1. Inleiding met historisch overzicht
De student kan de verschillen tussen de celtypes ‘prokaryoot’ en ‘eukaryoot’ uitleggen
Prokaryote cellen
- eenvoudige morfologie
- geen kern die door een membraan omgeven is
- bv alle bacteriën
Eukaryote cellen
- complexe morfologie
- kern die door een membraan omgeven is
- bv algen, fungi, protozoa, hogere planten en dieren
De student kan het studiedomein van de microbiologie beschrijven.
Vroeger werden organismen ingedeeld in 2 groepen: planten of dieren
Planten -> autotroof: ze kunnen al hun organisch materiaal maken met CO2
-> onbeweeglijk
-> celwand
Dieren -> heterotroof: ze moeten hun organisch materiaal ergens gaan halen
-> beweeglijk
-> geen celwand
Deze indeling bleek te eenvoudig: bacteriën hebben kenmerken van beide (beweeglijk en celwand),
schimmels hebben kenmerken van beide (celwand en heterotroof).
Indeling in 5 rijken bleek beter te zijn: Monera (prokaryoten), Protisten, Fungi, Dieren, Planten
-> microbiologie bestudeert de eerste 3 rijken: Monera (Bacteria), Protisten (Protozoa, Algae), Fungi
1
,De student kan wetenschappelijke namen juist weergeven.
Geslachtsnaam met een hoofdletter schrijven, soortnaam (species) met een kleine letter.
Het geheel wordt cursief gezet of onderlijnd.
Escherichia coli -> cursief als je het typt
Escherichia coli -> onderlijnd als je het schrijft
E. coli
De student kan in grote lijnen het belang voor de ontwikkeling van de microbiologie
beschrijven van de historische figuren van Leeuwenhoek, Pasteur en Koch.
Antonie van Leeuwenhoek
-> Nederlandse lakenhandelaar uit Delft
-> bouwde een primitief microscoopje waarmee hij verschillende materialen zoals bloed onderzocht
-> hij kon als eerste bacteriën waarnemen, die hij beschreef als ‘diertgens’ (in 1676)
-> voorloper van de wetenschappelijke microbiologen
Louis Pasteur
-> beweerde adhv experimenten, uitgevoerd in kolven met S-hals, dat de spontane generatie theorie
onjuist was organismen ontstaan spontaan uit dode stof
-> experiment: vloeistof in een fles met een speciale hals doen -> vloeistof opkoken -> stof vanuit de
lucht kan niet voorbij de zwanenhals
-> toonde aan dat bederf van steriel gemaakte vloeistoffen veroorzaakt wordt door de
alomtegenwoordige kiemen uit de lucht
-> toonde aan dat levende organismen verantwoordelijk zijn voor de gistingsprocessen
-> ontdekte de anaerobiose (= geen aanwezigheid van zuurstof)
-> ontdekte de aanwezigheid van ongewenste micro-organismen en dat deze onschadelijk konden
gemaakt worden door een hittebehandeling van 50 à 60°C (= pasteurisatie)
-> bestudeerde besmettelijke ziekten
-> ontdekte het vaccin tegen hondsdolheid
Robert Koch
-> grondlegger van de medische microbiologie
-> bestudeerde het miltvuur
-> postulaten van Koch:
1. Het infecterend micro-organisme moet altijd in het zieke individu worden aangetroffen én
moet kunnen geïsoleerd worden in reincultuur
2. Enting van een geschikt proefdier met het infecterend organisme moet hetzelfde
ziektebeeld geven
3. Hetzelfde infecterend organisme moet terug uit het aldus besmette proefdier kunnen
geïsoleerd worden
-> maakte gebruik van reinculturen op vaste voedingsmedia
-> ontdekte de tuberculose bacterie (Myobacterium tuberculosis of Bacil van Koch)
2
,De student kan enkele nuttige en schadelijke aspecten van micro-organismen aangeven.
