KU LEUVEN
Examenvragen
microbiologie
2e bach Biochemie & Biotechnologie
Gemaakt in 2023-2024
,Inhoud
Hoofdstuk 1: Inleiding .................................................................................................................................................. 2
Wat weet je over mega of reuzevirussen?................................................................................................................... 2
Hoofdstuk 2: Structurele kenmerken bij prokaryoten .................................................................................................... 10
Bespreek celwand van gram+ en – bacteriën en Archaea. Teken de polysaccharideketens. Welke bacteria en archaea
bezitten geen celwand? Geef verschillende methodes (minstens 3) om deze organismen van elkaar te scheiden. Hoe
zou je in een waterstaal archaea, bacteria en eukaryote onderscheiden van elkaar in zo min mogelijk stappen? .......... 10
Bespreek de bouw en werking/functie van prokaryote flagellen (gram -/+ en archaea) Vergelijk ook met eukaryote
flagella en cirri. Bespreek fototaxis en verklaar hoe dit voordeel geeft in een ecosysteem. Bespreek ook chemotaxis.
Geef ook analoge structuren. .................................................................................................................................. 14
Hoofdstuk 3: Structurele kenmerken bij eukaryote cellen ............................................................................................. 18
Bacteriën delen door binaire splijting. Wat weet je over het divisoom. Hoe vindt de cel het centrum? Welke parameters
kan men afleiden uit een groei curve? ...................................................................................................................... 18
Hoofdstuk 4: Microbiële groei ..................................................................................................................................... 23
Detoxificatiemechanismen van zuurstof bij micro-organismen. Wat is het belang van zuurstof in een microbieel
ecosysteem? ......................................................................................................................................................... 23
Hoofdstuk 5: Controle en microbiële groei ................................................................................................................... 26
Hoe worden micro-organismen resistent? Welke mechanismen zorgen ervoor dat ze resistent zijn? Hoe wordt dit
overgedragen? Is dit species specifiek of aspecifiek? Alternatieve therapieën tegen resistentie .................................. 26
Hoofdstuk 6 ............................................................................................................................................................... 31
Waarom is het makkelijker om een antibacterieel middel te maken dan een antiviraal en antifungaal middel? Gegeven
dat het een RNA-virus is, op welke doelwitten zou een antiviraal middel kunnen inwerken? Hoe kan je testen of je
antiviraal middel (faag) effectief is? ......................................................................................................................... 31
Waarop kunnen antivirale middelen werken? Geef ook voorbeelden. Hoe zou jij tewerk gaan om een nieuwe antiviraal
middel te maken? .................................................................................................................................................. 37
Leg de baltimore-classificatie schematisch uit en verklaar op basis van wat deze gebaseerd werd. Welke type virussen
virussen hebben eigen polymerasen? Hoe zou je een antiviraal middel maken voor Hepadnavirussen en op welke
processen zou dit kunnen inwerken? Hoe kan je testen of dit middel effectief is? ....................................................... 39
Influenza: verklaar HxNx, antigene shift en drift. In welke Baltimore klasse bevindt influenza zich? ............................. 43
Bacteriën kunnen zich weren tegen virale infecties dmv restrictie-modificatie systeem en het CRISPR-cas mechanisme.
Leg beide mechanismen uit. Welke invloed heeft dit op het ecosysteem? ................................................................. 45
Hoofdstuk 7: Microbiële evolutie en metagenomica ..................................................................................................... 51
Je hebt een bodemstaal met micro-organismen. Hoe ga je na dat deze micro-organismen een fungistatische werking
hebben? + leg uit micro-organismen die groeien in het labo en die niet groeien in het labo. Leg kort uit. Ontwikkel een
antifungale drugs voor membraansynthese en proteïnesyntheseinhibitie. ................................................................. 51
Hoofdstuk 10: Metabole diversiteit .............................................................................................................................. 58
Leg de stikstofcyclus uit en met meer specifiek: nitrosificatie-nitrificatie/ stikstoffixatie: welk is het belangrijke enzyme?
