MICROBEN
Hoorcollege 1: microbiologie
Aantekeningen college:
Bacteriën, bacteriofagen en archaea:
MRSA = Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus → is een redelijk veel voorkomende bacterie, maar
sommige zijn pathogeen
MRSA: staat voor meticilline-resistente Staphylococcus aureus. In de volksmond staat het bekend als de
'ziekenhuisbacterie' omdat het vooral in ziekenhuizen uitbraken veroorzaakt. De MRSA bacterie is
ongevoelig (resistent) voor een behandeling met antibiotica die lijken op het middel meticilline, een groep
middelen die veel gebruikt wordt. MRSA bacteriën zijn onderdeel van de bijzonder resistente micro-
organismen
Als bacteriën resistent worden tegen antibiotica, kunnen we waarschijnlijk niet langer leven dan 50 jaar,
omdat de bacteriën dan overnemen en standaard behandelingen voor andere ziekten niet meer plaats
kunnen vinden.
Bacteriële ziekten:
- Builenpest = Yersinia pestis
- Cholera = Vibrio cholerae → als er na een ramp geen vers water is → de bacterie veroorzaakt
diarree en uitdroging
- Longontsteking = streptococcus pneumoniae
- Tuberculose = Mycobacterium tuberculosis
- Voedselvergiftiging = Salmonella typhimurium & Escherichia coli
- Maagzweer = Helicobacter pylori
- Gonorroe = Neisseria gonorrhoeae
- Veteranenziekte = Legionella pneumophila
- Hersenvliesontsteking = Haemophilus influenzae
- Miltvuur (antrax) = Bacillus anthracis
Bacillus anthracis is een gram positieve bacterie → kan heel lang overleven als endospore → doen dit als
er geen voedsel aanwezig is voor de bacterie.
Niet alleen dieren maar ook planten kunnen last hebben van bacteriën
Citrus kanker = Xanthomonas citri
Panama disease = Fusarium oxysporum (eukaryoot micro-organisme = schimmel) → grote problemen op
bananenplantages → bananen kunnen niet meer groeien
Aardappelziekte = Phytophthora infestans
Zijn schimmels gevaarlijk voor de mens?
- Candida albicans kan schimmelinfecties in de vagina en mond veroorzaken
Vooral de eukaryote protozoa zijn gevaarlijk voor de mens
- Malaria = plasmodium falciparum
- Leishmaniasis = Leishmania major
- Slaapziekte = Trypanosoma brucei
Tabacco mosaic disease = virus --------------------------------------------------------->
Het werd in 1892 al onderzocht: het bleek dat bacterien te filteren zijn, maar dit
(virus) kon niet gefilterd worden dus het moest kleiner zijn
Plant viruses cause $billion/year loss world wide
1
,Virussen voor de mens:
• hepatitis
• dengue
• HIV
• polio
• measles
Louis Pasteur (1822-1895) ontwikkelde het eerste vaccin met verzwakte stammen, eerst gedaan met Fowl
cholera en Rabies
Immunisatie = Er zijn twee vormen van immunisatie: actieve en passieve immunisatie. Bij passieve immunisatie
worden antistoffen toegediend die door andere mensen of dieren zijn geproduceerd; passieve immunisatie
biedt onmiddellijke bescherming tegen infecties. Actieve immunisatie is het opwekken van immuniteit na
blootstelling aan een antigeen. Hierdoor ontwikkelt de patiënt een eigen immuunrespons tegen de
verwekker wat een langdurige, vaak zelfs permanente bescherming geeft.
Examples of food preservation/processing: Fermentatie door bacteriën en
schimmels (gisten) zoals in bier, kaas, kool, sojabonen en brood
3 essentiële rollen van bacteriën:
- ze worden gebruikt in voeding
- ze worden gebruikt om medicijnen te maken
- ze doen aan nitrogen fixatie
Nitrogen fixatie wordt alleen gedaan door bacteriën, planten en dieren
kunnen het niet. De bacteriën leven samen met de planten zodat de planten
de producten van de fixatie op kunnen nemen = symbiose
Korstmossen (Lichens) = samenwerking tussen een alg en een schimmel
Essentiele symbioses met hogere organismen:
Microbioom
Menselijke microbioom in de darmen bevat ongeveer 500 soorten → kan grote
gevolgen hebben op hoe medicijnen werken. Het is lastig om het te onderzoeken
omdat er zo veel soorten aanwezig zijn, het bij iedereen anders is en omdat je niet
zomaar experimenten op mensen kan doen.
