Nederlandse samenvatting van “Brock biology
of microorganisms”-H4 & H12
Darlyne van der Linden
2 JANUARI 2022
,Inhoud
Hoofdstuk 4: microbiële groei en de controle hiervan...........................................................................3
Concept 1...........................................................................................................................................3
4.1 voed de microbe: cel voeding...................................................................................................3
4.2 groei media en laboratorium culturen......................................................................................3
4.3 microscopische telling van microbiële cel aantallen.................................................................4
4.4 levensvatbare telling van microbiële cel aantallen...................................................................5
4.5 turbidimetrische metingen van microbe cel aantallen.............................................................5
Concept 2...........................................................................................................................................7
4.6 binaire deling en de microbiële groeicyclus..............................................................................7
4.7 kwantitatieve aspecten van microbiële groei...........................................................................7
4.8 continu cultuur.........................................................................................................................8
4.9 biofilm groei..............................................................................................................................8
4.10 alternatieven voor binaire celdeling.......................................................................................9
Concept 3.........................................................................................................................................10
4.11 temperatuur klassen van micro-organismen........................................................................10
4.12 microbieel leven in de kou....................................................................................................10
4.13 microbieel leven bij hoge temperaturen..............................................................................11
Concept 4.........................................................................................................................................13
4.14 effecten van pH op microbiële groei.....................................................................................13
4.15 osmolariteit en microbiële groei...........................................................................................13
4.16 zuurstof en microbiële groei.................................................................................................14
Concept 5.........................................................................................................................................16
4.17 generale principes en microbiële groei gecontroleerd door hitte........................................16
4.18 andere fysieke controlemethoden: radiatie en filtratie........................................................16
4.19 chemische controle van microbiële groei.............................................................................17
Hoofdstuk 12: Biotechnologie en synthetische biologie.......................................................................19
Concept 1.........................................................................................................................................19
12.1: manipulatie van DNA: PCR en nucleïnezuur hybridisatie.....................................................19
12.2 moleculair klonen.................................................................................................................21
12.3 tot expressie brengen van vreemde genen in Bacteria.........................................................22
12.4 moleculaire methodes voor mutagenese.............................................................................24
12.5 reporter genen en gen fusie.................................................................................................24
Concept 2.........................................................................................................................................25
12.6 somatropine en andere zoogdier eiwitten............................................................................25
, 12.7 transgene organismen in landbouw en aquacultuur............................................................26
12.8 gemanipuleerde vaccinaties en therapeutische middelen...................................................27
12.9 “gene mining” en traject engineering...................................................................................30
12.10 engineering van biobrandstoffen........................................................................................31
Concept 3.........................................................................................................................................32
12.11 synthetische, metabolische trajecten, biosensoren en genetische circuits........................32
12.12 synthetische cellen.............................................................................................................34
12.13 genoom bewerking en CRISPRs...........................................................................................35
12.14 biocontainment van genetisch gemodificeerde organismen..............................................36
, Hoofdstuk 4: microbiële groei en de controle hiervan
Concept 1
4.1 voed de microbe: cel voeding
Macronutriënten: nutriënten/voedingsstoffen die in grote hoeveelheden nodig zijn.
Micronutriënten: nutriënten/voedingsstoffen die in kleine hoeveelheden nodig zijn.
Een Eschericha coli cel weegt 10-12 gram hiervan is 75% water.
o Als er naar de samenstelling van cellen wordt gekeken is het normaal om het over
drooggewicht te hebben. Voor E.coli is dat ongeveer 184x10-15 gram/cel.
o 96% van het drooggewicht van een gemiddelde bacteriële cel bestaat uit de elementen
C, H, O, N, S en P (deze elementen zijn tevens voor alle levensvormen nodig).
Overige 3,7 % van de massa: K, Na, Ca, Mg, Cl, en Fe (bijna alle micro-
organismen hebben deze elementen nodig).
Cellen bestaan voornamelijk uit macromoleculen waaronder lipiden, proteïnen, polysachariden,
lipopolysachariden en nucleïne zuren (samen >96% droge massa van E.coli).
o Hoe belangrijk DNA ook is, het is maar een heel klein deel van de droge massa (3,1%).
RNA beslaat een groter deel van de massa (20,5%).
Heterotroof: organisme dat organisch C nodig heeft van een externe bron.
