Microbiologie 1981 – Algemene microbiologie
KC 1: Taxonomie en bacteriële structuur
Taxonomie (classificatie/categorisatie)
Taxonomie = systematische classificatie en categorisatie van organismen (gebaseerd op hiërarchie).
Elke taxonomische eenheid staat bekend als ‘taxon’.
Domein (domain) à rijk (kingdom) à stam (phylum) à klasse (class) à orde (order) à familie (family) à geslacht (genus) à
soort (species).
Domein
Er zijn drie domeinen, gebaseerd op genetisch verwantschap:
1. Archae (prokaryoten)
2. Bacteriën (prokaryoten)
3. Eukaryoten
o Virussen behoren hier niet toe (zijn uniek, acellulair en metabolisch inert).
Rijk
Over de jaren zijn een aantal aanpassingen gedaan op gebied van taxonomie.
• Het vijf-rijken systeem: prokaryoten (monera), protozoa, planten (plantae), schimmels (fungi), dieren (animalia)
• Het zes-rijken systeem: bacteriën (bacteria), archaea, protozoa, planten, schimmels, dieren
Voor het taxon ‘rijk’ wordt het vijf-rijken systeem gebruikt.
Bacteriën worden ingedeeld in het rijk ‘monera’. Ze zijn eencellig, prokaryoot en aseksueel.
Andere interessante rijken zijn schimmels, en in mindere mate protozoa.
Schaal van gemiddelde maten
Bacterie = 10x virus
Intern virus = 10x eiwit
Eiwit = 100x atoom
Haarstreng = 10x dier-/plantencel
Morfologie bacteriecel (prokaryoot) en zoogdiercel (eukaryoot)
Beiden hebben:
• (Cyto)plasmatisch membraan: samengesteld uit fosfolipiden; hoofdfunctie is selectief diffuus of actief transport v
moleculen en opgeloste stoffen in en uit de cel.
• Ribosomen: locaties voor eiwitsynthese.
1
,Verschil:
• Eukaryoot:
o Heeft organellen (o.a. mitochondriën,
lysosomen, ER, Golgi)
o Heeft een kern met daarin meerdere
chromosomen (lineair, dubbelstrengs DNA).
o Kern is omgeven door kernmembraan.
o Seksuele voortplanting (bv. mitose)
• Prokaryoot: (archaea + bacterie)
o Heeft geen organellen
o Genoom is een enkel chromosoom (één circulair, dubbelstrengs DNA-molecuul), zonder kernmembraan (=
nucleoïde).
o Aseksuele replicatie (Bv. binaire splitsing).
o Heeft (naast plasmamembraan) twee andere lagen:
§ Celwand: geeft stijfheid, is poreus en doorlaatbaar voor stoffen met een laag molecuulgewicht, bevat
een peptidoglycanen-laag (die varieert tussen gram+ en gram- bacteriën).
§ Capsule: omringt de celwand, is samengesteld uit polysachariden, beschermt de cel tegen fagocytose,
bemiddelt de hechting van bacteriën aan het substraat.
o Heeft nog twee andere structuren die niet in een eukaryoot aanwezig zijn:
§ Flagellum: filament dat als propeller dient (belangrijk voor beweeglijke functie vd cel), is
verantwoordelijk voor vele andere functies vd cel, is voor sommige bacteriën afwezig.
§ Pili/phingrae: fijne, haarachtige filamenten (korter dan flagellum), bemiddelt de hechting v bacteriën
aan receptoren op bijbehorende substraat (doeloppervlak).
Denominatie (= juiste benaming)
De nomenclatuur van een organisme bestaat uit de laatste twee taxons (geslacht en soort). Daarbij
begint het geslacht altijd met een hoofdletter. Geslacht en soort worden cursief geschreven, tenzij
gebruikt als bijvoeglijk naamwoord of als verwijzing naar een collectief (bv. Streptokokkenbacteriën
rangschrikken zich in ketens). De geslachtsnaam kan na eerste keer gebruik afgekort worden tot de eerste hoofdletter (H.
sapiens, S. mutans).
2
, Microbiologie 1981 – Algemene microbiologie
KC 2: Bacteriële fysiologie en genetica
Bacteriële celstructuur
• Nucleoïde (DNA-materiaal)
• Cytoplasma (met daarin metabolieten, enkele ionen, voedingsstoffen, ribosomen)
• Cytoplasmisch membraan (plasmamembraan)
Voor kenmerken zie ‘morfologie bacteriecel en zoogdiercel (KC 1)’.