Op de huid is ook sprake van een microbioom
Planten hebben ook een microbioom en dit is belangrijk voor de nutrient cyclus -----
----------------------------------------------------------------->
Biotechnologie:
Productie van chemische verbindingen en enzymen
- vitaminen
- enzymen
- biofuels
In 1929 werd penicillium ontdekt = een substantie die bacteriën doodt → dit was het eerste antbioticum
2
,Kunnen virussen ook nuttig zijn?
Virussen zorgen ervoor dat plankton blooms verdwijnen, virussen zijn dus belangrijk voor het onder controle
houden van algen (cyanobacteriën).
Bacteriofaag = bacterie virus
Virussen kunnen ook bruikbaar zijn voor gentherapie → ze kunnen namelijk DNA in een cel krijgen en
hebben hele specifieke receptoren
Door virussen en bacteriofagen hebben we: Restrictieenzymen en CRSPR-Cas
3 useful activities of virusses:
- ze kunnen bacteriën bestrijden (bacteriofaag)
- ze kunnen worden ingezet bij gentherapie
- door virussen hebben we restrictie-enzymen en CRISPR-Cas
De bacteriële cel:
Bacteriën zijn erg klein --------------------------------------------------->
Antonie van Leeuwenhoek vond de microscoop uit (eigenlijk om naar de
kwaliteit van stoffen te kijken)
Robert Hooke bouwde de eerste echte microscoop met meerdere lenzen, hij
bedacht ook de term “cel”
Bacteriën hebben verschillende vormen en kunnen bekeken worden met een licht microscoop en met SEM
(scanning electron microscoop). Er zijn 3 belangrijke vormen: Basic forms = bacilli, spiral, cocci
Als iets in qua grootte in de buurt ligt van de golflengte van zichtbaar licht, dan is het slecht te zien
(resolutie is laag), dan moet je dus elektronen microscopen gebruiken, omdat elektronen een kleinere
golflengte hebben dan lichtgolven.
Om de resolutie te vergroten kan je olie immersie gebruiken in een lichtmicroscoop
3
, Er zijn 2 soorten verschillen tussen bacteriën:
- gram-positief: dikke celwand
- gram-negatief (dunne celwand met extra membraan): gaan minder snel dood door antibiotica
Het belangrijkste verschil tussen die groepen zit hem in de bouw van de celwand. De Gram-negatieve
variant heeft een celwand die bestaat uit twee lagen (membranen). Dit deel van gram-positieve bacteriën
bestaat uit één dikke laag en bij hen treedt resistentie over het algemeen minder vaak op.`
Phase contrast microscopy:
Voordeel is dat de organismen kunnen blijven leven.
Fasecontrastmicroscopie is een optische microscopietechniek die faseverschuivingen in licht dat door een
transparant preparaat gaat, omzet in helderheidsveranderingen in het beeld. Faseverschuivingen zelf zijn
onzichtbaar, maar worden zichtbaar wanneer ze worden weergegeven als helderheidsvariaties.
Fluorence microscopy:
Fluorescentiemicroscopie is een techniek die in biologisch en medisch onderzoek wordt gebruikt waarbij
fluorescerende kleurstoffen worden gebruikt die oplichten als ze worden bestraald met licht van een kortere
golflengte. De methode wordt dan ook wel immunofluorescentie-, ofwel IF-microscopie genoemd.
De cellen moeten worden gefixeerd → structuur wordt vernield → Immunofluorescence (primary/secondary
antibody)
GFP: fluorescentie in Aequorea Victoria (een kwal) wordt veroorzaakt door GFP, door GFP hoef je geen
fixatie te gebruiken en kan je dus ook fases bekijken = belangrijk in gene regulation studies
TEM = transmissie elektron microscopie → door het specimen heen, je kijkt dus naar de binnenkant
- je hebt contrast nodig
SEM = Scanning elektron microscopie → voor de oppervlakte van je specimen, je kijkt dus van buiten
Cryo-EM = je hoeft je sample niet te verstoren → Bij cryo-EM of elektronencryomicroscopie is het monster
flash-frozen = Gesuspendeerd in water en snel ingevroren in een koelmiddel.