Anamox /Andere vormen van stikstof (zoals ammoniak) zijn zeer belangrijk, verklaar ................................................. 58
Welke rol hebben zuurstof en gebonden stikstof componenten (zoals ammoniak) op de stikstofcyclus? Andere vormen
van stikstof (zoals ammoniak zijn zeer belangrijk, verklaar. Leg een link met waterzuivering en de N-cyclus.
Nitraatreductie: bespreek bij E.coli en P. stutzeri ..................................................................................................... 62
C-cyclus ................................................................................................................................................................ 64
CO2 fixatie ............................................................................................................................................................. 76
Begrippen: ooit gevraagde begrippen (schiet me niet dood als hij plots met iets anders afkomt) ..................................... 77
1
,Hoofdstuk 1: Inleiding
Wat weet je over mega of reuzevirussen?
Info van meerdere hoofdstukken!
Hoofdstuk 1
Virussen:
- Lengte: 10 nm – 100 nm
- Geen cellen omdat:
o Geen open dynamisch systeem
o Statische partikels: genetische informatie (RNA of DNA) verpakt in proteïnemantel (kapside)
wat op zijn beurt soms omgeven is door een lipidemembraan (envelop)
o Geen eigen metabolische activiteit
o Vermenigvuldiging en vermeerdering genetisch materiaal afhankelijk van gastcel
- Gemeenschappelijke eigenschappen met levende cel:
o Kunnen zich vermenigvuldigen
o Mutaties mogelijk
Info verkregen van video:
- Wat zijn het:
o Ontdekt in 2003 in een koeltoren
o Lijken op bacteria (grootte) maar hebben structuur van virus
o Mimivirus genoemd: microbe mimicking virus
o Nog altijd lopend debat over hoe ze zijn ontstaan: geëvolueerd van complexe cellen of zijn het
overblijfselen van vroeger cellulair leven?
- Karakteristieken
o Girussen infecteren voornamelijk eencellige organismen zoals amoeben en algen; Hun grootte
impliceert geen gevaar.
o Bezitten grotere genomen met meer genen dan typische virussen, inclusief dat sommige
coderen voor ongewone proteïnen
o In tegenstelling tot virussen, dragen girussen translatie machinery gerelateerde genen maar ze
ontbreken de essentiële ribosomen voor dit proces
- Origine theorieën
o Concurrerende hypothesen suggereren dat girussen mogelijk zijn ontstaan als complexe
levende cellen die in de loop van de tijd achteruit zijn gegaan
o Een andere theorie stelt dat ze zijn geëvolueerd uit eenvoudigere virale voorouders door
horizontale genoverdracht van geïnfecteerde cellen.
o Sommige onderzoekers suggereren dat girussen een uitgestorven vierde domein van het leven
zouden kunnen vertegenwoordigen vanwege unieke genetische eigenschappen.
- Genetische adaptatie en evolutie
o Girussen kunnen meer cellulaire relikwiegenen behouden in vergelijking met andere virussen
als gevolg van evolutionaire regressie.
o Horizontale genoverdracht komt vaak voor bij microben; girussen kunnen in de loop van de tijd
DNA hebben verkregen van verschillende gastheren.
- Wat zijn girussen?
o Girussen vertegenwoordigen misschien geen vierde domein van het leven, maar kunnen
genetische combinaties zijn van bestaande domeinen.
o De oorsprong van girussen blijft onzeker, waarbij onderzoekers andere conclusies trekken en
geen definitief bewijs hebben.
o Girussen dagen eerdere opvattingen over virale complexiteit uit en roepen diepere vragen op
over de aard van levende cellen.
- Implicaties van de ontdekking van girussen
o De ontdekking benadrukt ons beperkte begrip van zelfs de eenvoudigste biologische entiteiten.
2
, Hoofdstuk 6
▪ Mega- en reuzevirussen hebben dsDNA en een lineair of circulair genoom van 70 kb tot 2.5 Mb.
▪ Het virion (meestal icosaëder) kan tot 2µm groot zijn.
▪ Sommige hebben een tegument.
▪ Ze infecteren eukaryoten.
