MICROBIOLOGIE:
BACTERIOLOGIE
KARAKTERISTIEKEN VAN PROKARYOTE CELLEN
Bij bacteriën zijn de ribosomen 70S, terwijl die bij eukaryoten 80S zijn. Dit is een
goed doelwit voor GM. Je kan antibiotica maken tegen ribosomen bij bacteriën, die
minder toxisch zijn voor humane cellen.
SAMENSTELLING
GROOTTE
Bacteriën: 0,5-2 µm Humane RBC: 7,5 µm
VORM EN INDELING
Men kan bacteriën bestuderen a.d.h.v. LM. Belangrijkste vormen zijn coccus (rond) & bacillus
(staafje). Een tussenvorm is coccobacillus. Ook is er vibrio: kommavormig en spirocheet: soort
kurkentrekker.
Coccen kan men onderverdelen. Als deze deelt wordt het verdubbeld. Als deze 2 aan elkaar blijven
hangen krijgt men een diplococcus (bv. Neisseria meningitidis meningitis). Als er meer aan elkaar
blijven hangen worden het streptococcen (bv. streptococcus pyogenes keelontsteking). Ze kunnen
ook in 3D vermenigvuldigen en staphylococcen vormen (bv. staphylococcus aureus wondinfectie).
Streptobacillen worden gevormd als bacillen aan elkaar blijven. Een voorbeeld van een vibrio is vibrio
cholerae ( waterige diarree). Een voorbeeld van spirocheten is treponema pallidum ( syfilis).
STRUCTUUR
- Celmembraan: vaak omgeven door een celwand
- Een intern cytoplasma met ribosomen, een nucleaire regio…
- Een verscheidenheid aan externe structuren zoals een capsule, flagella, pili…
o Belangrijke rol voor het IS
CELWAND
Belangrijk gekoppeld aan antibiotica. Er zijn antibiotica die inwerken op de celwand synthese. De
celwand ligt buiten de celmembraan. Functies:
- Geeft de karakteristieke vorm aan de cel
- Voorkomt de cel van barsten. Bij bacteriën zitten er geen sterolen in (cholesterol geeft
stevigheid) dus is niet sterk en zal makkelijk openspringen. De celwand voorkomt dit.
1
, o Goed doel voor GM: als je deze afbraak springt de bacterie open en sterft
o Bv. peninciline of lysozyme
De componenten zijn: peptidoglycaan (!), een buitenste membraan en een periplasmatische ruimte.
PEPTIDOGLYCAAN OF MUREÏNE
1
2
3
4
Basisstructuur bestaat uit 3 componenten: NAGNAM, oligopeptiden en de brug.
1. N-acetylglycosamine (NAG) en N-acetylmuramic acid (NAM) komt telkens terug als een soort
suikerketen NAGNAM.
2. Op NAM zitten AZ die verbonden kunnen zijn door een peptidebrug.
a. Voor grampositieve bacteriën (G+) staat op plaats 3 lysine
b. Voor gramnegatieve (G-) diaminopimelic acid
CHEMISCHE STRUCTUUR
Tekenen!
Zuurfunctie bij NAM maakt dat het kan interageren met een AZ met verlies van een water-
molecule. Een amidebrug wordt gevormd. Daarom kunnen AZ enkel op NAM en niet op NAG.
D-alanine (positie 4) is verbonden met de 3-positie op een andere keten. Voor G - bacteriën is
dit een rechtstreekse verbinding tussen DAP en D-Ala. Bij G + zit hier nog een brugje tussen van
een paar AZ: oligopeptide brug van 5 glycine moleculen. G + en G- hebben dus een andere
celwand waardoor bep. antibiotica enkel op één van de twee werken.
G + BACTERIËN
2
, Celmembraan met eiwitten, enzymes, porines
Dikke peptidoglycaan laag (20-80 nm)
Teichoïne of lipoteichoïne antennes.
60-90% van de celwand bestaat uit de peptidoglycaan laag. Hierop zijn antennes van
lipotechoïnezuren en techoïnezuren aanwezig. Ze bevatten polymeren van glycerolfosfaat of
ribitol fosfaat als basis. Aan glycerolfosfaat is een CH-OH groep aanwezig waarop een
restgroep kan binden (O-R). Hierop kan variatie plaatsvinden. Er kunnen suikers, AZ,… op
binden. Bij ribitol zijn er drie vrije CH-OH’s aanwezig. Hier is dus meer ruimte voor variatie.
Dit monomeer wordt telkens herhaald.
