Uitgebreide samenvatting Microbiologie

Microbiologie samenvatting
Prof Wim Soetaert



Hoofdstuk 1: Microbiologie

1.1 Wat is microbiologie?
Micro-organisme - MO
Bestaat uit 1 of meerdere cellen met weinig tot geen differentiatie  macro-organismen (darm, spier, haarcel)
▪ Prokaryotische MO - geen celkern, eencellig
o Bacteriën
o Archaea
▪ Eukaryotische MO - celkern + organellen + een- of meercellig
o Gisten*
o Schimmels*
o Micro-algen
▪ Niet levend
o Virussen
o Prionen
*fungi

Prokaryote cel  eukaryote, is gewoon een zakje met alles daarin, niets is gecompartimentaliseerd
→ Transcriptie én translatie gebeuren in cytoplasma



1.2 Belang van micro-organismen
Ze hebben een gigantische invloed op de mens en de omgeving

 Grootste massa levende organismen
 Komen bijna overal voor
o Diep in Aarde, in gesteenten
o Delen 1 keer in de 100 jaar, van wat leven ze?
 Produceerden eerste zuurstof op Aarde - Cyanobacteriën
o Zuurstof crisis
o Weg geopend naar de eukaryoten
 Ons lichaam bestaat uit MO (huid, gezondheid, metabolisme, …) → essentieel voor leven
o 3*1013 menselijke cellen (23k genen) + 4*1013 MO cellen (5M genen) in ons lichaam

Menselijk bioom = onze darmflora
• Darmflora: essentieel voor onze gezondheid, vitamine productie, vertering, immuunsysteem
!!!ook voor psychologie, geluksgevoel en ons gedrag
 Kan darmflora van gelukkige mens overzetten naar iemand anders
• Huidflora: verzuurt huid licht om betere barrière te vormen
• Vaginale flora: melkzuurbacteriën die voor verzuring zorgen en beschermen tegen infecties

Natuurlijke omgeving MO leven in populaties in een habitat (omgeving) = microbieel ecosysteem (MO + omgeving)
→ dit kan gigantisch snel veranderen, bv MO pakken alle O2, anaeroben beginnen groeien, na 1 uur totaal ander
ecosysteem
Microbiële gemeenschap = #populaties MO die samenleven

Gezondheid Negatieve connotatie rond MO: “Ze moeten allemaal dood”
 in werkelijkheid zijn de meeste MO gunstig en slecht een paar pathogeen

, Deze pathogene MO veroorzaken infectieziektes:
Wanneer een MO het lichaam binnendringt en vermenigvuldigd/schade berokt
▪ Griep → virus (een MO)
▪ Tuberculose → bacterie (een MO)
▪ Schimmelinfecties → schimmels (MO)
Vroeger grootste doodsoorzaak (Tuberculose, Influenza, Gastro-enteritis), nu zeer laag (AIDS bv nog) maar in
opmars wegens resistentie (ziekenhuisbacterie = multiresistente bacteriën) (Covid: 1 MO → wereld plat)
 wel nog belangrijke doodsoorzaak bij ontwikkelingslanden (Malaria, Cholera, Mazelen, Tuberculose, …)
Landbouw Stikstoffixatie
 MO in wortelknobbeltjes van vlinderbloemigen
 Atmosferische stikstof → organische stikstof
Humus
 Afbreken afvalstoffen dat door planten geassimileerd kan worden (humus)

Cellulose afbrekende MO in rumen herkauwers

Pathogenen → economische verliezen (varkenspest, aardappelplaag, …)

Voeding MO vormen een groot probleem bij voeding omdat ze tot microbieel bederf kunnen leiden, daarom gaan we
producten vaak met opzet bederven = gecontroleerd microbieel bederf daar bv melk en salami te gaan
fermenteren om ze stabieler en lekkerder te maken + langer houdbaar
 Melk → yoghurt, kaas
 Salami = gefermenteerd vlees → goed houdbaar
 Brood maken met gist → ethanol (vervliegt) + CO2 (rijzen, luchtig maken
 Bier en wijn maken met gist

