BACTERIOLOGIE
1) BACTERIËN: OPBOUW EN INDELING
MICRO-ORGANISMEN
↳ oudste levensvorm op aarde, restanten van bacteriën gevonden als fossielen van 3,5 miljard jaar oud
universele fylogenetische stamboom met de 3 domeinen
(door vergelijkingen van SSU-rRNA-sequenties)
elke tak is een aparte evolutie
evolutielijnen van Eukarya & bacteria kruisen elkaar:
mitochondriën in eukaryote cellen zijn van oorsprong bacteriën
ARCHAE & BACTERIA EUKARYA
cellen beschikken slechts over 1 circulair cellen zijn doorgaans groter; bezitten een
gesloten chromosoom dat vrij in de cel ligt ⟹ duidelijke kern met meerdere chromosomen
prokaryoot omgeven door een kernmembraan ⟹ eukaryoot
Bacteriën = eencellige prokaryoten waarvan de Fungi (gisten & schimmels), protozoa, wormen,
genetische informatie opgeslagen ligt op een planten & dieren (inclusief de mens)
circulair gesloten dubbelstrengs DNA-molecuul
ARCHAEA
= eencellige prokaryote micro-organismen die in de natuur speciale niches innemen
bv. archaea die leven onder hoge temperaturen & druk, zeer lage O₂-concentratie
bv. halobacteria: leven onder zeer hoge zoutconcentratie → geven roze kleur
・structuur & metabolisme lijkt op die van bacteriën
・translatie & transcriptie komen overeen met Eukarya
・spelen geen rol in de geneeskunde
RELATIEVE GROOTTE VAN PATHOGENE MICRO-ORGANISMEN
・lintwormen, rondwormen, zuigwormen, ectoparasieten (luis, teek, vlo): zichtbaar met blote oog
・fungi (gisten), eencellige parasieten (protozoën) & bacteriën: zichtbaar met lichtmicroscoop
・virussen: zichtbaar met elektronenmicroscoop
,OPBOUW VAN DE BACTERIËLE CEL
grootte van bacteriën: 1 µm
SAMENSTELLING BACTERIËLE CEL:
・cytoplasma met vrij DNA, zonder organellen
・cytoplasma-membraan (neemt functie van celorganellen over)
・celwand
・externe / uitwendige structuren: flagel, pili, fimbriae
BACTERIEEL CYTOPLASMA
・nucleoid (niet omgeven door membraan) ⟨ chromosoom & plasmiden
・70S ribosomen (30S + 50S)
hoe hoger S, hoe trager
(Svedberg-eenheid: sedimentatiesnelheid gebaseerd
op grootte, vorm & massa van een molecule)
・reserve-granules
・stofwisseling-intermediairen
・geen celorganellen (functie overgenomen door cytoplasmamembraan)
CYTOPLASMAMEMBRAAN
= fosfolipidendubbellaag zonder sterolen
(uitz. Mycoplasma: hebben geen celwand → hebben wel sterolen voor rigiditeit / stevigheid)
・complexer dan bij eukaryoten (functies van celorganellen)
FUNCTIES:
① transport: actief-passief
・opname voedingsstoffen uit omgeving
◦ passief: vereist geen energie
↳ diffusie (O₂, CO₂, H₂O) vb. osmose
↳ gefaciliteerde diffusie (voor grotere moleculen zoals glucose: membranaire carrier)
◦ actief : vereist energie, meest gebruikte transportvorm