De antennes zijn elektrisch negatief geladen door de aanwezige fosfaatgroepen. Functie:
- Transport van Ca2+ en Mg2+
- Oppervlakte antigen voor het IS
Lipoproteïnen kunnen dienen voor adhesie of productie v/e capsule. Het kunnen ook penicillin
binding protein (PBP) zijn. Hier kan penicilline op binden. Het eiwit staat in voor de peptidoglycaan
synthese.
G - BACTERIËN
Celmembraan met eiwitten, enzymes, porines
Dunne peptidoglycaan laag (10 nm)
Buitenste celmembraan
Antennes van lipopolysaccharide (=LPS, = endotoxin)
De celmembraan bestaat voor 10-20% uit de peptidoglycaan laag. De
periplasmatische ruimte is de ruimte tussen de celmembranen. Hierin
zijn katalytische enzymes aanwezig, toxines, peptidoglycaan… Grote moleculen worden afgebroken
door de katalytische enzymes en kunnen dienen als voedingsstof voor de bacteriën.
Lipoproteïnen kunnen dienen voor adhesie of voor productie van een capsule. Het kunnen ook
penicillin binding protein (PBP) zijn. Hier kan penicilline op binden. Het eiwit staat in voor de
peptidoglycaan synthese.
Antennes van lipopolysaccharide kunnen belangrijke medische gevolgen hebben. Bestaan uit 3
delen:
1. Lipid A 2. Core polysaccharide 3. O side chain / O antigen / somatisch antigen
Variatie in de moleculen: O Ag > core > lipid A. Aan de buitenkant, in de O-keten, zitten vnl hexosen
(suikers). De core zijn vooral heptose en octose suikers. Het O Ag is belangrijk bij serologische
classificatie omdat bacteriën met bep. LPS gevaarlijker zijn. Bv. E. Coli O157: H7 is dodelijk. Het O Ag
serotype 157 is zeer gevaarlijk. De lipid A (toxisch voor mens & dier) bestaat uit korte-keten vetzuren,
glucosaminen en 2 fosfaatgroepen. Dit hangt aan de heptose en octose van het core polysaccharide.
3
, EDTA
Functie van de LPS:
- Aanhechting aan bepaalde weefsels
- Antigen variatie
- Protectieve permeabiliteitslaag tegen grote moleculen (toxine of antibiotica moeilijk door)
De fosfaatgroepen zijn 2 neg. geladen moleculen. De antennes zouden elkaar dus afstoten. Er zit
echter Ca2+ tussen waardoor ze naast elkaar blijven. Als therapie kan men Ca 2+ cheleren door EDTA
(ethyleen-diamine-tetra-azijnzuur). Dit kan men in oordruppels geven bij infectie door een G -
bacterie (bv. pseudomonas aeruginosa: oorinfectie): antennes uit elkaar & antibioticum kan
makkelijker binnen.
GRAMKLEURINGEN
Gramkleuring (mr. Gram) wordt gebruikt om onderscheid te maken tussen G + en G-
bacteriën. De belangrijkste stap is de ontkleurstap. Er wordt gewerkt met kristalviolet,
een pos. geladen kleurstof die bindt met neg. geladen groepen in de bacterie
(fosfaatgroepen, eiwitten).. Dan jood toegevoegd: kristalviolet-jood complex. Dit complex
is groter en sterkere kleur. Kan dan moeilijker uit de cel gaan.
Bij G+ wordt de paarse kleur behouden, bij G - gaat die weg tijdens de ontkleurstap.
Ethanol en aceton worden toegevoegd. Aceton gaat de membranen oplossen. Bij G + is er
één membraan, bij G- 2 membranen. Er worden gaten gemaakt waardoor de kleurstof er in
principe uit kan. Ethanol gaat echter de eiwitten denatureren en dus ook de peptidoglycaan
laag. Bij een grotere peptideglycaan laag is er nog altijd een redelijk dikke structuur. Bij G + is
het dus moeilijk voor de kleurstof om eruit te gaan.
Niet-gekleurde bacteriën zijn moeilijk te zien dus men gaat tegenkleuren met safranine:
rode kleur.
ZUUR-VASTE BACTERIËN
Er zijn nog bijzondere celwanden en ook bacteriën zonder celwanden. Er zijn bv. zuur-vaste bacteriën
met een bijzondere celwand, bv. Mycobacterium tuberculosis.
Celmembraan
Dunne peptidoglycaanlaag
Andere moleculen aan de buitenkant
Capsule-like materiaal aan de buitekant
Andere moleculen:
- Lipoarabinomannan: mannose en arabinose aan elkaar, verbonden met fosfolipide in CM
- Arabinogalactanen aan de peptidoglycaanlaag: verbonden met mycolinezuren (!)