Ook veel producten en ingrediënten worden industrieel door MO via fermentatieprocessen gemaakt:
 MSG smaakversterker (chips, snoep) MonoSodiumGlutamaat
 Citroenzuur schimmel (frisdranken)
 Lysine in veevoeder gedaan om meer vlees, eieren en melk op te leveren
 Xanthaan verdikkingsmiddel, bv in ketchup, visceuser maken
 Astaxanthine algen maken dit → vis eet alg → zalm eet vis (stof schuift op in keten = roze)
zelfde bij flamingo’s, voegen dit toe aan zalm om betere te verkopen
!!!Dit wordt in enrome hoeveelheid gedaan, in gigantische industriële fermentoren, ook al zijn MO klein

Energie en milieu Microbiële remediatie
 Afvalstoffen in waterzuiveringsinstallaties tot onschadelijke reduceren/afbreken
 Olievlekken, solventen, pesticiden op plaats van contaminatie (bv ramp, lek, …)

Biobrandstoffen
 MO produceren bio-ethanol via fermentatie, dat dan aan benzine wordt toegevoegd
 Ongeveer 10% bio-ethanol in benzine dan
 Verhoogt brandproces en verlaagt CO2 uitstoot
 Gazoline in Brazilië = 50% bio-ethanol + 50% benzine

 Productie van biogas (CH4) via methanogene bacteriën uit organisch afval
o Groene stroom en warmteproductie

Microbial mining
= proces waarbij MO ingezet worden om laagwaardige ertsen uit te logen = bioleching om zo bv aan
koperwinning te doen (50% van alle koper hieruit)

,1.3 Historiek van de microbiologie
• Robert Hooke: Uitvinder microscoop, zag voor het eerst MO; een schimmel (eigenlijk de sporangioforen)
• Antoni van Leeuwenhoek: Beschreef bacteriën voor het eerst in een waterdruppel: animalcules (animal x molecule)
• Edward Jenner: Vader van de vaccinatie
o Zag dat als je de pokken kreeg je resistent werd
o Melkmeisjes kregen nooit pokken omdat ze koepokken kregen dat milder was en zo resistent werden
o Gaf koepokken aan mensen als vaccin (attenuated vaccin = levend verzwakt), bouwden resistentie op en werden niet
echt ziek van de mildere, zwakkere variant van de pokken
o Pokken zo uit de wereld gekregen, resistentie werd een term
• Ferdinand Cohn: Heeft het concept steriel werken ingevoerd, katoenen stop op flessen tegen contaminatie
• Pasteur: Vader van de microbiologie
o Heeft hypothese “spontane generatie = leven ontstaat uit niet levende
dingen” ontkracht
▪ “Microben ontstaan spontaan” dus fout (op basis van dat in een
hoop afval er na verloop “muizen” ontstaan)
▪ Aan de hand van zwanennek kolf steriel maken door te
verwarming, de binnenkomende microben zaten vast in de plooi
▪ Vloeistof werd niet troebel dus er groeide niets in → microben
onstaan uit andere microben, niet uit het niets
o Pasteurisatie concept ingevoerd
▪ Verwarmen bij 100°C → 99,99% van MO dood
▪ Niet alles dus  bij sterilisatie wel
o Ontdekte fermentatie: MO die bepaalde stoffen (ethanol, melkzuur, …) produceerden en zo het brouwproces deden
mislukken → concludeerde hieruit ook dat MO in verschillende soorten kwamen met hun eigen metabolieten
▪ MO is dus geen 1 term, ze komen voor in soorten en hebben een andere functie/productie
▪ Soortbegrip MO geïntroduceerd
▪ Fermentatie is een biologisch proces  chemisch



Fermentatie
= vergisting, is een anaeroob biologisch proces waarbij MO organische stoffen omzetten in energie en daarbij bijproducten produceren
zoals ethanol, melkzuur, gassen, …


