Bacteriologie
Inhoud
Introductie ............................................................................................................................................................... 3
Domeinen van het leven...................................................................................................................................... 3
Nomenclatuur micro-organismen ....................................................................................................................... 3
Morfologie bacteriën en archaea ............................................................................................................................ 4
Microbiële celstructuur ........................................................................................................................................... 5
Celenvelop ........................................................................................................................................................... 5
Extracellulaire structuren .................................................................................................................................... 8
Cytoplasma .......................................................................................................................................................... 9
Voedings- en fysische vereisten voor microbiële groei ......................................................................................... 12
Metabole diversiteit .......................................................................................................................................... 12
Voedingselementen/-vereisten ......................................................................................................................... 13
Nutriëntopname ................................................................................................................................................ 13
Invloed omgevingsfactoren ............................................................................................................................... 14
Microbiële groei..................................................................................................................................................... 16
Celcyclus en celdeling ........................................................................................................................................ 16
Populatiegroei.................................................................................................................................................... 16
Meting van microbiële groei .............................................................................................................................. 17
Controle/inhibitie microbiële groei ................................................................................................................... 18
Metabolisme .......................................................................................................................................................... 21
Katabolisme – energie generatie ....................................................................................................................... 21
Anabolisme – biosynthese ................................................................................................................................. 23
Bacteriële genetica ................................................................................................................................................ 24
DNA-replicatie.................................................................................................................................................... 24
DNA-transcriptie ................................................................................................................................................ 24
Genregulatie ...................................................................................................................................................... 25
Horizontale genoverdracht ................................................................................................................................ 27
Interactie mens-microbe ....................................................................................................................................... 29
Microbiota ......................................................................................................................................................... 29
Pathogene micro-organismen ........................................................................................................................... 29
Gastheer defensiemechanismen ....................................................................................................................... 30
Transmissie ........................................................................................................................................................ 31
Virulentie mechanismen.................................................................................................................................... 31
Bacteriën/infecties gerelateerd met de huid......................................................................................................... 33
De huid als habitat ............................................................................................................................................. 33
Huidmicrobiota .................................................................................................................................................. 33
1
, Infecties ............................................................................................................................................................. 33
Bacteriën/infecties gerelateerd met de luchtwegen ............................................................................................. 38
Bovenste en onderste luchtwegen .................................................................................................................... 38
Microbiota luchtwegen...................................................................................................................................... 38
Defensiemechanismen ...................................................................................................................................... 38
Infecties van/via luchtwegen ............................................................................................................................. 38
Bacteriën/infecties gerelateerd met maag-darmkanaal........................................................................................ 47
Gastro-intestinaal kanaal ................................................................................................................................... 47
Microbiota ......................................................................................................................................................... 47
Defensiemechanismen ...................................................................................................................................... 47
Infecties van/via GI-kanaal ................................................................................................................................ 48
2
,Introductie
Domeinen van het leven
Fylogenetische stamboom: obv geconserveerde ribosomale RNA-seq
- Bacteria
- Archaea: extremofiel
- Eukarya: cellen met kern, organellen
o Protisten: algen, protozoa
o Fungi: gisten, schimmels, zwammen
o Planten
o Dieren
Micro-organismen: bacteria + archaea + fungi + protisten
→ Meestal unicellulair, geen differentiatie tot weefsels/organen
Cel als eenheid
De cel: fundamentele eenheid van alle levende organismen
- Functionele eigenschappen:
o Metabolisme: verwerven van energie, synthese van celmateriaal dmv enzymen
o Reproductie
- Structurele eigenschappen:
o Cytoplasma: metabolische en enzymatische processen
o DNA
o Celmembraan: lipidenlaag met proteïne rond cytoplasma
o Eventueel celwand
Nomenclatuur micro-organismen
Binaire naamgeving:
- Genus of geslacht (bv. StapHylococcus, Clostridium)
- Species of soort (bv. S. aureus, C. botulinum)
Verdere indeling naar boven:
- Meerdere genera vormen een familie
- Meerdere families vormen een orde
- Meerdere orden vormen een klasse
- Meerdere klassen vormen een fylum
Verdere indeling naar beneden:
- Een soort bevat verwante stammen (isolaten)
- Een soort bevat ook verschillende types (bv. serotypes)
3
, Morfologie bacteriën en archaea
- Meeste bacteriën en archaea = unicellulair → cellen leven gescheiden uit elkaar
- Sommigen vormen multicellulaire aggregaten → filamenteuze bacteriën, vorming mycelium
- Sommigen vertonen pleomorfie → verschillende vormen mogelijk
- Sommigen vormen associaties met andere soorten → biofilmvorming, symbiose
Celgrootte:
- Zeer klein: bv. Mycoplasma (~ 0,3 µm)
- Zeer groot: bv. Thiomargarita (tot 750 µm*)
- Ter vgl.: StapHylococcus (~ 1 µm), gistcel (4-40 µm)
➔ Celgrootte en -vorm genetisch bepaald, maar ook beïnvloed door voedings- en omgevingsfactoren
Verscheidene vormen:
- Coccen: bolvormig
o Verschillende groepering naargelang celdeling
- Bacillen: staafvormige bacteriën
o Meest voorkomende vorm bij prokaryoten
o Ketens van 2 of meerdere staafvormige cellen
o Celdeling steeds volgens dwarse as
- Spiraalvormige bacteriën: gebogen staafjes, kommavormig
o Spirillum: lange, rigide, spiraalvormige cel (vast)
o Spirocheet: lange, flexibele, spiraalvormige cel
- Filamenteuze bacteriën:
o Actinobacteria: lange filamenten, vertakkingen mogelijk, uitgebreid netwerk: mycelium