Gram+ bacteriën hebben een veel dikkere peptidoglycaanlaag in de celwand dan gram-
bacteriën. Gram- bacteriën hebben een veel complexere celwand-samenstelling: naast
dunne peptidoglycaanlaag ook lipoproteïnen, buitenmembraan (bestaande uit fosfolipiden)
en daarbovenop weer enkele lipopolysachariden (kunnen worden losgemaakt en voor
toxiciteit zorgen in gastheer die, afhankelijk vd situatie, tot koorts of shock kan leiden à
heten ook wel ‘endotoxinen’).
Bacteriën verschillen in vorm en in rangschikking
• Kokken (coccus): bolvormig
• Bacillen (bacillus): staafvormig
• Spirocheten (spirochaetes): spiraalvormig
Ongeacht de vorm kunnen bacteriën zich op verschillende manieren
rangschikken:
• Diplokokken/diplobacillen: als ze zich in paren rangschikken.
• Streptokokken/streptobacillen: als ze in een lange ketens zijn gerangschikt
• Stafylokokken: als ze in een druifvormige tros zijn gerangschikt.
• Palissades: bacillen rangschikken zichzelf niet in clusters, maar als aaneengesloten rij.
Groei
Bacteriën reproduceren zich d.m.v. binaire splitsing: cel splitst zich en vormt daarbij twee dochtercellen (à exponentiele groei,
na 4 generaties zijn er uit 1 bacterie 16 bacteriën ontstaan).
Groeicyclus à 4 hoofdfasen:
1. Lag-fase: begin vd curve, aanpassingsperiode (krachtige metabole
activiteit, maar geen celdeling).
2. Logfase: snelle celdeling in gunstige omgevingscondities (steile lijn in
groeicurve).
3. Vertragingsfase/stationaire fase: groei wordt afgeremd door uitputting
van voedingsstoffen of ophoping van toxische producten.
4. Saturatie (verzadiging): de bacteriën hebben hun maximale celdichtheid
bereikt. Aantal nieuwe cellen = aantal stervende cellen à uiteindelijk
stopt de groei.
3
KC 1: Taxonomie en bacteriële structuur
Taxonomie (classificatie/categorisatie)
Taxonomie = systematische classificatie en categorisatie van organismen (gebaseerd op hiërarchie).
Elke taxonomische eenheid staat bekend als ‘taxon’.
Domein (domain) à rijk (kingdom) à stam (phylum) à klasse (class) à orde (order) à familie (family) à geslacht (genus) à
soort (species).
Domein
Er zijn drie domeinen, gebaseerd op genetisch verwantschap:
1. Archae (prokaryoten)
2. Bacteriën (prokaryoten)
3. Eukaryoten
o Virussen behoren hier niet toe (zijn uniek, acellulair en metabolisch inert).
Rijk
Over de jaren zijn een aantal aanpassingen gedaan op gebied van taxonomie.
• Het vijf-rijken systeem: prokaryoten (monera), protozoa, planten (plantae), schimmels (fungi), dieren (animalia)
• Het zes-rijken systeem: bacteriën (bacteria), archaea, protozoa, planten, schimmels, dieren
Voor het taxon ‘rijk’ wordt het vijf-rijken systeem gebruikt.
Bacteriën worden ingedeeld in het rijk ‘monera’. Ze zijn eencellig, prokaryoot en aseksueel.
Andere interessante rijken zijn schimmels, en in mindere mate protozoa.
Schaal van gemiddelde maten
Bacterie = 10x virus
Intern virus = 10x eiwit
Eiwit = 100x atoom
Haarstreng = 10x dier-/plantencel
Morfologie bacteriecel (prokaryoot) en zoogdiercel (eukaryoot)
Beiden hebben:
• (Cyto)plasmatisch membraan: samengesteld uit fosfolipiden; hoofdfunctie is selectief diffuus of actief transport v
moleculen en opgeloste stoffen in en uit de cel.
• Ribosomen: locaties voor eiwitsynthese.
