Samenvatting microbiologie prof. Cos
Hoofdstuk 1: Bacteriologie
1.1 Inleiding
Bacteriën zijn prokaryoten, ze hebben geen celkern waardoor hun chromosoom los in het
cytoplasma ligt. Ze hebben ook geen mitochondriën. Een bepaalde groep van organismen
zijn de archaeabacteriën. Zij overleven in extreme omstandigheden (vulkanen, zoutmijnen,
…).
De meeste bacteriën zijn tussen de 0,5 tot 2,0 µm groot en kunnen bekeken worden met een
lichtmicroscoop. Ze komen voor in verschillende vormen:
- Coc en diplococ (= coc die zich vermenigvuldigt). Een voorbeeld van een diplococ is
Meisseria (genus) meningitidis (species). Deze veroorzaakt meningitis.
- Streptococ (= meerdere coccen naast elkaar). Bv. Streptococcus agalactiae. Deze kan
mastitis veroorzaken.
- Staphylococ, bv. Staphylococcus aureus, zit op de huid.
- Vibrio, bv. Vibrio cholerae, veroorzaakt waterige diarree.
- Bacillus, bv. Bacillus anthracis , veroorzaakt miltvuur.
- Streptobacil, bv. Lactobacillus bulgaricus, is een probioticum.
- Spirocheet, bv. Borrelia burgdorferi, komt voor in teken en veroorzaakt de ziekte van Lyme.
1.2 De structuur
Bacteriën bestaan uit een celmembraan met daarrond
meestal een celwand. Inwendig bevindt zich het cytoplasma
met ribosomen, een chromosoomregio, …. Uitwendig zijn er
nog structuren zoals een capsule, een flagel en pilli of
fimbriae. De buitenkant van een bacterie wordt door het
immuunsysteem als vreemd beschouwd. De buitenkant kan
het immuunsysteem echter foppen, waardoor het te laat
reageert.
De mens heeft geen celwand, een bacterie wel, wat het bruikbaar maakt voor diagnostiek.
1
,Men kan antibiotica maken dat inwerkt op de celwand → bacterie dood maar mens geen
celwand dus minder bijwerkingen. Peniciline werkt in op de celwandsynthese.
De celwand van een bacterie is belangrijk voor zijn overleving. Een bacterie heeft geen
cholesterol in de celmembraan, dus is de celwand noodzakelijk voor stevigheid. De celwand
zorgt ook voor de vorm en zorgt dat de cel niet barst door osmose. De celwand bestaat uit
een peptidoglycaanlaag, welke zorgt voor de stevigheid. Beiden types bacteriën hebben een
peptidoglycaanlaag in de celwand, welke bestaat uit suikers en aminozuren.
Opbouw van de peptidoglycaanlaag: bevat N-acetylglucosamine (NAG) en N-
acetylmuraminezuur (NAM). Er is een kruisverbinding door tetrapeptiden, met het derde
aminozuur = lysine bij de meeste Grampositieve bacteriën en diaminopimelinezuur bij de
meeste Gramnegatieve bacteriën.
Binding van de vier aminozuren gebeurt enkel met
NAM, nooit met NAG! Er is telkens een 3-4-
verbinding = oligopeptidebrug. Zorgt voor
stevigheid.
Tetrapeptide altijd opgebouwd als volgt: L-alanine
→ D-glutaminezuur → L-lysine (G+) of
diaminopimelinezuur (G-) → D-alanine.
1.3 Grampositieve en Gramnegatieve bacteriën
Examenvraag om hun structuur te kunnen tekenen!
Onderscheid tussen beiden is belangrijk om te weten welk antibioticum. Bij een G- bacterie is
er meestal geen oligopeptidebrug in de peptidoglycaanlaag en is er een kruisverbinding
tussen D-ala en DAP. Bij een G+ bacteriën is er wel een oligopeptidebrug in de
peptidoglycaanlaag en zijn er 5 glycine moleculen in het geval van S. aureus.
G-: bv. E. coli in darm, 3-4-binding rechtstreeks tussen DAP
en D-ala.
G+: bv. S. aureus, L-lysine op plaats 3, 3-4 binding vormt
een echte oligopeptidebrug maar niet rechtstreeks met D-
ala maar via 5 glycine moleculen.