- Cryo-elektronentomografie, of elektronencryotomografie, vermijdt de
noodzaak om het monster fysiek te snijden zoals wel moet bij dunne-sectie
TEM
- De afbeeldingen worden digitaal gecombineerd om het hele object in 3D te
visualiseren
- Genereert modellen met hoge resolutie van virusdeeltjes
Magnetosoom = bacteriën kunnen “ruiken” (het magnetisch veld detecteren) en dan er dus naar toe of
vanaf zwemmen
Celmembraan + celwand (= cel envelope) is erg belangrijk voor de vorm en bescherming van een bacterie
4
Hoorcollege 1: microbiologie
Aantekeningen college:
Bacteriën, bacteriofagen en archaea:
MRSA = Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus → is een redelijk veel voorkomende bacterie, maar
sommige zijn pathogeen
MRSA: staat voor meticilline-resistente Staphylococcus aureus. In de volksmond staat het bekend als de
'ziekenhuisbacterie' omdat het vooral in ziekenhuizen uitbraken veroorzaakt. De MRSA bacterie is
ongevoelig (resistent) voor een behandeling met antibiotica die lijken op het middel meticilline, een groep
middelen die veel gebruikt wordt. MRSA bacteriën zijn onderdeel van de bijzonder resistente micro-
organismen
Als bacteriën resistent worden tegen antibiotica, kunnen we waarschijnlijk niet langer leven dan 50 jaar,
omdat de bacteriën dan overnemen en standaard behandelingen voor andere ziekten niet meer plaats
kunnen vinden.
Bacteriële ziekten:
- Builenpest = Yersinia pestis
- Cholera = Vibrio cholerae → als er na een ramp geen vers water is → de bacterie veroorzaakt
diarree en uitdroging
- Longontsteking = streptococcus pneumoniae
- Tuberculose = Mycobacterium tuberculosis
- Voedselvergiftiging = Salmonella typhimurium & Escherichia coli
- Maagzweer = Helicobacter pylori
- Gonorroe = Neisseria gonorrhoeae
- Veteranenziekte = Legionella pneumophila
- Hersenvliesontsteking = Haemophilus influenzae
- Miltvuur (antrax) = Bacillus anthracis
Bacillus anthracis is een gram positieve bacterie → kan heel lang overleven als endospore → doen dit als
er geen voedsel aanwezig is voor de bacterie.
Niet alleen dieren maar ook planten kunnen last hebben van bacteriën
Citrus kanker = Xanthomonas citri
Panama disease = Fusarium oxysporum (eukaryoot micro-organisme = schimmel) → grote problemen op
bananenplantages → bananen kunnen niet meer groeien
Aardappelziekte = Phytophthora infestans
Zijn schimmels gevaarlijk voor de mens?
- Candida albicans kan schimmelinfecties in de vagina en mond veroorzaken
Vooral de eukaryote protozoa zijn gevaarlijk voor de mens
- Malaria = plasmodium falciparum
- Leishmaniasis = Leishmania major
- Slaapziekte = Trypanosoma brucei
Tabacco mosaic disease = virus --------------------------------------------------------->
Het werd in 1892 al onderzocht: het bleek dat bacterien te filteren zijn, maar dit
(virus) kon niet gefilterd worden dus het moest kleiner zijn
Plant viruses cause $billion/year loss world wide
1
,Virussen voor de mens:
• hepatitis
• dengue
• HIV
• polio
• measles
Louis Pasteur (1822-1895) ontwikkelde het eerste vaccin met verzwakte stammen, eerst gedaan met Fowl
cholera en Rabies
Immunisatie = Er zijn twee vormen van immunisatie: actieve en passieve immunisatie. Bij passieve immunisatie
worden antistoffen toegediend die door andere mensen of dieren zijn geproduceerd; passieve immunisatie
biedt onmiddellijke bescherming tegen infecties. Actieve immunisatie is het opwekken van immuniteit na
blootstelling aan een antigeen. Hierdoor ontwikkelt de patiënt een eigen immuunrespons tegen de
verwekker wat een langdurige, vaak zelfs permanente bescherming geeft.
Examples of food preservation/processing: Fermentatie door bacteriën en
schimmels (gisten) zoals in bier, kaas, kool, sojabonen en brood
3 essentiële rollen van bacteriën:
- ze worden gebruikt in voeding
- ze worden gebruikt om medicijnen te maken
- ze doen aan nitrogen fixatie
Nitrogen fixatie wordt alleen gedaan door bacteriën, planten en dieren
kunnen het niet. De bacteriën leven samen met de planten zodat de planten
de producten van de fixatie op kunnen nemen = symbiose
Korstmossen (Lichens) = samenwerking tussen een alg en een schimmel
Essentiele symbioses met hogere organismen:
Microbioom
Menselijke microbioom in de darmen bevat ongeveer 500 soorten → kan grote
gevolgen hebben op hoe medicijnen werken. Het is lastig om het te onderzoeken
omdat er zo veel soorten aanwezig zijn, het bij iedereen anders is en omdat je niet
zomaar experimenten op mensen kan doen.
