samenvatting microbiologie (bacteriologie)

1. Introductie
1.1 Evolutie
Micorbïële fossielen:
 Eerste leven op aarde
o Stromatolieten: afzettingsgesteenten met fossiele filamenteuze micro-organismen
waaronder cyanobacteriën
o Fossiele microbiële matten: voornamelijk gevormd in intergetijden gebieden
o Kerogen: organisch materiaal in oude gesteenten met biologische activiteit

 O2 productie door sommige bacteriën maakte ander leven mogelijk

1.2 Historisch overzicht
Geen namen en tijden kennen

1.3 Domein van het leven
Fylogenetische stamboom: Op basis van geconserveerde ribosomale RNA sequenties werd er een
indeling gemaakt van levende organismen in 3 domeinen

 Bacteria
 Archaea: leven voornamelijk in extreme omstandigheden
 Eukaryote: protisten, fungi, planten en dieren

4 groepen micro-organismen:

 Bacteria prokaryoten: geen celkern
 Archaea
 Fungi eukaryoten: celkern
 Protisten

 meestal unicellulair (in tegenstelling tot planten en dieren)  geen differentiatie tot weefsels en
organen

1.4 De cel als eenheid
De cel: fundamentele eenheid van alle levende organismen

1. Functionele eigenschappen
 Metabolisme: verwerven van energie, synthese van celmateriaal door middel van enzymen
 reproductie
2. Structurele eigenschappen
 Cytoplasma: waarin meeste metabolische en enzymatische processen gebeuren
 DNA = erfelijk materiaal
 Celmembraan: lipidelaag met proteïne rond het cytoplasma
 Eventueel en celwand

( een virus is niet cellulair en wordt dus niet gezien als een levend organisme)

,Een prokaryote cel heeft geen organellen in tegenstelling tot een eukaryote cel dat dit wel heeft
 prokaryoot: nucleoïde regio = regio met genomisch materiaal
 eukaryoot: celkern

Nomenclatuur micro-organismen

 Binaire naamgeving
o Genus of geslacht
o Species of soort
 Verdere indeling naar boven
o Meerdere genera vormen een familie
o Meerdere families vormen een orde
o Meerdere orden vormen een klasse
o Meerdere klassen vormen een fylum
 Verdere indeling naar beneden
o Een soort bevat verwante stammen (isolaten)
o Een soort bevat verschillende types


2. Morfologie bacteriën en
archaea
 Meeste bacteriën en archaea zijn unicellulair
 cellen leven gescheiden van elkaar
 Sommige vormen multicellulaire aggregaten
 Sommige vertonen pleomorfie
 verschillende vormen mogelijk
 Sommige vormen associaties met andere soorten
 biofilmvorming
 symbiose
 Meeste bacteriën en archaea hebben een bepaalde celgrootte
 Celgrootte en vorm zijn genetisch bepaald maar kunnen ook beïnvloed zijn door voedings- en
omgevingsfactoren
 Verscheidene vormen zijn mogelijk
o coccen: bolvormige bacteriën
celdeling volgens 1 as: streptococcen en diplococcen
celdeling volgens 2 assen: tetrade
celdeling volgens 3 assen: sarcina
celdeling willekeurig: stafylococcen
o bacillen: staafvormige bacteriën
 meest voorkomende vorm bij prokaryoten
 ketens van 2 of meerdere staafvormige cellen
 celdeling volgens dwarse as
o spiraalvormige bacteriën
 vibrio: gebogen staafje, kommavormig
 spirillum: lange, rigide, spiraalvormige cel (vaste vorm)
 spirocheet: lange, flexibele, spiraalvormige cel (vorm verandert bij beweging)
o filamenteuze bacteriën

,  actinobacteria
 vormen lange filamenten van verschillende cellen
 vertakkingen mogelijk
 vormen een uitgebreid netwerk = mycelium
 cyanobacteria
 vorming van lange filamenten = trichoom
 cellen liggen naast elkaar en celdeling gebeurt volgens lengteas
 mogelijk gespecialiseerde cellen aanwezig