4
BACTERIOLOGIE
KARAKTERISTIEKEN VAN PROKARYOTE CELLEN
Bij bacteriën zijn de ribosomen 70S, terwijl die bij eukaryoten 80S zijn. Dit is een
goed doelwit voor GM. Je kan antibiotica maken tegen ribosomen bij bacteriën, die
minder toxisch zijn voor humane cellen.
SAMENSTELLING
GROOTTE
Bacteriën: 0,5-2 µm Humane RBC: 7,5 µm
VORM EN INDELING
Men kan bacteriën bestuderen a.d.h.v. LM. Belangrijkste vormen zijn coccus (rond) & bacillus
(staafje). Een tussenvorm is coccobacillus. Ook is er vibrio: kommavormig en spirocheet: soort
kurkentrekker.
Coccen kan men onderverdelen. Als deze deelt wordt het verdubbeld. Als deze 2 aan elkaar blijven
hangen krijgt men een diplococcus (bv. Neisseria meningitidis meningitis). Als er meer aan elkaar
blijven hangen worden het streptococcen (bv. streptococcus pyogenes keelontsteking). Ze kunnen
ook in 3D vermenigvuldigen en staphylococcen vormen (bv. staphylococcus aureus wondinfectie).
Streptobacillen worden gevormd als bacillen aan elkaar blijven. Een voorbeeld van een vibrio is vibrio
cholerae ( waterige diarree). Een voorbeeld van spirocheten is treponema pallidum ( syfilis).
STRUCTUUR
- Celmembraan: vaak omgeven door een celwand
- Een intern cytoplasma met ribosomen, een nucleaire regio…
- Een verscheidenheid aan externe structuren zoals een capsule, flagella, pili…
o Belangrijke rol voor het IS
CELWAND
Belangrijk gekoppeld aan antibiotica. Er zijn antibiotica die inwerken op de celwand synthese. De
celwand ligt buiten de celmembraan. Functies:
- Geeft de karakteristieke vorm aan de cel
- Voorkomt de cel van barsten. Bij bacteriën zitten er geen sterolen in (cholesterol geeft
stevigheid) dus is niet sterk en zal makkelijk openspringen. De celwand voorkomt dit.
1
, o Goed doel voor GM: als je deze afbraak springt de bacterie open en sterft
o Bv. peninciline of lysozyme
De componenten zijn: peptidoglycaan (!), een buitenste membraan en een periplasmatische ruimte.
PEPTIDOGLYCAAN OF MUREÏNE
1
2
3
4
Basisstructuur bestaat uit 3 componenten: NAGNAM, oligopeptiden en de brug.
1. N-acetylglycosamine (NAG) en N-acetylmuramic acid (NAM) komt telkens terug als een soort
suikerketen NAGNAM.
2. Op NAM zitten AZ die verbonden kunnen zijn door een peptidebrug.
a. Voor grampositieve bacteriën (G+) staat op plaats 3 lysine
b. Voor gramnegatieve (G-) diaminopimelic acid
CHEMISCHE STRUCTUUR
Tekenen!
Zuurfunctie bij NAM maakt dat het kan interageren met een AZ met verlies van een water-
molecule. Een amidebrug wordt gevormd. Daarom kunnen AZ enkel op NAM en niet op NAG.
D-alanine (positie 4) is verbonden met de 3-positie op een andere keten. Voor G - bacteriën is
dit een rechtstreekse verbinding tussen DAP en D-Ala. Bij G + zit hier nog een brugje tussen van
een paar AZ: oligopeptide brug van 5 glycine moleculen. G + en G- hebben dus een andere
celwand waardoor bep. antibiotica enkel op één van de twee werken.
G + BACTERIËN
2
, Celmembraan met eiwitten, enzymes, porines
Dikke peptidoglycaan laag (20-80 nm)
Teichoïne of lipoteichoïne antennes.
60-90% van de celwand bestaat uit de peptidoglycaan laag. Hierop zijn antennes van
lipotechoïnezuren en techoïnezuren aanwezig. Ze bevatten polymeren van glycerolfosfaat of
ribitol fosfaat als basis. Aan glycerolfosfaat is een CH-OH groep aanwezig waarop een
restgroep kan binden (O-R). Hierop kan variatie plaatsvinden. Er kunnen suikers, AZ,… op
binden. Bij ribitol zijn er drie vrije CH-OH’s aanwezig. Hier is dus meer ruimte voor variatie.
Dit monomeer wordt telkens herhaald.