Op de huid is ook sprake van een microbioom
Planten hebben ook een microbioom en dit is belangrijk voor de nutrient cyclus -----
----------------------------------------------------------------->
Biotechnologie:
Productie van chemische verbindingen en enzymen
- vitaminen
- enzymen
- biofuels
In 1929 werd penicillium ontdekt = een substantie die bacteriën doodt → dit was het eerste antbioticum
2
,Kunnen virussen ook nuttig zijn?
Virussen zorgen ervoor dat plankton blooms verdwijnen, virussen zijn dus belangrijk voor het onder controle
houden van algen (cyanobacteriën).
Bacteriofaag = bacterie virus
Virussen kunnen ook bruikbaar zijn voor gentherapie → ze kunnen namelijk DNA in een cel krijgen en
hebben hele specifieke receptoren
Door virussen en bacteriofagen hebben we: Restrictieenzymen en CRSPR-Cas
3 useful activities of virusses:
- ze kunnen bacteriën bestrijden (bacteriofaag)
- ze kunnen worden ingezet bij gentherapie
- door virussen hebben we restrictie-enzymen en CRISPR-Cas
De bacteriële cel:
Bacteriën zijn erg klein --------------------------------------------------->
Antonie van Leeuwenhoek vond de microscoop uit (eigenlijk om naar de
kwaliteit van stoffen te kijken)
Robert Hooke bouwde de eerste echte microscoop met meerdere lenzen, hij
bedacht ook de term “cel”
Bacteriën hebben verschillende vormen en kunnen bekeken worden met een licht microscoop en met SEM
(scanning electron microscoop). Er zijn 3 belangrijke vormen: Basic forms = bacilli, spiral, cocci
Als iets in qua grootte in de buurt ligt van de golflengte van zichtbaar licht, dan is het slecht te zien
(resolutie is laag), dan moet je dus elektronen microscopen gebruiken, omdat elektronen een kleinere
golflengte hebben dan lichtgolven.
Om de resolutie te vergroten kan je olie immersie gebruiken in een lichtmicroscoop
3
, Er zijn 2 soorten verschillen tussen bacteriën:
- gram-positief: dikke celwand
- gram-negatief (dunne celwand met extra membraan): gaan minder snel dood door antibiotica
Het belangrijkste verschil tussen die groepen zit hem in de bouw van de celwand. De Gram-negatieve
variant heeft een celwand die bestaat uit twee lagen (membranen). Dit deel van gram-positieve bacteriën
bestaat uit één dikke laag en bij hen treedt resistentie over het algemeen minder vaak op.`
Phase contrast microscopy:
Voordeel is dat de organismen kunnen blijven leven.
Fasecontrastmicroscopie is een optische microscopietechniek die faseverschuivingen in licht dat door een
transparant preparaat gaat, omzet in helderheidsveranderingen in het beeld. Faseverschuivingen zelf zijn
onzichtbaar, maar worden zichtbaar wanneer ze worden weergegeven als helderheidsvariaties.
Fluorence microscopy:
Fluorescentiemicroscopie is een techniek die in biologisch en medisch onderzoek wordt gebruikt waarbij
fluorescerende kleurstoffen worden gebruikt die oplichten als ze worden bestraald met licht van een kortere
golflengte. De methode wordt dan ook wel immunofluorescentie-, ofwel IF-microscopie genoemd.
De cellen moeten worden gefixeerd → structuur wordt vernield → Immunofluorescence (primary/secondary
antibody)
GFP: fluorescentie in Aequorea Victoria (een kwal) wordt veroorzaakt door GFP, door GFP hoef je geen
fixatie te gebruiken en kan je dus ook fases bekijken = belangrijk in gene regulation studies
TEM = transmissie elektron microscopie → door het specimen heen, je kijkt dus naar de binnenkant
- je hebt contrast nodig
SEM = Scanning elektron microscopie → voor de oppervlakte van je specimen, je kijkt dus van buiten
Cryo-EM = je hoeft je sample niet te verstoren → Bij cryo-EM of elektronencryomicroscopie is het monster
flash-frozen = Gesuspendeerd in water en snel ingevroren in een koelmiddel.
- Cryo-elektronentomografie, of elektronencryotomografie, vermijdt de
noodzaak om het monster fysiek te snijden zoals wel moet bij dunne-sectie
TEM
- De afbeeldingen worden digitaal gecombineerd om het hele object in 3D te
visualiseren
- Genereert modellen met hoge resolutie van virusdeeltjes
Magnetosoom = bacteriën kunnen “ruiken” (het magnetisch veld detecteren) en dan er dus naar toe of
vanaf zwemmen
Celmembraan + celwand (= cel envelope) is erg belangrijk voor de vorm en bescherming van een bacterie
4