Vanuit het standpunt van de mens zijn er 2 groepen micro-organismen
Nuttige micro-organismen = organismen die vanuit menselijk oogpunt een nuttige rol vervullen
-> deze die in de kringloop der elementen bepaalde omzettingen verrichten
-> deze die tussenkomen bij bv het milieubeheer (afvalwaterzuivering, biodegradatie)
-> industriële micro-organismen: voor bereiding van vitaminen, antibiotica, …
-> genetisch gemanipuleerde micro-organismen: voor aanmaak insuline, groeihormonen, …
-> micro-organismen gebruikt in de levensmiddelenindustrie (bier-, wijn-, brood-, kaas-,
azijnbereiding, oosterse gerechten, …)
Schadelijke micro-organismen = organismen die door hun groei of activiteit schade kunnen veroorzaken
aan mens en dier
-> bederf-veroorzakende micro-organismen: ontwikkelen zich op of in materialen zoals bv
levensmiddelen, waardoor deze producten niet meer geschikt zijn voor consumptie
-> pathogene (ziekteverwekkende) micro-organismen: veroorzaken infecties
-> toxinevormende micro-organismen: produceren bv toxische stoffen in de levensmiddelen,
zonder dat dit macroscopisch waarneembaar is
3
,2. Indeling van de micro-organismen: eukaryote (protozoa, algen en fungi) en
prokaryote (bacteriën en archaea). Virussen.
De student kan de grote lijnen van de indeling van organismen schetsen volgens het 5-rijken-
systeem en volgens de fylogenetische classificatie.
5-rijken systeem
Fylogenetische classificatie
4
,De student kent de belangrijkste eigenschappen van Protozoa, Algen en Fungi. De student
kent de wetenschappelijke naam van gewone gist.
Protozoa
- ééncellig, zonder celwand, vaak beweeglijk vaste deeltjes vloeistoffen
- heterotroof, geen fotosynthese -> voeding door endocytose: fagocytose – pinocytose
Ingedeeld in 4 groepen op basis van beweeglijkheid
-> Sporozoa onbeweeglijk
-> Amoeben amoeboide beweging (met schijnvoetjes/pseudopodiën)
-> Flagellaten met flagellen (zweepharen)
-> Ciliaten met ciliën (trilhaartjes)
Vaak verschillende ‘vormen’
cyste (dormant) <--> trofozoiet (actief)
Algen
- fotosynthese – chlorofyl in chloroplasten (autotroof)
- ééncellig of meercellig
- celwand: basis is cellulose
opm -> Euglena: geen celwand
-> kiezelwieren: rigiede celwand van silica, proteïnen en polysachariden
- reservemateriaal: zetmeel en/of olie-achtige stoffen
- komen meestal voor in water + ook in bodem
Ingedeeld in groepen
-> groenwieren grootste groep
-> bruinwieren bruin pigment maskeert chlorofyl
-> roodwieren bron van agar
-> kiezelwieren verkiezelde celwand
-> pantserwieren bioluminescentie
-> geselwieren bv Euglena (oogdiertje)
Opmerkingen
- Euglena (oogdiertje) -> probleemgeval wat betreft classificatie
- ‘Blauwwieren’ -> zijn geen algen maar wel bacteriën
5
,Fungi
- heterotroof, absorptieve voeding, geen chlorofyl
- celwand: hoofdcomponent is chitine (en glucanen)
- sporenvormend (asexueel/sexueel)
- soms aquatisch (water), meestal terrestrisch (land)
- bepaalde soorten kunnen (zeer gevaarlijke) mycotoxines produceren!
Ingedeeld in groepen
-> gisten ééncellige fungi
Saccharomyces cerevisiae -> groot belang voor industrie
-> schimmels filamenteuze fungi
ecologisch belang: afbraak van hout, papier, textiel
-> paddenstoelen filamenteuze fungi die een groot vlezig vruchtlichaam kunnen vormen
ondergronds of op dood plantenmateriaal
Klassieke classificatie gebaseerd op:
- aan-/afwezigheid van septa in de hyfen (hogere resp. lagere schimmels)
- manier van sexuele voortplanting (sporen)
De student kent de belangrijkste groepen bacteriën en relevante voorbeelden van bacteriën
die hiertoe behoren.
Bacteriën
Proteobacteriën -> grootste groep, allemaal gramnegatief
Enterobacteriaceae E. coli
Salmonella
Pseudomonas
Vibrio
Campylobacter
Grampositieven -> 2 groepen: Firmicutes (laag % GC) en Actinobacteria (hoog %GC)
Staphylococcus (aureus)
Melkzuurbacteriën Streptococcus
Enterococcus
Listeria
Bacillus
Clostridium C. botulinum
Cyanobacteriën -> oxygene fotosynthese => fotosynthese zoals bij planten
6
,De student kent de belangrijkste eigenschappen van archaea en virussen.