Autotroof: organisme dat zelf organische componenten maakt van CO 2.
Bijna alle micro-organismen kunnen NH 3 als N bron gebruiken, veel ook NO3- en een paar N2(dit
zijn de stikstof fixerende bacteriën).
Fosfor is nodig voor het maken van nucleïnezuren.
Zwavel zit in de aminozuren cysteïne en methionine en hiernaast in een aantal vitaminen.
Kalium is nodig voor activiteit van een aantal enzymen.
Magnesium stabiliseert ribosomen, membranen en nucleïnezuren en is nodig voor activiteit van
veel enzymen.
Calcium en natrium zijn essentiële nutriënten voor maar een paar organismen.
Veel enzymen hebben een metaalion of klein organisch molecuul nodig als cofactor. Daarom
hebben micro-organismen voor groei verschillende metalen nodig (vooral Fe).
Sporen metalen: metalen die in zeer kleine hoeveelheden nodig zijn.
Groei factoren: organische micronutriënten (o.a. vitaminen, aminozuren, purines, pyrimidines).
o Belangrijkste: vitaminen die functioneren als co-enzymen.
o Cyanobacteriën (autotroof) kunnen al hun groeifactoren zelf maken.
o Lactobacillus, Streptococcus en Leuconostoc leven in omgevingen met veel nutriënten.
Zij zijn afhankelijk van de nutriënten in deze omgevingen.
4.2 groei media en laboratorium culturen
Cultuur media: hierin worden micro-organismen gekweekt in laboratoria. De media worden zo
gemaakt dat ze voldoen aan de eisen van het te kweken organisme. Ze worden gesteriliseerd voor
gebruik (aangezien er anders andere organismen bij op zullen groeien). Dit wordt gedaan door het
te verhitten onder druk in een autoclaaf.
Belangrijkste element in een medium: koolstof. Alle levensvormen hebben hier veel van nodig om
nieuw celmateriaal te maken. De C-bron en C-concentratie is afhankelijk van het te kweken
organisme.
2 klassen media:
o Gedefinieerde media: precieze hoeveelheden pure anorganische of organische
chemicaliën worden toegevoegd aan gedestilleerd water om dit medium klaar te maken.
of microorganisms”-H4 & H12
Darlyne van der Linden
2 JANUARI 2022
,Inhoud
Hoofdstuk 4: microbiële groei en de controle hiervan...........................................................................3
Concept 1...........................................................................................................................................3
4.1 voed de microbe: cel voeding...................................................................................................3
4.2 groei media en laboratorium culturen......................................................................................3
4.3 microscopische telling van microbiële cel aantallen.................................................................4
4.4 levensvatbare telling van microbiële cel aantallen...................................................................5
4.5 turbidimetrische metingen van microbe cel aantallen.............................................................5
Concept 2...........................................................................................................................................7
4.6 binaire deling en de microbiële groeicyclus..............................................................................7
4.7 kwantitatieve aspecten van microbiële groei...........................................................................7
4.8 continu cultuur.........................................................................................................................8
4.9 biofilm groei..............................................................................................................................8
4.10 alternatieven voor binaire celdeling.......................................................................................9
Concept 3.........................................................................................................................................10
4.11 temperatuur klassen van micro-organismen........................................................................10
4.12 microbieel leven in de kou....................................................................................................10
4.13 microbieel leven bij hoge temperaturen..............................................................................11
Concept 4.........................................................................................................................................13
4.14 effecten van pH op microbiële groei.....................................................................................13
4.15 osmolariteit en microbiële groei...........................................................................................13
4.16 zuurstof en microbiële groei.................................................................................................14
Concept 5.........................................................................................................................................16
4.17 generale principes en microbiële groei gecontroleerd door hitte........................................16
4.18 andere fysieke controlemethoden: radiatie en filtratie........................................................16
4.19 chemische controle van microbiële groei.............................................................................17
Hoofdstuk 12: Biotechnologie en synthetische biologie.......................................................................19
Concept 1.........................................................................................................................................19
12.1: manipulatie van DNA: PCR en nucleïnezuur hybridisatie.....................................................19
12.2 moleculair klonen.................................................................................................................21
12.3 tot expressie brengen van vreemde genen in Bacteria.........................................................22
12.4 moleculaire methodes voor mutagenese.............................................................................24
12.5 reporter genen en gen fusie.................................................................................................24
Concept 2.........................................................................................................................................25
12.6 somatropine en andere zoogdier eiwitten............................................................................25
, 12.7 transgene organismen in landbouw en aquacultuur............................................................26
12.8 gemanipuleerde vaccinaties en therapeutische middelen...................................................27
12.9 “gene mining” en traject engineering...................................................................................30
12.10 engineering van biobrandstoffen........................................................................................31
Concept 3.........................................................................................................................................32
12.11 synthetische, metabolische trajecten, biosensoren en genetische circuits........................32
12.12 synthetische cellen.............................................................................................................34
12.13 genoom bewerking en CRISPRs...........................................................................................35
12.14 biocontainment van genetisch gemodificeerde organismen..............................................36
, Hoofdstuk 4: microbiële groei en de controle hiervan
Concept 1
4.1 voed de microbe: cel voeding
Macronutriënten: nutriënten/voedingsstoffen die in grote hoeveelheden nodig zijn.