↳ via transportmoleculen of permeasen
・pompen van schadelijke stoffen naar buiten: effluxpompen
② metabolisme
・plaats voor oxidatieve metabolisme (afbraak), bevat cytochromen (rol van mitochondriën)
・binnenzijde membraan → biosynthese van macromoleculen: zowel structurele als secretie functie
(bacterie produceert enorm veel proteïnen: toxines, virulentiefactoren, degradatieve enzymen)
③ biosynthese
・aanmaak macromoleculen (DNA, lipiden, proteïnen) aan binnenzijde membraan
④ mitose
・primitief mitose-apparaat
,CELWAND
→ bepaalt in belangrijke mate de vorm van bacteriën
・bolvormig: kokken (vb. Staphylokokken)
・staafvormig: staven of bacilair (vb. gram-negatieve staven: E. Coli)
・tussenvorm: kokkenbacilair
・gekromde kommavormige staaf: vibrio (vb. Campylobacter)
・spiraalvormig: spirillen, spirocheten (vb. Borrelia burgdorferi)
de ligging vd bacteriën wordt bepaald door hoe cellen zich delen:
・ketens (streptoligging): deling in 1 richting
・trossen, kokken: deling in meerdere richtingen
→ geeft stevigheid en bescherming
→ bacteriën worden pas zichtbaar na kleuring onder lichtmicroscoop
↳ belangrijkste kleuring: kleurreactie volgens Gram (gramkleuring) → kleurt de
peptidoglycaanlaag vd celwand
→ obv celwand-opbouw worden bacteriën onderverdeeld in:
・grampositief (G+)
・gramnegatief (G-) staafjes (G- staven)
・zuurvast trossen (staphylokokken)
・spirillen
・zonder celwand
PEPTIDOGLYCAAN
= basismolecule vd celwand
STRUCTUUR :
・polysacharide ruggengraat ⟨ polymeer van disachariden (NacGlc en NacMur)
・tetrapeptide cross-linking (pentapeptide gekoppeld, eindstandige D-alanine wordt afgehaald →
vrijgezette energie wordt gebruikt voor cross-linking)
・3D structuur
・basisstructuur is gelijk voor alle bacteriën, samenstelling & aantal dwarsverbindingen kan verschillen
G- bacteriën: dun peptidoglycaanlaag ⟷ G+ bacteriën: dikke peptidoglycaanlaag
・peptidoglycaan is hydrofiel
, BIOSYNTHESE:
・aanmaak subunits in cytoplasma (peptidoglycaanlagen worden continu vernieuwd door autolysines)
・transport van subunits doorheen membraan (mbv lipidencarriers naar celwand)
・aan celwand ontstaat transglycosylase (polymerisatie) & transpeptidatie & cross-linking door PBP’s
verschillende groepen antibiotica inhiberen celwandbiosynthese / rol van autolysines
INDELING BACTERIËN OBV DE CELWAND
① grampositieve (G+) bacteriën
・meerdere lagen peptidoglycaan → stevigheid & bescherming
・hebben (lipo)teïchoïnezuren → stevigheid & fungeert als adhesine (= virulentiefactor: maat voor
pathogeniciteit van een bacterie)
・adhesine = structuur op M-O die specifieke adherentie kunnen verzorgen, binden op receptoren (vb.