Archaea
- kenmerken zijn verschillend van bacteriën en eukaryoten
- komen voor in extreme omstandigheden:
-> anaeroob -> hoge temperatuur
-> zeer hoge zoutconcentratie -> zeer zure omstandigheden
Virussen
- uiterst kleine entiteit (nano-)
- hebben gastheercellen nodig
-> virus op zichzelf: inerte, dode materie
-> stadium in de gastheer/intracellulaire stadium = infectief stadium
-> extracellulaire stadium: virus is niet actief maar wel overdraagbaar => virion
- onderscheid kan men maken in functie van de types gastheercellen
-> virussen die mens en dier infecteren
-> plant-virussen
-> bacterie-virussen (bacteriofagen)
- algemene structuur is zeer eenvoudig
-> genoom (nucleïnezuur)
-> kapside (eiwitmantel)
-> envelop (membraan bij dierlijke virussen)
7
,3. Celbouw van de micro-organismen, kleurtechnieken en microscopie-
technieken
De student kent de terminologie die gebruikt wordt om de vorm van bacteriën te beschrijven
en kan deze gebruiken. De student heeft een idee van de grootte-orde van de afmetingen van
bacteriën.
Vorm beschrijven:
- kokken
> bolvormig
> vaak typische ordening/groepering
* per 2 diplokokken
* in ketens (streptokokken)
* in trossen Staphylococcus
- bacillen/staafjes
> kunnen ook typische groepering vertonen zoals ketens
> bv Escherichia coli, Pseudomonas, Bacillus
- andere vormen zijn
> spirillen -> rigide gebogen staafjes
> spirocheten -> flexibele opgedraaide staafjes
> komma-vormige bacteriën (vibrionen)
> filamenteuze bacteriën
- sommige bacteriën zijn pleomorf
> hebben geen karakteristieke vorm
> kunnen onder verschillende vormen voorkomen
- groepering:
> tros, keten, verspreid
> heeft te maken met delingsvlak van de cellen
Afmeting:
- algemeen: 0,5 µm breed en 3 à 5 µm lang
> er bestaan ook veel kleinere en veel grotere bacteriën
8
,De student kan een prokaryote cel en zijn onderdelen schetsen en de bouw en functie van de
verschillende onderdelen [celmembraan, cytoplasmatische matrix, nucleoid en plasmiden, celwand
(peptidoglycaanlaag, (lipo)teichonzuren, buitenmembraan met lipopolysachariden), kapsels en slijmlagen, S-laag, pili en
fimbriae, flagellen, endosporen…] beschrijven/schetsen en uitleggen.
9
, Plasmamembraan/celmembraan/cytoplasmatische membraan
Bouw
- bevat fosfolipiden, proteïnen en andere verbindingen
> fosfolipiden vormen een dubbellaag (fosfolipidendubbellaag)
* hier en daar zitten er proteïnen tussen
> integrale membraanproteïnen zijn:
* moeilijk te verwijderen uit de membraan
* niet oplosbaar in water
perifere membraanproteïnen zijn:
* gemakkelijk te verwijderen uit de membraan
* wel oplosbaar in water
> sommige bacteriële membranen bevatten hopanoïden
eukaryote membranen bevatten sterolen (oa cholesterol, fytosterol)
* functie van bv cholesterol in onze membranen: flexibiliteit en vloeibaarheid
Functies
- omringt het cytoplasma, vergelijkbaar met binnenband
- transport: zorgt voor opname/afgave van een aantal stoffen (nutriënten/afvalstoffen) zodanig dat de
celinhoud constant blijft
> dit gebeurd meestal selectief
* alleen kleine en weinig polaire moleculen kunnen er passief doorheen diffunderen
(oiv een concentratiegradiënt)
bv water, vetzuren, alcoholen, zuurstof
* voor andere stoffen zijn er transportsystemen
> men spreekt daarom van een semi-permeabele celmembraan
- vele belangrijke metabole processen spelen zich af in celmembranen
> bv ademhaling, fotosynthese
- bevat receptoren waardoor de cellen kunnen reageren op het extern milieu
> bv bij chemotaxis
Opmerking
- Archaea hebben ‘speciale’ fosfolipiden:
> andere bindingen (etherbindingen ipv esterbindingen)
> andere hydrofobe staarten dan in bacteriën en eukaryoten
- soms komen bij bacteriën interne membraansystemen voor
> mesosomen: instulpingen van de plasmamembraan die wss een rol spelen bij de celdeling
> bij een aantal fotosynthetiserende bacteriën komen interne membranen voor
- de membraan van Mycoplasma (celwandloze bacterie) bevat sterolen
10