H1 – Inleiding
Evolutie
• De aarde is 4,6 miljard jaar oud
• De eerste cellen verschenen tussen 3,8 en 4,3 miljard jaar geleden
• De atmosfeer was anoxisch tot 2,6 miljard jaar geleden
• Planten en dieren ontstonden ongeveer 0,5 miljard jaar geleden
Impact van micro-organismen
In de landbouw
Positieve invloeden
• Stikstof-fixerende micro-organismen
• Cellulose-degraderende micro-organismen
• Regeneratie van nutriënten in de bodem door micro-organismen
Negatieve invloeden
• Ziekten bij planten en dieren
In het menselijk lichaam
Positieve invloeden
• Synthese van vitaminen en nutriënten
• Bijdrage van voedselvertering
• Competitie met pathogenen voor ruimte en nutritionele bronnen
In voeding
Positieve invloeden
• Microbiële transformaties (bv: fermentatie) → produceren van voedsel
Negatieve invloeden
• Kunnen voedselbederf veroorzaken
Energie en milieu
Positieve invloeden
• Worden gebruikt voor productie van biobrandstoffen en biochemicaliën
• Worden gebruikt voor degradatie van vervuilende stoffen (bioremediatie)
Ontdekking van micro-organismen
1
,Lichtmicroscopie
• Verschillende soorten lichtmicroscopie
o Bright-field
o Fasecontrast
o Dark-field
o Fluorescentie
o Differentiële interferentie contrast (DIC)
• Magnificatie: de mogelijkheid om een object te vergroten
• Resolutie: de mogelijkheid om 2 naast elkaar liggende objecten van elkaar te onderscheiden
o Bij een lichtmicroscoop is het resolutie-limiet 0,2 µm
Fase-contrast microscopie
• Een fase-ring amplificeert verschillen tussen de brekingsindex van de cellen en de omgeving
Dark-field microscopie
• Licht bereikt het specimen vanaf de zijkanten
Fluorescentiemicroscopie
• Cellen fluoresceren op verschillende manieren:
o Van nature (autofluorescentie)
o Door ze te kleuren met een fluorescente kleurstof (dye, bv: DAPI)
o Na het uitdrukken van een fluorescente reporter
Differentiële interferentie contrast (DIC) microscopie
• Een polarizer creëert 2 afzonderlijke stralen van gepolariseerd licht
• Geeft intracellulaire structuren (bv: endosporen, vacuolen en granules) een 3D-uitizcht
Elektronenmicroscopie
• Gebruikt elektronen ipv fotonen om cellen en structuren in beeld te brengen
• Verschillende soorten elektronenmicroscopie:
o Transmissie-elektronenmicroscopie (TEM)
o Scanning elektronenmicroscopie (SEM)
2
,Celmorfologie
• Morfologie: celvorm
o Slechte predictor van fysiologie, fylogenie, metabolisme, …
o Ontstaat onder invloed van selectieve krachten (bv: een bepaalde vorm is
voordeliger in een bepaalde habitat)
• Eencelligen hebben een enorme diversiteit in morfologie
• Pleomorf: wanneer cellen doorheen de levenscyclus veranderen als reactie op
omgevingsfactoren
Celgrootte
• Prokaryoten: celdiameter tussen 0,2 en 700 µm
o Meestal tussen de 0,5 en 4,0 µm breed
o Meestal minder dan 15 µm lang
• Eukaryoten: celdiameter tussen 10µm en >200 µm → zijn ca. 10x groter
• Voordeel van kleine celdimensies: kleine cellen hebben een groter oppervlakte/volume-
ratio → positieve gevolgen:
o Meer nutriëntenuitwisseling per eenheid celvolume
o Hogere groeisnelheid
• Voorbeeld van een bacterie die wel groot is: Thiomargarita namibiensis
o Zwaveloxiderende bacterie
o Stockeert heel veel zwavel zodat het kan overleven als de omstandigheden slechter
worden
3
, H2 – Celmembraan en celwanden
Inleiding
Membraanstructuur
• Cytoplasmatisch membraan
o Dunne structuur die de cel omgeeft
o Scheidt het cytoplasma van de omgeving
o Zeer selectieve permeabele barrière
Bacteriële membraanstructuur
• Eigenschappen cytoplasmatisch membraan
o Bevat proteïnen (integraal of perifeer)
o 𝑀𝑔2+ en 𝐶𝑎2+ stabiliseert membraan door de
vorming van ionische bindingen met de
negatieve ladingen van fosfolipiden
o Vloeibare structuur
o Versterkt door sterol-achtige moleculen
(= hopanoiden)