▪ Reuzevirussen hebben een complexe structuur, bvb mimivirussen (microbe-mimicking virus,
Mimiviridae) hebben een intern membraan onder het capside en een nucleoid-membraan met daarin
het genoom en verschillende proteïnen, waaronder een RNA polymerase (transcriptase) en factoren
voor transcriptiematuratie.
o Mimivirussen bevatten ook een zgn transpoviron; een transposon-achtig 7kb mobile ds-DNA
episomaal fragment met cohesive uiteinden.
▪ Mega-en reuzevirussen worden opgenomen door endocytose of membraanfusie na opening van het
capside (mimivirus). Ze repliceren in de nucleus van de gastheer of in zgn ‘viral factories’ in het
cytoplasma. Ze behoren daar tot het phylum Nucleocyto-viricota en worden NCLDVs of
‘nucleocytoplasmic large DNA viruses’ genoemd.
▪ Reuzevirussen die zich in ‘viral factories’ in het cytoplasma repliceren zijn afhankelijk van kleinere
virussen of virofagen, die op hun beurt afhankelijk zijn van het reuzevirus voor replicatie (Lavidaviridae;
large-virus dependent or associated viruses).
▪ Virofagen kunnen het reuzevirus infecteren en er zich repliceren, of ze hechten zich aan het reuzevirus
of werken als satelliet-virus waarbij replicatie gebeurt in de ‘viral factory’. In de ‘viral factory’ zal ook het
transpoviron zich autonoom repliceren, vermoedelijk via vorming van een circulair intermediair door
paring van de cohesive uiteinden.
▪ Er worden meer en meer reuzevirussen ontdekt dankzij sequentie- en metagenoomanalyses
▪ Opmerkelijk is dat heel wat reuzevirussen metabole genen bevatten, doch (tot nu toe) geen volledige
metabole pathways.
o Wat betekent dit in termen van evolutie? (aanwinst metabole genen (forward evolution) of
verlies andere genen van de metabole pathway (backward evolution).
o Dragen de virale metabole genen bij tot metabolisme gastheer?
▪
3
Examenvragen
microbiologie
2e bach Biochemie & Biotechnologie
Gemaakt in 2023-2024
,Inhoud
Hoofdstuk 1: Inleiding .................................................................................................................................................. 2
Wat weet je over mega of reuzevirussen?................................................................................................................... 2
Hoofdstuk 2: Structurele kenmerken bij prokaryoten .................................................................................................... 10
Bespreek celwand van gram+ en – bacteriën en Archaea. Teken de polysaccharideketens. Welke bacteria en archaea
bezitten geen celwand? Geef verschillende methodes (minstens 3) om deze organismen van elkaar te scheiden. Hoe
zou je in een waterstaal archaea, bacteria en eukaryote onderscheiden van elkaar in zo min mogelijk stappen? .......... 10
Bespreek de bouw en werking/functie van prokaryote flagellen (gram -/+ en archaea) Vergelijk ook met eukaryote
flagella en cirri. Bespreek fototaxis en verklaar hoe dit voordeel geeft in een ecosysteem. Bespreek ook chemotaxis.
