Samenvatting Microbiologie 2

Microbiologie
1 Inleiding
Koolstofbron:

 Heterotroof: = organisch materiaal
 Autotroof: = CO2

Energiebron:

 Fototroof: licht
 Chemotroof: chemische reactie me name dan een oxidatie
reactie

Electronenbron:

 Organotroof: organische moleculen
 Lithotroof: anorganische moleculen

1.1 Metabolisme: fotosynthese
 Klassieke fotosynthese: reactie : 6CO2 + 6 H2O => 6O2 +
C6H12O6
o Vb: eukaryoten en cyanobacterien
o  oxygene fotosynthese
o Chlorofyl a en b: belangrijkste licht absorberende
pigmenten
 Anaerobe fotosynthese
o Geen h2o
o Geen productie van O2
o  anoxygene fotosynthese
o Bacteriofyl (verschilt in golflengte van het licht dat hij
opneemt)
o Slechts 1 fotosysteem dus cyclische fotosynthese
o Andere pigmenten en mechanismen om reducerend
vermogen op te bouwen
o Fototrope groene en purpere bacterien en heliobacterien
 Rhodopsine gebaseerd
o Brengt zelf zijn losgekomen elektronen ipv over te geven aan
nadp
o Bij archea
o Geen chlorofyl
o Wel speciaal membraaneiwit: bacteriorhodopsine (protonenpomp)
o Bv: halobacterium salinarum

Fotosysteem 1: p700
Fotosysteem 2: p680 absorptie kortere golflengtes

Opbouwend reducerend vermogen

 Mbv hydrogenase: oxidatie H2  vorming NADPH

1

,  Reverse electron flow: electronen uit ETS(kost energie); andere donoren vervangen
electronen
 Componenten uit hun ETS heeft een negatievere E0-waarde dan van NADP => spontane flow
electronen. Gebeurt spontaan, moeten er geen energie in steken. Electronen moeten wel
vervangen worden door iets anders te oxideren.
o Bv: groene fototrofe bactereien en heliobacterien

2 Taxonomie
2.1 Prokaryotische classificatie en taxonomie
Small subunit ribosomal RNAs (SSU rRNAs) drie domeinen:

 Archaea: prokaryoten
 Bacteria: prokaryoten
 Eucarya eukaryoten

Ranking:

 Domein
 Phylumclass
 Orde
 Famillie
 Genus
 Species




 Procaryote species:
o verzameling van stammen die veel gemeenschappelijke stabiele eigenschappen
hebben en die duidelijk verschillen van andere stammen.
o Verzameling organismen die dezelfde sequentie hebben in de belangrijkste genen
(‘=housekeeping genes’)



 Stam:
o Identieke bacterien die afkomstig zijn van dezelfde kolonie van een reincultuur
o Kunnen verschillen:
 Biovars: lichtjes biologisch anders.
 Morfovars: stammen die varieren qua morfologie, kunnen er iets anders
uitzien


2

,  Serovars: stammen die van elkaar verschillen op serologisch niveau (een
specifiek subtype van een micro organisme of cel, ingedeeld op bsis van de
specifieke antigenen aanwezig op het celmembraan)

Type stam:

 Meestal de eerste stam die bestudeerd is van een species
 Volledig gekarakteriseerd
 Bacterie kan soms lichtjes evolueren en kan daardoor verschillen van “de boekjes”

Binomiaal systeem voor naamgeving

Elk organisme heeft 2 namen:

 Genus naam (met hoofdletter en mag afgekort worden tot eerste letter.) Escherichia
 Species naam (zonder hoofdletter) coli
  E. coli

Technieken in de taxonomie

 Klassieke eigenschappen:
o Morfologie: uiterlijk, hoe: grammkleuring en microscopisch onderzoek (vorm,
grootte, kolonievorming, kleur,…)
o Fysiologie: wat heeft ze nodig?
o Biochemie: wat kan ze doen?
o Ecologie: waar komt ze vandaan? (habitat preference, growth requirement,
symbiotische relatie, levenscyclus patroon.)
o Genetica: met verwante soort dna uitwisselen of niet?
 3 manieren waarop bacterien DNA kunnen uitwisselen:
 Transformatie (in staat DNA fragmenten op te nemen van dode
bacterien)
 Conjugatie (fysiek contact met conjugatie buis en f factor wordt
doorgegeven)
 Transductie (met tussenkomst van virussen)
Moleculair onderzoek

 Zeer belangrijk
 Grote en nauwkeurige bron van informatie
 Goed zicht op de evolutie

Moleculaire technieken

 Samenstelling van NZ
 Hybridisatie van NZ
 NZ sequencing



2.2 G+C gehalte
 4 nucleotiden in DNA = guanine, adenine, thymine en cytosine
 Verschil tussen GC(3 H-bruggen) en AT(2 H-bruggen), altijd waterstofbrug tussen de 2
 Denatureren van DNA: dsDNA to ssDNA


3

,  Door te verwarmen

Basensamenstelling van NZ

DNA wordt verwarmd, hoe meer G+C bindingen er zijn, hoe meer H-bruggen er verbroken moeten
worden, hoe langer het duurt voor ze enkelstrenging worden.

Smelttemperatuur ™ temperatuur waarbij de helft van het dsDNA enkelstrenging geworden is. Te
bepalen met een spectrofotometer bij 260 nm

2.3 NZ hybridisatie
 Maat voor homologie in sequentie tussen 2 bacterien
 Procedure:
o Binden van ssDNA van bacterie 1 op een nitrocellulose filter
o Incubatie filter met gelabeld(fluoriscent) ssDNA van bacterie 2
o => hybridisatie (complementair ssDNA zal binden)
o => afspoelen niet gebonden DNA
o Meting hoeveelheid gelabeld DNA op filter
o => hoe meer, hoe verwanter

(2 ssDNAs samenbrengen, complementaire stukken zoeken elkaar op en binden. Hoe meer dna op
filter, hoe verwanter)

2.4 Sequencing
 Zeer nauwkeurige en directe techniek
 Sequences van 16S en 18S RNA (SSU rRNAs)

Sanger sequencing of keten-terminatie-methode

DNA dat je wil sequence:

 Enkelstrenging maken
 Pcr op uitvoeren, (primer, DNA polymerase, nucleotide nodig) + ddNTP’s dideoxyNTP
 Gaat ss ds maken
 Ipv dNTP, ddNTP  hierdoor stopt keten omdat er geen volgend nucleotide meer kan worden
ingebouwd


Fase 2:

Scheiding met SEC, laser detecteert welk deeltje er
langs de detector loopt.

Fase 3:

Elke piek vertegenwoordigt een nucleotide en zo kan
men de volgorde bepalen

Vergelijkende analyse van 16S rRNA

 Oligonucleotide signature sequences
o Korte geconserveerde sequenties die specifiek zijn voor een bepaalde groep organismen




4