• Koch: Ontkracht dat infectieziektes door microben veroorzaakt worden ipv “slechte lucht”
o Isoleerde 1 MO: anthrax bacteriën = introductie concept zuivere cultuur (moeilijk toen)
o Gaf dit MO aan muizen en ze gingen allemaal dood aan antrax = miltvuur
o Introduceerde de postulaten van Koch = 4 criteria om MO met ziekte te linken: vb op muis dat doodging aan ziekte
▪ Bloed van muis bekijken: kijken of MO aanwezig is dat oorzaak is
▪ Zuivere cultuur van dit MO bekomen via streepenting
▪ Dit MO opnieuw aan muis toedienen en kijken of het dood gaat
▪ Opnieuw kijken of het in het bloed aanwezig is
• Joseph Lister: Introduceerde formol in ziekenhuizen om te ontsmetten, want ziekenhuisopname toen = dood (dodenhuis)
• Martinus Bejierinck: Grondlegger virologie
o Virus kleiner dan bacterie
o Virus geïncorporeerd binnen cel
• Sergei Winogradski: toon principe chemolithotrofie aan: oxidatie anorganische stoffen voor generatie van energie
• Alexander Fleming: Ontdekker van Penicilline
o Per toeval groeide schimmel op een van zijn platen, weinig tot geen kolonies MO errond → stof isoleren

, Hoofdstuk 2: Microbiële diversiteit



2.1 Evolutionaire geschiedenis van MO




!!opgelet: prokaryoten zijn altijd eencellig, terwijl eukaryoten ook meercellig kunnen zijn

 Langst ene kant levend → bestaan uit 1 of meerdere cellen (cel = basiseenheid van het leven)
 Langst andere kant niet-levend (molecule of complexer zoals verpakt nucleïnezuur)



LUCA = Last Universal Common Ancestor
Hypothetisch concept van één gemeenschappelijke ouder van al het leven op aarde

Komst van de MO op Aarde heeft een gigantische invloed gehad op de geschiedenis van de Aarde

▪ Cyanobacteriën eerste MO dat O2 produceerde (3 miljard jaar geleden)
o Ze waren oxygeen = fotosynthese + O2 productie, hiervoor alleen maar anoxische omstandigheden
o O2 iffundeerde eerst in zee → banded iron (ijzererts via ijzeroxide)
o Erna in atmosfeer → Great oxygenation event
▪ Vele zuurstof deed de methanogene MO (anaerobisch) sterven
▪ En reageerde weg met het aanwezige methaan tot CO2 (minder sterk broeikasgas)
▪ Kreeg snowball earth


Domeinen van het leven
Classificatie opgesteld door Karel Woese obv rRNA dat niet snel evolueert → kan fylogenetische verwantschap opstellen

- Prokaryoten: Bacterie & Archaea
- Eukaryoten: Eukarya



Eukaryote MO zijn de voorouder van de
huidige meercellige eukaryoten (planten,
dieren, …), je ziet dat eukaryoten vroeg in
de evolutie afsplitsen maar planten en
dieren pas laat

,Endosymbiont hypothese
Stel met bijna 100% zekerheid dat bepaalde eukaryote celorganellen opgenomen/geïncorporeerde prokaryote zijn

 Chloroplast = geïncorporeerde cyanobacterie
 Mitochondrion = geïncorporeerde chemo-organotrofe bacterie

Dit wordt gestaafd met het feit at ze hun eigen DNA hebben en dit goed overeenkomt met DNA van bepaalde eukaryoten


Grootteordes

E. coli (prokaryoot) Mens (eukaryoot) Plant
Basenparen ~ 5 miljoen → x 1000 3 miljard bp 100 keer meer DNA dan mens → reden:
Genen ~ 4390 →x5 23 000 planten zijn sessiel, meer mogelijkheden tot
bescherming en verdediging
 We hebben dus veel meer basenparen maar relatief veel minder genen per hoeveelheid basenparen
 Wij hebben dus veel “rommel”  E. coli is veel efficiënter op dat vlak



Nucleoid = geaggregeerde massa van DNA in bacteriën en Archaea

Plasmide = circulair extrachromosomaal DNA, bevatten niet-essentiële genen = nuttig (bv antibiotica-resistentie)


