Microbiologie HOC – samenvatting cursus
Microbiologie = de studie van levende organismen die te klein zijn om met het blote oog
waar te nemen, sommige soorten fungi en parasieten ook, die wel waarneembaar zijn met
het blote oog
Studie van virussen, bacterien, fungi en parasieten
Fracastoro: vermoeden van het bestaan van micro-organismen in het veroorzaken van ziekte
Van Leeuwenhoek: uitvinding van de microscoop, als eerste bacterien en protozoa zien
Koch: vaste voedingsbodems maken door toevoeging van gelatine aan vloeibare media
(bij vloeibare media gaan meerdere bacterien ovv mengkweek groeien)
Hesse: agar gebruiken
Petri: uitvinding van de petriplaat of container voor vaste voedingsbodems (vaste
voedingsbodems zijn nodig om bacteriele kolonies af te zonderen, zuivere kweken te
bekomen)
Klebs, pasteur en Koch: causale verband tussen micro-organismen en voorkomen van
infectieziekten bij mens, dier en planten
Jenner: eerste vaccin ontwikkelt (tegen pokken)
De 2 belangrijkste ontwikkelaars zijn Pasteur en Koch.
Pasteur: Hondsdolheid
Fleming: ontwikkeling van het eerste antibioticum (penicilline)
Infectieziekten = ziekten die worden veroorzaakt door interactie tussen de mens en een
ander biologisch agens, een micro-organisme
Niet alle interacties tussen mens en micro-organismen zijn schadelijk. Vele micro-
organismen zorgen ook voor een positieve inbreng in het leven van de mens.
Commensale organismen = organismen, vnl bacterien, die geen schadelijke invloed
uitoefenen (geen ziekte veroorzaken)
Micro-organismen kunnen niet op zichzelf worden beschouwd, maar steeds in relatie met de
gastheer, nl de mens en zelfs met de omgeving.
Asymptomatische infectie = chronische dragerschap of kolonisatie = infectie waarbij niet
iedereen ziek wordt, niet iedereen krijgt de ziekte
Het resultaat van de interactie is afhankelijk van kiemfactoren, gastheerfactoren en
omgevingsfactoren.
Emerging diseases = opduikende ziekten = nieuwe infectieziektes die worden veroorzaakt
door voordien niet gekende micro-organismen
Re-emerging diseases = incidentie van vergeten ziekten zijn gestegen in bepaalde streken,
waardoor ziektes terug gaan optreden (VB door vacinnatie verdwenen)
,VB toename van tuberculose is gestegen door mensen die in het laatste stadium van aids
zitten, vooral in ontwikkelingslanden.
The world health report 1999 = uitgegeven door who, geeft aan dat infectieziekten
voorkomen in de top 10 van doodsoorzaken en/of oorzaken van DALY (disability adjusted life
years).
- 1 DALY is 1 verloren jaar van gezond leven
Polymerase chain reactie (PCR) = een techniek die erin slaagt niet kweekbare bacterien te
identificeren via analyse van 16 S ribosomale RNA.
VB Whipple disease bacterie is geidentificeerd geweest hierdoor
Next generation sequencing = techniek die sequentiebepaling doet van het volledige
genoom van bacterien, genen betrokken bij cruciale metabole processen en genen
verantwoordelijk voor weerstand aan antimicrobiele middelen,, voor virulentiefactoren en
voor antigenische variatie; mogelijkheid tot ontwikkeling van antimicrobiele middelen en
vaccins en micro-organismen volledig te sequeneren, microbiele flora in bepaalde stalen
bepalen
Commensale flora zijn 10X het aantal cellen in het menselijk lichaam
(Microbioom zorgt voor het beschermen tegen ziekte en vertering van vezels)
Humaan microbiome project (HMP) = project dat aantoonde dat commensale flora heel
divers is tussen versch lichaamssites en tussen individuen.
