değerlendirilen canlıların da görece basit yapılı ya da ileri düzeyde özelleşmiş dokuları olmayan olmak dışında ortak özellikleri pek yoktur.
Ökaryotlar, hücrelerinde bir çekirdek ve –genellikle– organeller içeren bir canlılar grubu olup, bilimsel sınıflandırmada arkeler ve bakterilerle beraber tüm canlıları kapsayan üç ana gruptan biridir.
Bağırsak florası sindirim sisteminde yaşayıp konak organizmanın sindirimiyle ilgili çeşitli yararlı işlevler gören mikroorganizmalardır.
Bakteriyofaj, bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır.
Toksoplasma gondii, protozoonlardan Sarcocystidae ailesine,Toksoplasma cinsine mensup tipik bir koksidyan parazittir. Ara konak insan, kuş, sığır gibi omurgalı hayvanlardır. İnsan ve diğer bütün memelilerde hücre içi paraziti olarak yaşar. T.gondii'nin asıl rezervuar konağı yaygın olarak kediler ve kedigillerdir.
Dezenfektan, hareketsiz yüzeylerdeki mikroorganizmaları etkisiz hale getirmek veya yok etmek için kullanılan kimyasal madde veya bileşiktir.
Asalak ya da parazit, bir canlıya bağımlı olarak yaşayabilen ve üzerinde yaşadığı canlıya zarar verebilen organizmadır. Bu canlılardan kimileri mikroskobik boyutlardan erginlikte çok büyük boyutlara ulaşabilecek değişimlere sahip olabilirler.
Streptococcus mutans çoğunlukla insan ağız boşluğunda bulunan gram-pozitif, fakültatif anaerobik bir bakteridir ve diş çürüğünün oluşumunda önemli bir etkendir. Mikroorganizma ilk kez 1924'te Clarke tarafından tanımlanmıştır.
Bir mikroorganizma veya mikrop mikroskobik bir organizmadır. Mikroorganizmaları inceleyen, Anton van Leeuwenhoek'un kendi tasarımı olan bir mikroskop kullanarak 1675'te mikroorganizmaları keşfetmesi ile başlayan bilim dalına mikrobiyoloji denir.
Bakteriler, basit canlılar olmalarına karşın özel birçok biyolojik özelliklerden sorumlu çok iyi gelişmiş hücre yapısına sahiptir. Bu özelliklerden birçoğu sadece bakterilere özeldir ve arkelerde veya ökaryot canlılarda bulunmamaktadır. Bakteriler; kendilerinden daha büyük canlılara kıyasla daha basit yapılara sahip oldukları ve deneysel olarak kolayca değişime uğratılabildikleri için, yapıları çok iyi anlaşılmış ve kendisinden daha gelişmiş canlılarda da bulunan birçok biyokimyasal özelliğin bakterilerde bulunduğu ortaya çıkmıştır.
Biyolojide, daha küçük canlıları parazitizm, mutualism veya kommensalism gibi simbiyotik bir ilişki içerisinde vücudunda barındıran canlılara konak denir. Konak canlı, misafirine genellikle besin ve barınma imkanı sağlar. Virüslerin konak hücreleri, köklerinde azot bağlayan bakterileri barındıran baklagiller ve parazit kurtlara konak sağlayan hayvanlar örnek olarak sayılabilir. Botanikte daha spesifik bir örnek ise, bir tür ektoparazit olan mikropredatörlere besin kaynağı sağlayan konak bitkilerdir.
Mycoplasma orale, Mollicutes sınıfında bulunan küçük bir bakteridir. İnsanlarda yaşayan, özellikleri iyi bilinen bir zorunlu hücre içi parazit grubu olan Mycoplasma cinsine aittir. Ayrıca bağışıklık sistemi yetmezliği olan insanlarda fırsatçı bir patojen olduğu bilinmektedir. Diğer Mycoplasma türlerinde olduğu gibi M. orale, peptidoglikan hücre duvarından yoksun olmasından dolayı birçok antibiyotikle kolayca tedavi edilmez. Bundan dolayı bu tür tıp alanı ile ilgilidir, çünkü doktorlar bu mikrop ile enfeksiyondan muzdarip hastaları tedavi etme göreviyle karşı karşıyadır. Küçük bir fiziksel boyut, küçük bir genom boyutu ve sınırlı bir metabolizma özelliklerine sahiptir. Laboratuvar deneylerini sık sık kontamine ettiği de bilinmektedir. Bu bakteriler fizyolojik ve morfolojik olarak Mycoplasma cinsindeki kardeş türlerine çok benzer; ancak son keşifler bu mikroba ilişkin hala yanıtlanmamış birçok soru bırakmaktadır.
Tıbbi mikrobiyoloji veya Klinik Mikrobiyoloji mikroorganizmaları inceleyen bilim dalı olan mikrobiyoloji'nin, insan sağlığı ve tıp alanındaki uygulamalarını içeren dalıdır. Özellikle enfeksiyon hastalıklarının önlenmesi, teşhisi (diagnostik) ve tedavisi konuları üzerine odaklanır. Ayrıca, mikroorganizmaların insan sağlığını geliştirmek için kullanılmasını amaçlayan pek çok uygulamaları da içerir. İnsanlarda hastalığa sebep olan ve Tıbbi mikrobiyolojinin konu alanına giren mikroorganizmalar: bakteriler, mantarlar, Protistler ve virüslerdir. Ayrıca mikroorganizma olmasalar da, enfesiyöz proteinler olan prionlar ve insanlarda parazit olan bitki ve hayvan türleri de Tıbbi mikrobiyoloji'nin çalışma alanına girerler.
Tek hücreli organizma olarak da bilinen tek hücreli canlı, birden fazla hücreden oluşan çok hücreli bir organizmanın aksine, tek bir hücreden oluşan bir organizmadır. Organizmalar iki genel kategoriye ayrılır: prokaryotik organizmalar ve ökaryotik organizmalar. Prokaryotların çoğu tek hücrelidir ve bakteri ve arkea olarak sınıflandırılır. Birçok ökaryot çok hücrelidir, ancak protozoa, tek hücreli algler ve tek hücreli mantarlar gibi bazıları tek hücrelidir. Tek hücreli organizmaların yaşamın en eski formu olduğu düşünülmektedir; ilk protoseller muhtemelen 3.8-4.0 milyar yıl önce ortaya çıkmıştır.
Hücre zarfı, bir bakterinin iç hücre zarını ve hücre duvarını içerir. Gram-negatif bakterilerde bir dış zar da bulunur. Bu zarf, hücre duvarının bulunmadığı Mollicute'lerde mevcut değildir.