2.2 Morfologische diversiteit
Dit vormt niet het criterium om MO te gaan indelen volgens soort aangezien ze sterk gelijkend zijn  dieren, planten, insecten
Vormt een beschrijving van de morfologie, maar andere vormen kunnen tot dezelfde taxonomische groep behoren!!
Zoals bv bepaalde bacteriën als Actino- en Cyanobacteriën filamenteus zijn maar niet tot de schimmels behoren
Sommige soorten hebben een vaste vorm, andere een variabele vorm in functie van de groei omstandigheden/levenscyclus
Onderstaande gegeven namen zijn geslachten, eventueel soortnaam in kleine letters (bv coli)

Bacterien
▪ Bolvormig (coccen)
o Bolvormige bacteriën (coccus = bes)
o Herhaaldelijke deling van de moedercel waarna de dochtercellen bij elkaar of los komen te liggen
o Samenklitten kan → Staphylococcus (staphyle = druif)
o Ketenvorming kan → Streptococcus
o Coccen in melk en kaas → Lactococcus
o Tetraden → Sarcina (grampositieve, anaerobe coccen)
▪ Staafvormig (Bacillen)
o Staafvormige bacteriën
o Esterichia coli (E. coli)
o Bacillus
▪ Gebogen staafje
o Spirillen
▪ Licht gebogen
o Spirocheten
▪ Spiraalvormig
o Vibrio
▪ Kommavormig
▪ Knopvorming
o Bij gisten
o Dochtercel ontstaat uit knopvorming op de moedercel en wordt dan afgesnoerd → krijgt litteken op moedercel
▪ Gesteeld
o Steel om vast te hechten aan substraten
o Caulobacter

, ▪ Filamenteus
o Lange draad, multicellulair
o Cellen hangen goed aan elkaar, blijven doorgroeien zonder volledige celscheiding
o  Ketenvorming is dat de cellen/bacteriën goed aan elkaar hangen en niet echt meer te onderscheiden zijn
o Actinobacteriën zoals Streptomyces, Cyanobacteriën zoals Anabaena, Spirulina
o Bacteriën of schimmels



Eukaryote micro-organismen
Gisten Typevoorbeeld: Saccharomyces cerevisiae = bakkersgist
Behoort tot het rijk van de fungi = schimmels
Het zijn eencellige schimmels
 Eencellige eukaryoten dus
Fungus Het zijn meercellige schimmels
 Meercellige eukaryoten dus  prokaryoten (Bacteria en Archaea)
Opbouw:
▪ Hyfen = lange draadvormige schimmelcellen met chitine celwand
▪ Mycelium = netwerk van de hyfen = vegetatieve lichaam dat uit 2 soorten hyfen bestaat
o Vegetatief mycelium → groeit in het substraat
o Generatief mycelium → hyfe groeit omhoog en vormt sporangiofoor (sporendrager) waarop een
sporangium (doosje) komt waarin sporangiosporen ontstaan = aseksuele sporen
▪ Aseksuele sporen → geven kleur aan schimmel
o Ontstaan door mitose in het sporangium
o Sporangiosporen in een sporangium
o Conidiën in een condiofoor (bij Penicillium en Aspergillus)
▪ Seksuele sporen
o Ontstaan na meiose na plasmogamie (samensmelting) en dan karyogamie (kernsmelting)
o Zygosporen (Zygomyceten)
o Ascosporen in een ascus (Ascomyceten)
o Basidiosporen in een basidium (Basidiomyceten)
Obv de vorm van de sporendragers kan men determineren → zie practicumcursus
 Penseelvormig - Penicillium
 Handvormig - Aspergillus
Diatomeeën Komen in gigantisch veel vormen
Korstmos = lichen = Is in feite geen soort want is symbiose tussen groen alg (Euk)/cyanobacterie (Prok) en schimmel
Paramecium Eencellige eukaryoot maar wel al vernuft
Algen Eencellige eukaryoot
Volvox → geslacht van kolonievormende algen, talrijke cellen die samenleven in een bolvormige kolonie
 Meeste kruipen samen tot bollen
 Sommige vormen kleine algen (minder cellen → klein bolletje)

Virussen
= verpakte of naakte nucleïnzuren (DNA of RNA)