Fylogenetische stamboom = universele kaart van evolutie; obv het 16S ribosomaal rna
16S ribosomaal rna is onderdeel van alle ribosomen in alle levende organismen, zowel
sequenties die in termen van evolutie stabiel zijn als sequenties die in de loop van de tijd aan
veel mutaties zijn onderheven. Ze zijn een goede evolutionaire klok.
- 3 hoofddomeinen: bacteria, archae (geven geen infecties) en eucarya (dieren, planten en
fungi)
Virussen zijn afhankelijk van de levende gastheercellen. Ze zijn kleiner dan bacterien.
Virussen zijn geen cellen. Ze hebben dna OF rna, geen celmembraan, geen cytoplasma,
kunnen op zichzelf geen macromoleculen synthetiseren. Het genetisch materiaal zit vast in
een kapsel (capside)
- Metabolisch inert: enkel vermenigvuldiging binnenin gastheercel
- Parvovirussen = kleinste virussen - 18-26 nm
- Poxvirussen = grootste virussen – 300 nm (bijna zichtbaar met lichtmicroscoop)
- Het capside bestaat uit een aantal indiv proteinemoleculen (capsomeren)
- De manier van samenvoeging van capsomeren geeft het capside een symmetrie:
icosahedraal, helicaal of complex
- Nucleocapside = nucleinezuur + capside (kan omgeven zijn door een envelop of membraan)
- Virion = totaal virusdeeltje
- Classificatie van virussen obv type aanwezige nucleinezuren en andere structurele
elementen
,- Naakte virussen (zonder envelop) => meestal resistent aan externe factoren en overleven
goed in de buitenwereld, gemakkelijke verspreiding via stof, kleine druppels, hand tot hand,
ze overleven in de darmtractus
- Virussen met envelop => gevoelig aan omgevingsfactoren, moeten in vochtige omgeving
blijven, verspreid via grote druppels, secreties en bloed, kunnen niet overleven in
darmtractus
- Virussen hebben enkel een speciesnaam, niet schuin/onderstreept, kleine letter
Proces van vermenigvuldiging van virussen:
- Attachment: virus wort aangehecht aan de gastheercel; via spec interacties tussen
moleculen van het nucleocapside (naakte virussen) of het virusmembraan (bij omhulde
virussen) en de moleculen van het membraan van de gastheercel
- Virus dringt binnen in de gastheercel en komt terecht in het cytoplasma
- Het omhulsel en of capside wordt afgeworpen en nucleinezuren van het virus komen vrij
- Vermenigvuldiging ; synthese van virale eiwitten en virale nucleinezuren (mechanisme van
replicatie is verschillend naargelang structuur van het virus)
- Nieuwe volledige virusdeeltjes worden gevormd binnen de gastheercel en verlaten deze cel
; gaat vaak gepaard met lyse van de gastheercel
Persisterende infecties = infecties waarbij de gastheercel niet wordt vernietigd en blijft bij
lage frequentie virusdeeltjes uitscheiden
Prionen = eiwitstructuren die geen nucleinezuur bevatten. Ze zijn ontstaan uit eiwitten en
bevinden zich normaal in de hersenen van mensen of dieren. Ze zijn op een abnormale
manier gevouwen en kunnen niet meer door eiwitafbrekende enzymes (proteasen) worden
afgebroken. Bij contact met andere moleculen kunnen ze een eiwit dat normaal gevouwen is
ook omzetten tot een abnormale configuratie. Ze veroorzaken degeneratieve ziekten van het
hersenweefsel (koru, dolle koeienziekte en creutzfeld-jacobs ziekte)
Ze zijn weerstandig aan conventionele desinfectieprocessen; lange incubatieduur en niet
kweekbaar in vitro, verwekken geen immuunrespons; diagnose kan enkel bevestigd worden
postmortem. Transmissie van prionen kan door ingestie van gecontamineerd voedsel of via
medische procedures.
Ze zijn bijzonder moeilijk te vernietigen en ontsnappen aan de standaard technieken van
sterilisatie !!!!