3. Microbiële structuur
 Vaste structurele componenten
o Cytoplasma
o Cytoplasmatische membraan dat cytoplasma omgeeft
o Celwand: geeft vorm en stevigheid aan cel
 Mogelijk additionele structurele componenten
o Extracellulair omhulsel
o Flagellen
o Fimbriae, curli, pili
o Sporen
o inclusies

3.1 Celenvelop
Celenvelop = cytoplasmatisch membraan + celwand + extracellulaire omhulsel

Celmembraan: flexibele dubbele fosfolipidenlaag met membraanproteïnen

 celmembraan bacteriën
o dubbellaag fosfolipiden
o 2 vetzuren van 12-18C
o Via esterbindingen gebonden aan glycerol
o 3de fosfaat van glycerol is verbonden aan een fosfaat
 celmembraan archaea
o isoprenoïden: multimeer isoprenen
o via ethers aan glycerol verbonden
o 2 types: glycerol diether (dubbellaag van glycerol diethers) en diglycerol tetraether
(monolaag van diglycerol tetraethers)
 functies cytoplasmatische membraan
o fysische barrière tussen cytoplasma en extracellulaire omgeving met selectieve
permeabiliteit
o aanwezigheid van allerlei transportsystemen
 transport van componenten vanuit omgeving tot in cytoplasma
 elektronentransport voor energieproductie
o betroken bij synthese van andere celstructuren
o functie bij DNA replicatie
 DNA gebonden aan membraan
 Na DNA replicatie: 2 DNA moleculen van elkaar gescheiden door nieuwe
membraansythese

, o rol in enzymatische reacties ter hoogte van het membraan, fotosynthese…
 celmembraan stabiliserende factoren
o meestal niet aanwezig
o sterolen in mollicutes
o hopanoïden

celwand

 aanwezig bij bacteriën, uitgezonderd mollicutes
 slechts enkele archaea bevatten een celwand
 stevig netwerk rond cel: voorkomt breken van membraan door tugordruk
 bepaalt mee karakteristieke vorm en grootte
 polymeerstructuren in celwand
o bacteriën: peptidoglycaan (= mureïne)
o zuurvaste bacteriën: naast peptidoglycaan nog andere polymeerstructuren
o archaea: pseudomureïne

2 groepen bacteriën op basis van reactie in kleuring
 gram + kleurt paars, gram – kleurt rood

Celwand gram-positieven
 dikkere celwand door meerdere peptidoglycaanlagen
 lipoteichoïnezuren of teichuronzuren voor binding van metaalionen
 peptidoglycaan
o uitsluitend in bacteria en vormt het doelwit van antibiotica
o bestaat uit aminosuikers en aminozuren
 aminosuikers
o glucosamine en muraminezuur
o meestal N-geacetyleerd
o verbonden via Beta-1,4- verbinding
o polysacharideketen (glycaan): afwisselend N-acetylglucosamine en N-
acetylmuraminezuur
 aminozuren
o rol in crosslinking van NAG-NAM-polysacharideketens
 teichoïnezuren
o polymeren van polyolfosfaat (polyglycerolfosfaat en polyribitolfosfaat)
o mogelijke additionele componenten (suikers, aminosuikers, D-alanine)
o vasgehecht aan peptidoglycaan door celwandgeassocieerde teichoïnezuren en aan
celmembraan via lipoteichoïnezuren
 teichuronzuren
o gevormd bij tekort aan fosfaten
o heteropolymeer
o covalent gebonden aan peptidoglycaan

Celwand gram-negatieven
 dunne peptidoglycaanlaag
 additionele assymetrische buitenmembraan
 opbouw is gelijkmatig aan gram+, maar directe crosslinking van NAM-NAG ketens via
diaminopimelinezuur (DAP)