2
,Grampositieve bacterie: heeft een dikke peptidoglycaanlaag (60-90% van de celwand) en een
celmembraan (kunnen tekenen!). Lipoteichoïnezuren vertrekken vanuit de membraan,
teichoïnezuren vertrekken vanuit de peptidoglycaanlaag.
De lipoteichoïnezuren en teichoïnezuren zijn polymeren van ribitol fosfaat (met 3
koolstoffen waar andere moleculen op kunnen binden) of glycerol fosfaat (1 zo’n
koolstof) en dienen als oppervlakte antigen (immuunsysteem kan het zien). Afhv
welke moleculen er aan hangen (hier bv. glucose en alanine) reageert het
immuunsysteem anders. Door de fosfaatgroepen zijn ze negatief geladen
waardoor ze calcium en magnesium kunnen binden.
Ook eiwitten in celwand G+ bacterie. Kan functie hebben als adhesiefactor,
capsuleproductie of als penicilline bindend proteïne in de celmembraan (=
enzymen die zorgen voor peptidoglycaansecretie).
Gramnegatieve bacterie: peptidoglycaanlaag is veel dunner. Ze hebben ook een tweede
membraan, met daarop lipopolysacchariden (LPS). De ruimte tussen de twee membranen is
de periplasmatische ruimte. In deze ruimte zijn enzymen aanwezig om grote moleculen in
kleinere moleculen om te zetten. In deze ruimte ligt ook de peptidoglycaanlaag. Er zijn ook
weer eiwitten aanwezig welke dienen als adhesiemoleculen, productie van de capsule of als
peniciline bindend proteïne in de celmembraan. Ook kunnen tekenen.
3
, LPS bevat 3 delen:
- Lipid A = gefosforyleerd diglucosamine en korte keten vetzuren (C14). Dit deel is toxisch
voor mens en dier, zorgt dat ze in shock gaan (bloeddrukdaling). Men valt flauw (door
bloeddrukdaling in hersenen), er is een orgaanfalen (minder bloed en zuurstof naar de
organen).
- Core oligosacchariden: bevat hexose, heptose en octose.
- O antigeen: allemaal hexosen.
De variatie van de biomoleculen is het kleinst onderaan (lipid A) en het grootst bovenaan (O
antigeen, verschillende soorten hexosen geven de variatie).
Lipid A
Bacterie gebruikt LPS om zich te hechten aan cellen, zorgen voor antigeenvariatie (een
wijziging zorgt ervoor dat het immuunsysteem de bacterie weer minder gemakkelijk
herkent), dient als beschermende permeabiliteitsbarrière: fosfaatgroepen op diglucosamine
stoten elkaar af, Ca2+ zit hiertussen waardoor LPS mooi op zijn positie blijft. Stel
Pseudomonas arguinosa zorgt voor infectie, antibioticum geven → geraakt moeilijk doorheen
buitenste membraan met LPS. Daarom EDTA aan antibioticum toevoegen → neemt Ca2+ weg
→ fosfaten stoten elkaar af waardoor de barrière verbroken is en antibioticum de bacterie
kan afbreken.
Examen: waarom is LPS goed voor de bacterie en slecht voor de mens?
Gramkleuring om G+ en G- te onderscheiden: kristalviolet
toevoegen (+ geladen), bindt met negatieve dingen in de bacterie
(fosfolipiden dubbellaag, bepaalde eiwitten, …) → bacterie paars.
Dan jodium toevoegen → kristalviolet-joodcomplex = meer
intense kleur. Dan ontkleuren met aceton-ethanol. Aceton lost
vetten op, deze zitten in de membraan waardoor er gaten in
komen, ethanol denatureert eiwitten (= quaternaire structuur valt
in elkaar) → peptidoglycaanlaag met zeer veel eiwitten zal van een
open structuur invallen naar een dichte structuur. Bij G- bacteriën
is er slechts een dunne peptidoglycaanlaag waardoor het
kristalviolet kan ontsnappen via de gaten. Bij een G+ bacterie was
de peptidoglycaanlaag al zo dik, waardoor hij bij denaturatie heel
compact zal worden waardoor het kristalviolet er niet uit kan
dringen → G+ behoudt de kleurstof. Dan wordt er nog tegen
gekleurd met safranine (roze) om het te kunnen zien. G+ zit nog
vol met kristalviolet → blijft paars, G- wordt roze.
4