▪ Geen cel! → levend? Want cel basiseenheid van het leven
▪ Obligate parasieten → andere cel nodig
▪ Ze veroorzaken ziektes


2.3 Celgrootte en relatieve ‘kleinheid’
1. Schimmel 12 - 100 µm → met blote oog te zien, “relatief” groot
2. Gist 5 - 10 µm → indiviudele niet met oog te zien
3. Bacterie 0,5 - 5 µm → niet met blote oog te zien maar er zijn uitzonderingen! → foute stelling dus
4. Virus 0,01 - 0,3 µm

,Er zijn een paar uitzonderingen

 Nanoarchaeum = een van kleinste cellulaire organismen ~ 0,4 µm = 1% van volume van E. coli
o Op 1 na kleinste genoom (~ 491 kbp)
o Heeft veel te klein volume om alle essesntials erin te krijgen, vandaar super klein genoom
o Oplossing: symbiose → los deficiënties op → is daarom obligaat symbiottisch
 Bijzonder grootte MO (! Wel nog steeds eencellig)
o Epulopiscium fishelsoni (leven op vis)- 0,6 mm lang → heeft duizenden genoom kopieën in 1 enkele cel
o Thimargarita namibiensis (zwavelglobules) - 0,3 mm diameter (bol) → grootst gekende prokaryoot
o “Bacteriën kan je niet met het blote oog zien” → foute stelling


Invloed oppervlakte/volume verhouding

Hoe kleiner een cel, hoe groter de oppervlake/volume verhouding

 Dus hoe kleiner een cel/MO, hoe groter de verhouding, hoe meer uitwisselingscappaciteit → sterke groei
 Kleine MO groeien dus sneller door snelle nutriënten uitwissleing aan celoppervlak
 Kleine MO evolueren sneller want snelle replicatiesnelheid door snellere groei → meer mutaties
o En de mutatie komt direct tot expressie aangezien prokaryoten haploïd zijn



2.4 Metabolische diversiteit van MO
Onderverdeling obv energiebron

Uit licht Fototrofen
1) Oxygene fotosynthese
a. Productie van O2 als bijproduct omzetting licht → E
b. Cyanobacteriën, algen
2) Anoxygene fotosynthese
a. Geen productie O2
b. Groene en purper bacteriën
Uit organische stoffen Chemo-organotrofen
→ veel MO, wij ook bv

3 soorten obv metaboliseren van de organische stoffen
1) Strikt anaeroob
a. In afwezigheid van O2
2) Strikt aeroob
a. In aanwezigheid van O2
3) Facultatief aeroob
a. Kunnen beide

Uit anorganische stoffen Chemo-lithotrofen
 Energie uit anorganische stoffen halen, vaak uit afvalproduten van chemo-organotrofe
metabolismen


Onderverdeling obv de afkomst van koolstof (C) in de cel

Uit organische C-verbinding Heterotrofe MO
 Chemo-organotrofen meestal
CO2 als C-bron Autotrofe MO
 Chemo-lithotrofen meestal
 Fototrofen (licht → E, CO2 → C) meestal


Mixotrofen: Andere combo dan in tabel hierboven → ze kunnen hun energie of C-bron dus op verschillende manieren bekomen

, ▪ Heterotroof en autotroof
▪ Heterotroof en fototroof
▪ Lithotroof en organotroof
▪ Organotroof en fototroof
o Vb Paramecium bursaria (mixotroof)
o Kan alg opnemen en incorporeren om energie te maken via licht
o In het donker gaan algen dood en leeft Paramecium organotroof
o Zelfde geldt voor Eugelene gracilis (heeft chloroplasten dat waarschijnlijk vorm van secundaire endosymbiose is)



2.5 Extremofiele MO
Komen voor in extrele omgevingen waar de standaard levensvormen niet kunnen overleven: vele Archaea of gewone Bacteria