4
Evolutie
• De aarde is 4,6 miljard jaar oud
• De eerste cellen verschenen tussen 3,8 en 4,3 miljard jaar geleden
• De atmosfeer was anoxisch tot 2,6 miljard jaar geleden
• Planten en dieren ontstonden ongeveer 0,5 miljard jaar geleden
Impact van micro-organismen
In de landbouw
Positieve invloeden
• Stikstof-fixerende micro-organismen
• Cellulose-degraderende micro-organismen
• Regeneratie van nutriënten in de bodem door micro-organismen
Negatieve invloeden
• Ziekten bij planten en dieren
In het menselijk lichaam
Positieve invloeden
• Synthese van vitaminen en nutriënten
• Bijdrage van voedselvertering
• Competitie met pathogenen voor ruimte en nutritionele bronnen
In voeding
Positieve invloeden
• Microbiële transformaties (bv: fermentatie) → produceren van voedsel
Negatieve invloeden
• Kunnen voedselbederf veroorzaken
Energie en milieu
Positieve invloeden
• Worden gebruikt voor productie van biobrandstoffen en biochemicaliën
• Worden gebruikt voor degradatie van vervuilende stoffen (bioremediatie)
Ontdekking van micro-organismen
1
,Lichtmicroscopie
• Verschillende soorten lichtmicroscopie
o Bright-field
o Fasecontrast
o Dark-field
o Fluorescentie
o Differentiële interferentie contrast (DIC)
• Magnificatie: de mogelijkheid om een object te vergroten
• Resolutie: de mogelijkheid om 2 naast elkaar liggende objecten van elkaar te onderscheiden
o Bij een lichtmicroscoop is het resolutie-limiet 0,2 µm
Fase-contrast microscopie
• Een fase-ring amplificeert verschillen tussen de brekingsindex van de cellen en de omgeving
Dark-field microscopie
• Licht bereikt het specimen vanaf de zijkanten
Fluorescentiemicroscopie
• Cellen fluoresceren op verschillende manieren:
o Van nature (autofluorescentie)
o Door ze te kleuren met een fluorescente kleurstof (dye, bv: DAPI)
o Na het uitdrukken van een fluorescente reporter
Differentiële interferentie contrast (DIC) microscopie
• Een polarizer creëert 2 afzonderlijke stralen van gepolariseerd licht
• Geeft intracellulaire structuren (bv: endosporen, vacuolen en granules) een 3D-uitizcht
Elektronenmicroscopie
• Gebruikt elektronen ipv fotonen om cellen en structuren in beeld te brengen
• Verschillende soorten elektronenmicroscopie:
o Transmissie-elektronenmicroscopie (TEM)
o Scanning elektronenmicroscopie (SEM)
2
,Celmorfologie
• Morfologie: celvorm
o Slechte predictor van fysiologie, fylogenie, metabolisme, …
o Ontstaat onder invloed van selectieve krachten (bv: een bepaalde vorm is
voordeliger in een bepaalde habitat)
• Eencelligen hebben een enorme diversiteit in morfologie
• Pleomorf: wanneer cellen doorheen de levenscyclus veranderen als reactie op
omgevingsfactoren
Celgrootte
• Prokaryoten: celdiameter tussen 0,2 en 700 µm
o Meestal tussen de 0,5 en 4,0 µm breed
o Meestal minder dan 15 µm lang
• Eukaryoten: celdiameter tussen 10µm en >200 µm → zijn ca. 10x groter
• Voordeel van kleine celdimensies: kleine cellen hebben een groter oppervlakte/volume-
ratio → positieve gevolgen:
o Meer nutriëntenuitwisseling per eenheid celvolume
o Hogere groeisnelheid
• Voorbeeld van een bacterie die wel groot is: Thiomargarita namibiensis
o Zwaveloxiderende bacterie
o Stockeert heel veel zwavel zodat het kan overleven als de omstandigheden slechter
worden
3
, H2 – Celmembraan en celwanden
Inleiding
Membraanstructuur
• Cytoplasmatisch membraan
o Dunne structuur die de cel omgeeft
o Scheidt het cytoplasma van de omgeving
o Zeer selectieve permeabele barrière
Bacteriële membraanstructuur
• Eigenschappen cytoplasmatisch membraan
o Bevat proteïnen (integraal of perifeer)
o 𝑀𝑔2+ en 𝐶𝑎2+ stabiliseert membraan door de
vorming van ionische bindingen met de
negatieve ladingen van fosfolipiden
o Vloeibare structuur
o Versterkt door sterol-achtige moleculen
(= hopanoiden)
4