Micronutriënten: nutriënten/voedingsstoffen die in kleine hoeveelheden nodig zijn.
Een Eschericha coli cel weegt 10-12 gram hiervan is 75% water.
o Als er naar de samenstelling van cellen wordt gekeken is het normaal om het over
drooggewicht te hebben. Voor E.coli is dat ongeveer 184x10-15 gram/cel.
o 96% van het drooggewicht van een gemiddelde bacteriële cel bestaat uit de elementen
C, H, O, N, S en P (deze elementen zijn tevens voor alle levensvormen nodig).
Overige 3,7 % van de massa: K, Na, Ca, Mg, Cl, en Fe (bijna alle micro-
organismen hebben deze elementen nodig).
Cellen bestaan voornamelijk uit macromoleculen waaronder lipiden, proteïnen, polysachariden,
lipopolysachariden en nucleïne zuren (samen >96% droge massa van E.coli).
o Hoe belangrijk DNA ook is, het is maar een heel klein deel van de droge massa (3,1%).
RNA beslaat een groter deel van de massa (20,5%).
Heterotroof: organisme dat organisch C nodig heeft van een externe bron.
Autotroof: organisme dat zelf organische componenten maakt van CO 2.
Bijna alle micro-organismen kunnen NH 3 als N bron gebruiken, veel ook NO3- en een paar N2(dit
zijn de stikstof fixerende bacteriën).
Fosfor is nodig voor het maken van nucleïnezuren.
Zwavel zit in de aminozuren cysteïne en methionine en hiernaast in een aantal vitaminen.
Kalium is nodig voor activiteit van een aantal enzymen.
Magnesium stabiliseert ribosomen, membranen en nucleïnezuren en is nodig voor activiteit van
veel enzymen.
Calcium en natrium zijn essentiële nutriënten voor maar een paar organismen.
Veel enzymen hebben een metaalion of klein organisch molecuul nodig als cofactor. Daarom
hebben micro-organismen voor groei verschillende metalen nodig (vooral Fe).
Sporen metalen: metalen die in zeer kleine hoeveelheden nodig zijn.
Groei factoren: organische micronutriënten (o.a. vitaminen, aminozuren, purines, pyrimidines).
o Belangrijkste: vitaminen die functioneren als co-enzymen.
o Cyanobacteriën (autotroof) kunnen al hun groeifactoren zelf maken.
o Lactobacillus, Streptococcus en Leuconostoc leven in omgevingen met veel nutriënten.
Zij zijn afhankelijk van de nutriënten in deze omgevingen.
4.2 groei media en laboratorium culturen
Cultuur media: hierin worden micro-organismen gekweekt in laboratoria. De media worden zo
gemaakt dat ze voldoen aan de eisen van het te kweken organisme. Ze worden gesteriliseerd voor
gebruik (aangezien er anders andere organismen bij op zullen groeien). Dit wordt gedaan door het
te verhitten onder druk in een autoclaaf.
Belangrijkste element in een medium: koolstof. Alle levensvormen hebben hier veel van nodig om
nieuw celmateriaal te maken. De C-bron en C-concentratie is afhankelijk van het te kweken
organisme.
2 klassen media:
o Gedefinieerde media: precieze hoeveelheden pure anorganische of organische
chemicaliën worden toegevoegd aan gedestilleerd water om dit medium klaar te maken.