 Extreem koud/warm → rode sneeuwlagen, leven tussen sneeuwkristallen
 Extreem zuur/basisch → Helicobacter pylori = maagbacterie dat maagzweren veroorzaakt (½ heeft deze)
 Extreem zout → Halobacterium salinarium, leven in druppels water tussen de zoutkristallen
 Radioactief → Deinococcus radiodurans, kan tegen koude, vacuüm, dehydratatie en extreem hoge radioactiviteit
Reden: heeft veel gen kopieën en een extreem efficiënt DNA-herstelmechanisme



Onthouden van dit hoofdstuk

 Fungi = rijk van de schimmels met daarin gisten en schimmels
 Gist is een ‘speciaal’ type schimmel, eencellig en vaak in voedselproductie
 Schimmels (= hyfen = draden) kunnen zelf een of meercellig zijn en kunnen soms paddenstoelen voortbrengen (vruchtlichaam
van sommige meercellige schimmels)
 Virussen  bacteriën
o Hebben geen cel
o Geven ook infectieziektes maar op een andere manier → kapen gastheercel en vermenigvuldigen
o Antibiotica werkt enkel tegen bacteriën
 Vaccin = immuunsysteem trainen of snel en efficiënt te reageren bij een echte infectie (bacterie of virus)



Hoofdstuk 3: Celstructuur en functie Bacteria en Archaea

3.1 Cytoplasmatisch membraan (6 - 8 nm) !Kan nog omgeven zitten door een celwand → turgor
Het is een soepele, niet rigide structuur met een dubbele fosfolipidenlaag

 Hydrofiele kop (glycerofosfaat) → naar buiten gericht (extern en cytoplasma)
 Hydrofobe staart (vetzuren)

In de fosfolipidenlaag zitten eiwitten

▪ Integrale eiwitten → sterk hydrofoob en stevig ingebed in C.M.
o Soms extra-membranale delen
o Steken uit C.M. in of uit de cel gericht
▪ Perifere eiwitten → niet ingebed, steekt er niet doorheen, wel sterk verbonden emt C.M.
o Vaak voor energie of transportmetabolisme via interactie met integrale eiwitten

,Membraan-verstevigende agentia

Deze regelen de stabiliteit en stevigheid van celmembranen

• Sterolen
o Bij Eukaryoten, Mycoplasma’s* en methanotrofe bacteriën *geslacht van bacteriën
o Verstevigen membraan, maken het stijver
o  Andere bacteriën en Archaea niet
o !!uitzondering: Thermoplasma’s = Archaea die als protoplast door leven gaan en sterolen in C.M. hebben
• Hopanoïden
o Alternatief van sterolen voor bacteriën
o Bijna alle bacteriën hebben dit, vooral gram-negatieve
o  Archaea niet



Archaea membraan
Gewone bacteriën en eukaryoten membraan
→ Fosfolipidenstructuur: glycerol, vetzuren, fosfaatgroep

 Verschil bij Archaea

1) Etherbinding (-C-O-C-) ipv esterbinding (-COO-)
o Reden: veel stabieler, leven vaak onder extreme omstandigheden → Esterverbindingen hydrolyseren sneller onder
zulke omstandigheden, terwijl etherbindingen resistent zijn tegen hitte en chemische afbraak.

2) Staarten bestaan uit isporeen-eenheden ipv vetzuren
o Isopreen = vertakte ketens met methylgroepen  rechte, onvertakte vetzuren
o → maakt het steviger/stijver, lipiden kunnen minder bewegen → voordeel bij hoge T, blijft stabiel mar toch bewegelijk:
geeft de perfecte fluïditeit bij hoge temperaturen

3) Maar 1 laag diglyceryltetraeder ipv fosfolipidden dubbellaag
o Dus ipv 2 fosfolipiden heb je 1 molecuul diglyceryltetraderder dat heel het membraan overspant
o Reden: Monolaag is extreem stevig → voorkomt dat het membraan uit elkaar valt bij extreme hitte of chemische stress.