De antennes zijn elektrisch negatief geladen door de aanwezige fosfaatgroepen. Functie:
- Transport van Ca2+ en Mg2+
- Oppervlakte antigen voor het IS
Lipoproteïnen kunnen dienen voor adhesie of productie v/e capsule. Het kunnen ook penicillin
binding protein (PBP) zijn. Hier kan penicilline op binden. Het eiwit staat in voor de peptidoglycaan
synthese.
G - BACTERIËN
Celmembraan met eiwitten, enzymes, porines
Dunne peptidoglycaan laag (10 nm)
Buitenste celmembraan
Antennes van lipopolysaccharide (=LPS, = endotoxin)
De celmembraan bestaat voor 10-20% uit de peptidoglycaan laag. De
periplasmatische ruimte is de ruimte tussen de celmembranen. Hierin
zijn katalytische enzymes aanwezig, toxines, peptidoglycaan… Grote moleculen worden afgebroken
door de katalytische enzymes en kunnen dienen als voedingsstof voor de bacteriën.
Lipoproteïnen kunnen dienen voor adhesie of voor productie van een capsule. Het kunnen ook
penicillin binding protein (PBP) zijn. Hier kan penicilline op binden. Het eiwit staat in voor de
peptidoglycaan synthese.
Antennes van lipopolysaccharide kunnen belangrijke medische gevolgen hebben. Bestaan uit 3
delen:
1. Lipid A 2. Core polysaccharide 3. O side chain / O antigen / somatisch antigen
Variatie in de moleculen: O Ag > core > lipid A. Aan de buitenkant, in de O-keten, zitten vnl hexosen
(suikers). De core zijn vooral heptose en octose suikers. Het O Ag is belangrijk bij serologische
classificatie omdat bacteriën met bep. LPS gevaarlijker zijn. Bv. E. Coli O157: H7 is dodelijk. Het O Ag
serotype 157 is zeer gevaarlijk. De lipid A (toxisch voor mens & dier) bestaat uit korte-keten vetzuren,
glucosaminen en 2 fosfaatgroepen. Dit hangt aan de heptose en octose van het core polysaccharide.
3
, EDTA
Functie van de LPS:
- Aanhechting aan bepaalde weefsels
- Antigen variatie
- Protectieve permeabiliteitslaag tegen grote moleculen (toxine of antibiotica moeilijk door)
De fosfaatgroepen zijn 2 neg. geladen moleculen. De antennes zouden elkaar dus afstoten. Er zit
echter Ca2+ tussen waardoor ze naast elkaar blijven. Als therapie kan men Ca 2+ cheleren door EDTA
(ethyleen-diamine-tetra-azijnzuur). Dit kan men in oordruppels geven bij infectie door een G -
bacterie (bv. pseudomonas aeruginosa: oorinfectie): antennes uit elkaar & antibioticum kan
makkelijker binnen.
GRAMKLEURINGEN
Gramkleuring (mr. Gram) wordt gebruikt om onderscheid te maken tussen G + en G-
bacteriën. De belangrijkste stap is de ontkleurstap. Er wordt gewerkt met kristalviolet,
een pos. geladen kleurstof die bindt met neg. geladen groepen in de bacterie
(fosfaatgroepen, eiwitten).. Dan jood toegevoegd: kristalviolet-jood complex. Dit complex
is groter en sterkere kleur. Kan dan moeilijker uit de cel gaan.
Bij G+ wordt de paarse kleur behouden, bij G - gaat die weg tijdens de ontkleurstap.
Ethanol en aceton worden toegevoegd. Aceton gaat de membranen oplossen. Bij G + is er
één membraan, bij G- 2 membranen. Er worden gaten gemaakt waardoor de kleurstof er in
principe uit kan. Ethanol gaat echter de eiwitten denatureren en dus ook de peptidoglycaan
laag. Bij een grotere peptideglycaan laag is er nog altijd een redelijk dikke structuur. Bij G + is
het dus moeilijk voor de kleurstof om eruit te gaan.
Niet-gekleurde bacteriën zijn moeilijk te zien dus men gaat tegenkleuren met safranine:
rode kleur.
ZUUR-VASTE BACTERIËN
Er zijn nog bijzondere celwanden en ook bacteriën zonder celwanden. Er zijn bv. zuur-vaste bacteriën
met een bijzondere celwand, bv. Mycobacterium tuberculosis.
Celmembraan
Dunne peptidoglycaanlaag
Andere moleculen aan de buitenkant
Capsule-like materiaal aan de buitekant
Andere moleculen:
- Lipoarabinomannan: mannose en arabinose aan elkaar, verbonden met fosfolipide in CM
- Arabinogalactanen aan de peptidoglycaanlaag: verbonden met mycolinezuren (!)
4