1
,Verschil:
• Eukaryoot:
o Heeft organellen (o.a. mitochondriën,
lysosomen, ER, Golgi)
o Heeft een kern met daarin meerdere
chromosomen (lineair, dubbelstrengs DNA).
o Kern is omgeven door kernmembraan.
o Seksuele voortplanting (bv. mitose)
• Prokaryoot: (archaea + bacterie)
o Heeft geen organellen
o Genoom is een enkel chromosoom (één circulair, dubbelstrengs DNA-molecuul), zonder kernmembraan (=
nucleoïde).
o Aseksuele replicatie (Bv. binaire splitsing).
o Heeft (naast plasmamembraan) twee andere lagen:
§ Celwand: geeft stijfheid, is poreus en doorlaatbaar voor stoffen met een laag molecuulgewicht, bevat
een peptidoglycanen-laag (die varieert tussen gram+ en gram- bacteriën).
§ Capsule: omringt de celwand, is samengesteld uit polysachariden, beschermt de cel tegen fagocytose,
bemiddelt de hechting van bacteriën aan het substraat.
o Heeft nog twee andere structuren die niet in een eukaryoot aanwezig zijn:
§ Flagellum: filament dat als propeller dient (belangrijk voor beweeglijke functie vd cel), is
verantwoordelijk voor vele andere functies vd cel, is voor sommige bacteriën afwezig.
§ Pili/phingrae: fijne, haarachtige filamenten (korter dan flagellum), bemiddelt de hechting v bacteriën
aan receptoren op bijbehorende substraat (doeloppervlak).
Denominatie (= juiste benaming)
De nomenclatuur van een organisme bestaat uit de laatste twee taxons (geslacht en soort). Daarbij
begint het geslacht altijd met een hoofdletter. Geslacht en soort worden cursief geschreven, tenzij
gebruikt als bijvoeglijk naamwoord of als verwijzing naar een collectief (bv. Streptokokkenbacteriën
rangschrikken zich in ketens). De geslachtsnaam kan na eerste keer gebruik afgekort worden tot de eerste hoofdletter (H.
sapiens, S. mutans).
2
, Microbiologie 1981 – Algemene microbiologie
KC 2: Bacteriële fysiologie en genetica
Bacteriële celstructuur
• Nucleoïde (DNA-materiaal)
• Cytoplasma (met daarin metabolieten, enkele ionen, voedingsstoffen, ribosomen)
• Cytoplasmisch membraan (plasmamembraan)
Voor kenmerken zie ‘morfologie bacteriecel en zoogdiercel (KC 1)’.
Gram+ bacteriën hebben een veel dikkere peptidoglycaanlaag in de celwand dan gram-
bacteriën. Gram- bacteriën hebben een veel complexere celwand-samenstelling: naast
dunne peptidoglycaanlaag ook lipoproteïnen, buitenmembraan (bestaande uit fosfolipiden)
en daarbovenop weer enkele lipopolysachariden (kunnen worden losgemaakt en voor
toxiciteit zorgen in gastheer die, afhankelijk vd situatie, tot koorts of shock kan leiden à
heten ook wel ‘endotoxinen’).
Bacteriën verschillen in vorm en in rangschikking
• Kokken (coccus): bolvormig
• Bacillen (bacillus): staafvormig
• Spirocheten (spirochaetes): spiraalvormig
Ongeacht de vorm kunnen bacteriën zich op verschillende manieren
rangschikken:
• Diplokokken/diplobacillen: als ze zich in paren rangschikken.
• Streptokokken/streptobacillen: als ze in een lange ketens zijn gerangschikt
• Stafylokokken: als ze in een druifvormige tros zijn gerangschikt.
• Palissades: bacillen rangschikken zichzelf niet in clusters, maar als aaneengesloten rij.
Groei
Bacteriën reproduceren zich d.m.v. binaire splitsing: cel splitst zich en vormt daarbij twee dochtercellen (à exponentiele groei,
na 4 generaties zijn er uit 1 bacterie 16 bacteriën ontstaan).
Groeicyclus à 4 hoofdfasen:
1. Lag-fase: begin vd curve, aanpassingsperiode (krachtige metabole
activiteit, maar geen celdeling).
2. Logfase: snelle celdeling in gunstige omgevingscondities (steile lijn in
groeicurve).
3. Vertragingsfase/stationaire fase: groei wordt afgeremd door uitputting
van voedingsstoffen of ophoping van toxische producten.
4. Saturatie (verzadiging): de bacteriën hebben hun maximale celdichtheid
bereikt. Aantal nieuwe cellen = aantal stervende cellen à uiteindelijk
stopt de groei.
3