Geef ook analoge structuren. .................................................................................................................................. 14
Hoofdstuk 3: Structurele kenmerken bij eukaryote cellen ............................................................................................. 18
Bacteriën delen door binaire splijting. Wat weet je over het divisoom. Hoe vindt de cel het centrum? Welke parameters
kan men afleiden uit een groei curve? ...................................................................................................................... 18
Hoofdstuk 4: Microbiële groei ..................................................................................................................................... 23
Detoxificatiemechanismen van zuurstof bij micro-organismen. Wat is het belang van zuurstof in een microbieel
ecosysteem? ......................................................................................................................................................... 23
Hoofdstuk 5: Controle en microbiële groei ................................................................................................................... 26
Hoe worden micro-organismen resistent? Welke mechanismen zorgen ervoor dat ze resistent zijn? Hoe wordt dit
overgedragen? Is dit species specifiek of aspecifiek? Alternatieve therapieën tegen resistentie .................................. 26
Hoofdstuk 6 ............................................................................................................................................................... 31
Waarom is het makkelijker om een antibacterieel middel te maken dan een antiviraal en antifungaal middel? Gegeven
dat het een RNA-virus is, op welke doelwitten zou een antiviraal middel kunnen inwerken? Hoe kan je testen of je
antiviraal middel (faag) effectief is? ......................................................................................................................... 31
Waarop kunnen antivirale middelen werken? Geef ook voorbeelden. Hoe zou jij tewerk gaan om een nieuwe antiviraal
middel te maken? .................................................................................................................................................. 37
Leg de baltimore-classificatie schematisch uit en verklaar op basis van wat deze gebaseerd werd. Welke type virussen
virussen hebben eigen polymerasen? Hoe zou je een antiviraal middel maken voor Hepadnavirussen en op welke
processen zou dit kunnen inwerken? Hoe kan je testen of dit middel effectief is? ....................................................... 39
Influenza: verklaar HxNx, antigene shift en drift. In welke Baltimore klasse bevindt influenza zich? ............................. 43
Bacteriën kunnen zich weren tegen virale infecties dmv restrictie-modificatie systeem en het CRISPR-cas mechanisme.
Leg beide mechanismen uit. Welke invloed heeft dit op het ecosysteem? ................................................................. 45
Hoofdstuk 7: Microbiële evolutie en metagenomica ..................................................................................................... 51
Je hebt een bodemstaal met micro-organismen. Hoe ga je na dat deze micro-organismen een fungistatische werking
hebben? + leg uit micro-organismen die groeien in het labo en die niet groeien in het labo. Leg kort uit. Ontwikkel een
antifungale drugs voor membraansynthese en proteïnesyntheseinhibitie. ................................................................. 51
Hoofdstuk 10: Metabole diversiteit .............................................................................................................................. 58
Leg de stikstofcyclus uit en met meer specifiek: nitrosificatie-nitrificatie/ stikstoffixatie: welk is het belangrijke enzyme?
Anamox /Andere vormen van stikstof (zoals ammoniak) zijn zeer belangrijk, verklaar ................................................. 58
Welke rol hebben zuurstof en gebonden stikstof componenten (zoals ammoniak) op de stikstofcyclus? Andere vormen
van stikstof (zoals ammoniak zijn zeer belangrijk, verklaar. Leg een link met waterzuivering en de N-cyclus.
Nitraatreductie: bespreek bij E.coli en P. stutzeri ..................................................................................................... 62
C-cyclus ................................................................................................................................................................ 64
CO2 fixatie ............................................................................................................................................................. 76
Begrippen: ooit gevraagde begrippen (schiet me niet dood als hij plots met iets anders afkomt) ..................................... 77
1
,Hoofdstuk 1: Inleiding
Wat weet je over mega of reuzevirussen?
Info van meerdere hoofdstukken!
Hoofdstuk 1
Virussen:
- Lengte: 10 nm – 100 nm
- Geen cellen omdat:
o Geen open dynamisch systeem
o Statische partikels: genetische informatie (RNA of DNA) verpakt in proteïnemantel (kapside)
wat op zijn beurt soms omgeven is door een lipidemembraan (envelop)
o Geen eigen metabolische activiteit
o Vermenigvuldiging en vermeerdering genetisch materiaal afhankelijk van gastcel
- Gemeenschappelijke eigenschappen met levende cel:
o Kunnen zich vermenigvuldigen
o Mutaties mogelijk
Info verkregen van video:
- Wat zijn het:
o Ontdekt in 2003 in een koeltoren
o Lijken op bacteria (grootte) maar hebben structuur van virus
o Mimivirus genoemd: microbe mimicking virus
o Nog altijd lopend debat over hoe ze zijn ontstaan: geëvolueerd van complexe cellen of zijn het
overblijfselen van vroeger cellulair leven?