Taxonomie = wetenschap van de biologische classificatie
3 delen:
- classificatie die micro-organismen onderverdeelt in groepen of taxa
- De nomenclatuur
- De identificatie; tot welk taxon een bepaald isolaat behoort
Binominaal systeem door Linneaus. Er is een genusnaam (geslacht) en speciesnaam (soort).
Micro-organismen behorend tot versch species worden gegroepeerd in een genus.
Een genus wordt steeds met hoofdletter geschreven, een speciesnaam met kleine letter.
Beide zijn vaak afgeleid van het latijn of van het grieks. Ofwel onderstreept of in italic.
8 belangrijkste taxonomische rangen:
leven, domein, rijk, stam, klasse, orde, familie, geslacht, soort
, Virussen worden waargenomen met een elektronenmicroscoop, bacterien en protozoa met
een lichtmicroscoop, wormen met het blote oog
Bacterien
- behoren tot de prokaryoten
- dna in lange, ds circulair dna die niet omgeven is door een membraan
- mogelijkheid tot recombinatie van genetisch materiaal: transformatie, transductie,
conjugatie en transpositie
- genetisch materiaal kan ook gewijzigd worden door normale mutatie; spontaan of oiv
externe factoren; frequentie van mutatie is laag; agv fouten die optreden bij het aflezen en
repliceren van genen; puntmutaties geven niet noodzakelijk alt detecteerbare wijzigingen in
de gesynthetiseerde eiwitten; wijzigingen in dna leiden tot wijzigingen in fenotypische
eigenschappen van de bacteriele cel.
- Transposons (figuur -> zie cursus p 27 )= fragmenten van dna die zich zelf repliceren en
waarvan de replicons makkelijk zich kunnen verplaatsen van het chromosoom naar een
plasmide en omgekeerd. Ze bezitten integrase (genetische informatie voor een enzyme). De
insertie sequenties noemt men ook jumping genes. Als ze additionele genen bevatten
worden ze transposons genoemd.
Integrons = plaatsen in het genoom van de bacterien de makkelijk dat type van dna
integreren. Zo kan dna worden geintegreerd en later worden afgelezen ovv gencasettes (dit
zijn sequenties van 500-1000 nucleotiden) Ze bezitten een integrase, receptorplaats en
promotor. Integrons gaan vaak meerdere antibiotica resistentie genen verzamelen die
samen naar een plasmide of de chromosoom van een bacterie wordt gebracht. Zo kunnen
bacterien multiresistent worden.
- De bacteriel cel wordt omgeven door een complexe celwand. Buiten deze celwand kunnen
nog structuren aanwezig zijn zoals een kapsel, flagellen of zweepdraden en pili.
- Pili zorgen voor antigenherkenning, flagellen zorgen voor het verplaatsen van een bacterie
naar een plaats met meer voedingsstoffen.
Plasmiden (dna in cytoplasma dat cirkelvormig is).
- Deze zijn onafhankelijke, zelf replicerende structuren die versch genen kunnen herbergen.
- Conjugatieve plasmiden = grootste plasmiden die via pili kunnen worden overgedragen van
cel tot cel
- Niet conjugatieve plasmiden = kleinste plasmiden die overgedragen worden van cel tot cel
in aanwezigheid van conjugatieve plasmiden.
- R-factoren (genen die coderen voor bacteriele resistentie aan antibiotica)
- toxineproductie door bacterien controleren
Transformatie = een genetische verandering van het genoom van een cel door introductie,
opname en ten slotte het tot expressie komen van vreemd genetisch materiaal
(DNA of RNA). Een fenomeen waarin extern DNA toegevoegd wordt aan een cel.
Genetische transductie = het overdragen door virussen van genen van de ene naar de
andere bacterie zonder direct contact tussen de bacteriën zelf.
Bij deze transductie wordt viraal DNA, provirus of profaag genoemd, in het genoom van de
gastheer opgenomen en tegelijkertijd met de celdeling van de gastheer vermenigvuldigd. Op