4
Inhoud
Introductie ............................................................................................................................................................... 3
Domeinen van het leven...................................................................................................................................... 3
Nomenclatuur micro-organismen ....................................................................................................................... 3
Morfologie bacteriën en archaea ............................................................................................................................ 4
Microbiële celstructuur ........................................................................................................................................... 5
Celenvelop ........................................................................................................................................................... 5
Extracellulaire structuren .................................................................................................................................... 8
Cytoplasma .......................................................................................................................................................... 9
Voedings- en fysische vereisten voor microbiële groei ......................................................................................... 12
Metabole diversiteit .......................................................................................................................................... 12
Voedingselementen/-vereisten ......................................................................................................................... 13
Nutriëntopname ................................................................................................................................................ 13
Invloed omgevingsfactoren ............................................................................................................................... 14
Microbiële groei..................................................................................................................................................... 16
Celcyclus en celdeling ........................................................................................................................................ 16
Populatiegroei.................................................................................................................................................... 16
Meting van microbiële groei .............................................................................................................................. 17
Controle/inhibitie microbiële groei ................................................................................................................... 18
Metabolisme .......................................................................................................................................................... 21
Katabolisme – energie generatie ....................................................................................................................... 21
Anabolisme – biosynthese ................................................................................................................................. 23
Bacteriële genetica ................................................................................................................................................ 24
DNA-replicatie.................................................................................................................................................... 24
DNA-transcriptie ................................................................................................................................................ 24
Genregulatie ...................................................................................................................................................... 25
Horizontale genoverdracht ................................................................................................................................ 27
Interactie mens-microbe ....................................................................................................................................... 29
Microbiota ......................................................................................................................................................... 29
Pathogene micro-organismen ........................................................................................................................... 29
Gastheer defensiemechanismen ....................................................................................................................... 30
Transmissie ........................................................................................................................................................ 31
Virulentie mechanismen.................................................................................................................................... 31
Bacteriën/infecties gerelateerd met de huid......................................................................................................... 33
De huid als habitat ............................................................................................................................................. 33
Huidmicrobiota .................................................................................................................................................. 33
1
, Infecties ............................................................................................................................................................. 33
Bacteriën/infecties gerelateerd met de luchtwegen ............................................................................................. 38
Bovenste en onderste luchtwegen .................................................................................................................... 38
Microbiota luchtwegen...................................................................................................................................... 38
Defensiemechanismen ...................................................................................................................................... 38
Infecties van/via luchtwegen ............................................................................................................................. 38
Bacteriën/infecties gerelateerd met maag-darmkanaal........................................................................................ 47
Gastro-intestinaal kanaal ................................................................................................................................... 47
Microbiota ......................................................................................................................................................... 47
Defensiemechanismen ...................................................................................................................................... 47
Infecties van/via GI-kanaal ................................................................................................................................ 48
2
,Introductie
Domeinen van het leven
Fylogenetische stamboom: obv geconserveerde ribosomale RNA-seq
- Bacteria
- Archaea: extremofiel
- Eukarya: cellen met kern, organellen
o Protisten: algen, protozoa
o Fungi: gisten, schimmels, zwammen
o Planten
o Dieren
Micro-organismen: bacteria + archaea + fungi + protisten
→ Meestal unicellulair, geen differentiatie tot weefsels/organen
Cel als eenheid
De cel: fundamentele eenheid van alle levende organismen
- Functionele eigenschappen:
o Metabolisme: verwerven van energie, synthese van celmateriaal dmv enzymen
o Reproductie
- Structurele eigenschappen:
o Cytoplasma: metabolische en enzymatische processen
o DNA
o Celmembraan: lipidenlaag met proteïne rond cytoplasma
o Eventueel celwand
Nomenclatuur micro-organismen
Binaire naamgeving:
- Genus of geslacht (bv. StapHylococcus, Clostridium)
- Species of soort (bv. S. aureus, C. botulinum)
Verdere indeling naar boven:
- Meerdere genera vormen een familie
- Meerdere families vormen een orde
- Meerdere orden vormen een klasse
- Meerdere klassen vormen een fylum
Verdere indeling naar beneden:
- Een soort bevat verwante stammen (isolaten)
- Een soort bevat ook verschillende types (bv. serotypes)
3
, Morfologie bacteriën en archaea
- Meeste bacteriën en archaea = unicellulair → cellen leven gescheiden uit elkaar
- Sommigen vormen multicellulaire aggregaten → filamenteuze bacteriën, vorming mycelium
- Sommigen vertonen pleomorfie → verschillende vormen mogelijk
- Sommigen vormen associaties met andere soorten → biofilmvorming, symbiose
Celgrootte:
- Zeer klein: bv. Mycoplasma (~ 0,3 µm)
- Zeer groot: bv. Thiomargarita (tot 750 µm*)
- Ter vgl.: StapHylococcus (~ 1 µm), gistcel (4-40 µm)
➔ Celgrootte en -vorm genetisch bepaald, maar ook beïnvloed door voedings- en omgevingsfactoren
Verscheidene vormen:
- Coccen: bolvormig
o Verschillende groepering naargelang celdeling
- Bacillen: staafvormige bacteriën
o Meest voorkomende vorm bij prokaryoten
o Ketens van 2 of meerdere staafvormige cellen
o Celdeling steeds volgens dwarse as
- Spiraalvormige bacteriën: gebogen staafjes, kommavormig
o Spirillum: lange, rigide, spiraalvormige cel (vast)
o Spirocheet: lange, flexibele, spiraalvormige cel
- Filamenteuze bacteriën:
o Actinobacteria: lange filamenten, vertakkingen mogelijk, uitgebreid netwerk: mycelium
4