- Karakteristieken
o Girussen infecteren voornamelijk eencellige organismen zoals amoeben en algen; Hun grootte
impliceert geen gevaar.
o Bezitten grotere genomen met meer genen dan typische virussen, inclusief dat sommige
coderen voor ongewone proteïnen
o In tegenstelling tot virussen, dragen girussen translatie machinery gerelateerde genen maar ze
ontbreken de essentiële ribosomen voor dit proces
- Origine theorieën
o Concurrerende hypothesen suggereren dat girussen mogelijk zijn ontstaan als complexe
levende cellen die in de loop van de tijd achteruit zijn gegaan
o Een andere theorie stelt dat ze zijn geëvolueerd uit eenvoudigere virale voorouders door
horizontale genoverdracht van geïnfecteerde cellen.
o Sommige onderzoekers suggereren dat girussen een uitgestorven vierde domein van het leven
zouden kunnen vertegenwoordigen vanwege unieke genetische eigenschappen.
- Genetische adaptatie en evolutie
o Girussen kunnen meer cellulaire relikwiegenen behouden in vergelijking met andere virussen
als gevolg van evolutionaire regressie.
o Horizontale genoverdracht komt vaak voor bij microben; girussen kunnen in de loop van de tijd
DNA hebben verkregen van verschillende gastheren.
- Wat zijn girussen?
o Girussen vertegenwoordigen misschien geen vierde domein van het leven, maar kunnen
genetische combinaties zijn van bestaande domeinen.
o De oorsprong van girussen blijft onzeker, waarbij onderzoekers andere conclusies trekken en
geen definitief bewijs hebben.
o Girussen dagen eerdere opvattingen over virale complexiteit uit en roepen diepere vragen op
over de aard van levende cellen.
- Implicaties van de ontdekking van girussen
o De ontdekking benadrukt ons beperkte begrip van zelfs de eenvoudigste biologische entiteiten.
2
, Hoofdstuk 6
▪ Mega- en reuzevirussen hebben dsDNA en een lineair of circulair genoom van 70 kb tot 2.5 Mb.
▪ Het virion (meestal icosaëder) kan tot 2µm groot zijn.
▪ Sommige hebben een tegument.
▪ Ze infecteren eukaryoten.
▪ Reuzevirussen hebben een complexe structuur, bvb mimivirussen (microbe-mimicking virus,
Mimiviridae) hebben een intern membraan onder het capside en een nucleoid-membraan met daarin
het genoom en verschillende proteïnen, waaronder een RNA polymerase (transcriptase) en factoren
voor transcriptiematuratie.
o Mimivirussen bevatten ook een zgn transpoviron; een transposon-achtig 7kb mobile ds-DNA
episomaal fragment met cohesive uiteinden.
▪ Mega-en reuzevirussen worden opgenomen door endocytose of membraanfusie na opening van het
capside (mimivirus). Ze repliceren in de nucleus van de gastheer of in zgn ‘viral factories’ in het
cytoplasma. Ze behoren daar tot het phylum Nucleocyto-viricota en worden NCLDVs of
‘nucleocytoplasmic large DNA viruses’ genoemd.
▪ Reuzevirussen die zich in ‘viral factories’ in het cytoplasma repliceren zijn afhankelijk van kleinere
virussen of virofagen, die op hun beurt afhankelijk zijn van het reuzevirus voor replicatie (Lavidaviridae;
large-virus dependent or associated viruses).
▪ Virofagen kunnen het reuzevirus infecteren en er zich repliceren, of ze hechten zich aan het reuzevirus
of werken als satelliet-virus waarbij replicatie gebeurt in de ‘viral factory’. In de ‘viral factory’ zal ook het
transpoviron zich autonoom repliceren, vermoedelijk via vorming van een circulair intermediair door
paring van de cohesive uiteinden.
▪ Er worden meer en meer reuzevirussen ontdekt dankzij sequentie- en metagenoomanalyses
▪ Opmerkelijk is dat heel wat reuzevirussen metabole genen bevatten, doch (tot nu toe) geen volledige
metabole pathways.
o Wat betekent dit in termen van evolutie? (aanwinst metabole genen (forward evolution) of
verlies andere genen van de metabole pathway (backward evolution).
o Dragen de virale metabole genen bij tot metabolisme gastheer?
▪
3