Conclusie: alles zelfde als bij bacteriën maar gewoon stevigere versies om bij hoge T de geschikte fluïditeit te hebben
structureel dus wel hetzelfde

Functies van het cytoplasmatisch membraan

▪ Scheidt binnenkant cel af van omgeving
▪ Voornamelijk selectieve permeabiliteitsbarrière: specifieke nutriënten en metabolieten concentreren in cel of excreteren
o Hydrofobe binnenkant → belemmert diffusie moleculen (glucose) enkel kleine hydrofobe moleculen erdoor
▪ Water, geladen deeltjes
o Laat geen ionen door (Ka+, Cl-, Na+) , proton ook moeilijk erdoor
o Water vlot erdoor via aquaporines
▪ Plaats waar energie opgeslaan wordt → proton motive force (cel in feite negatief)
▪ Bindingsplaats voor eiwitten: transport, energie, chemotaxis (verplaatsen van organismen als gevolg van concentratiegradiënt)
▪ Stevigheid cel dmv turgor: cel zwelt op door osmose van water naar binnen toe en drukt tegen de binnenkant van de celwand

, 3.2 Transport en transportsystemen
Passief versus actief

Passief Geen energie nodig, gaat met de concentratiegradiënt mee (hoge naar lage concentratie)
• Diffusie - kleine hydrofobe moleculen - niet specifiek
• Osmose - water transport
 Speciaal geval van facilitated diffusion: via semi-permeabel membraan en aquaporines
• Facilitated diffusion - specifiek
 Via kanalen maar wel nog steeds diffusie want drijvende kracht is concentratie gradiënt
 Via porine eiwitten
 Specifiek aangezien de kanalen een herkenningsstuk hebben die enkel bepaalde moleculen doorlaten

Actief Energie vereist, kan tegen gradiënt in hierdoor, dus meestal tegen de elektro-chemische potentiaal

• Eenvoudig transport
 Gedreven door de proton motive force
 Symporter: H+ gaat naar binnen en pakt molecule mee
 Lac permease
• Groepstranslocase
 = getransporteerde molecule wordt chemisch gewijzigd
tijdens het transport over het membraan
 Fosfotransferase systeem (PTS)
 P van ATP naar molecule getransfereerd
▪ Geeft fosforylatie + energie
 Vaak 1ste stap in metabolisme van die molecule (bv glucose → glucose-6-fosfaat)
• ABC-transport
 ATP Binding Casette = collectie proteïnen die ATP binden
 Afhankelijk van peri-plasmatisch-gebonden eiwitten met hoge affiniteit voor bepaalde substraten
▪ Zitten in periplasmatische ruimte opgesloten
▪ = ruimte tussen celwand en cytoplasmatisch membraan
▪ Substraten kunnen door peptidoglycaanlaag
en worden dan aan die eiwitten gebonden die
het aan transporteiwitten in het C.M. doorgeven
▪ Kost veel energie = niet zo effficiënt
 Energie geleverd door ATP uit het cytoplasma
 Door hoge affiniteit kan substraat in zeer lage concentratie toch vastgepakt worden
 Goed voor MO om in lage concentraties toch substraten te binden
 !!!belangrijk, enkel gram negatieve bacteriën hebben een periplasmatische ruimte, maar ook gram
positieve bacteriën hebben ook ABC transporters (hebben geen uitwendig membraan dus technisch
gezien geen periplasmatische ruimte, wel pseudo-periplast) → zie verder

Transporteiwitten

Nodig om voldoende nutriënten in de cel te krijgen aangezien diffusie niet volstaat en anders nooit een concentratie groter dan de
omgeving in de cel bekomen kan worden → transporteiwitten nodig

Hoe bepalen of een stof via diffusie of via een transporteiwit opgenomen wordt

 Via diffusie: bij groter concentratieverschil stijgt de opnamesnelheid (lineair)
 Via transporteiwit: vanaf bepaald punt verhoogt snelheid jiet meer (alle eiwitten bezet)
= gesatureerd

Eigenschappen van transporteiwitten:

1) Hoge specifiteit → 1 soort transporteiwit voor 1 stof of nauw verwante molecule (AZ, suikers, …)
a. Glucose en maltose lijken goed op elkaar dus zelfde transporteiwit  fructose
2) Transport wordt door cel zelf gereguleerd: dus het gebeurt niet constant
a. Afhankelijk van aanwezige nutriënten in de omgeving en concentratie ervan in de cel