aanhechting slijmvlies)
lipoteïchoïnezuur verankert helemaal tot in cytoplasmamembraan
teïchoïnezuur verankert in peptidoglycaanlaag
② gramnegatieve (G-) bacteriën
・peptidoglycaan: dunner & minder dwarsverbindingen dan G+ → geen beschermende zeef zoals G+
・hebben lipopolysachariden (LPS): voornaamste bescherming tegen schadelijke invloeden
・hebben porines (‘outer membrane proteins’) → transport van hydrofiele stoffen
・peptidoglycaan & enzymen in periplasmatische ruimte
1) BACTERIËN: OPBOUW EN INDELING
MICRO-ORGANISMEN
↳ oudste levensvorm op aarde, restanten van bacteriën gevonden als fossielen van 3,5 miljard jaar oud
universele fylogenetische stamboom met de 3 domeinen
(door vergelijkingen van SSU-rRNA-sequenties)
elke tak is een aparte evolutie
evolutielijnen van Eukarya & bacteria kruisen elkaar:
mitochondriën in eukaryote cellen zijn van oorsprong bacteriën
ARCHAE & BACTERIA EUKARYA
cellen beschikken slechts over 1 circulair cellen zijn doorgaans groter; bezitten een
gesloten chromosoom dat vrij in de cel ligt ⟹ duidelijke kern met meerdere chromosomen
prokaryoot omgeven door een kernmembraan ⟹ eukaryoot
Bacteriën = eencellige prokaryoten waarvan de Fungi (gisten & schimmels), protozoa, wormen,
genetische informatie opgeslagen ligt op een planten & dieren (inclusief de mens)
circulair gesloten dubbelstrengs DNA-molecuul
ARCHAEA
= eencellige prokaryote micro-organismen die in de natuur speciale niches innemen
bv. archaea die leven onder hoge temperaturen & druk, zeer lage O₂-concentratie
bv. halobacteria: leven onder zeer hoge zoutconcentratie → geven roze kleur
・structuur & metabolisme lijkt op die van bacteriën
・translatie & transcriptie komen overeen met Eukarya
・spelen geen rol in de geneeskunde
RELATIEVE GROOTTE VAN PATHOGENE MICRO-ORGANISMEN
・lintwormen, rondwormen, zuigwormen, ectoparasieten (luis, teek, vlo): zichtbaar met blote oog
・fungi (gisten), eencellige parasieten (protozoën) & bacteriën: zichtbaar met lichtmicroscoop
・virussen: zichtbaar met elektronenmicroscoop
,OPBOUW VAN DE BACTERIËLE CEL
grootte van bacteriën: 1 µm
SAMENSTELLING BACTERIËLE CEL:
・cytoplasma met vrij DNA, zonder organellen
・cytoplasma-membraan (neemt functie van celorganellen over)
・celwand
・externe / uitwendige structuren: flagel, pili, fimbriae
BACTERIEEL CYTOPLASMA
・nucleoid (niet omgeven door membraan) ⟨ chromosoom & plasmiden
・70S ribosomen (30S + 50S)
hoe hoger S, hoe trager
(Svedberg-eenheid: sedimentatiesnelheid gebaseerd
op grootte, vorm & massa van een molecule)
・reserve-granules
・stofwisseling-intermediairen
・geen celorganellen (functie overgenomen door cytoplasmamembraan)
CYTOPLASMAMEMBRAAN
= fosfolipidendubbellaag zonder sterolen
(uitz. Mycoplasma: hebben geen celwand → hebben wel sterolen voor rigiditeit / stevigheid)
・complexer dan bij eukaryoten (functies van celorganellen)
FUNCTIES:
① transport: actief-passief
・opname voedingsstoffen uit omgeving
◦ passief: vereist geen energie
↳ diffusie (O₂, CO₂, H₂O) vb. osmose
↳ gefaciliteerde diffusie (voor grotere moleculen zoals glucose: membranaire carrier)
◦ actief : vereist energie, meest gebruikte transportvorm
↳ via transportmoleculen of permeasen
・pompen van schadelijke stoffen naar buiten: effluxpompen
② metabolisme
・plaats voor oxidatieve metabolisme (afbraak), bevat cytochromen (rol van mitochondriën)
・binnenzijde membraan → biosynthese van macromoleculen: zowel structurele als secretie functie
(bacterie produceert enorm veel proteïnen: toxines, virulentiefactoren, degradatieve enzymen)
③ biosynthese
・aanmaak macromoleculen (DNA, lipiden, proteïnen) aan binnenzijde membraan
④ mitose
・primitief mitose-apparaat
,CELWAND
→ bepaalt in belangrijke mate de vorm van bacteriën
・bolvormig: kokken (vb. Staphylokokken)
・staafvormig: staven of bacilair (vb. gram-negatieve staven: E. Coli)
・tussenvorm: kokkenbacilair
・gekromde kommavormige staaf: vibrio (vb. Campylobacter)
・spiraalvormig: spirillen, spirocheten (vb. Borrelia burgdorferi)
de ligging vd bacteriën wordt bepaald door hoe cellen zich delen:
・ketens (streptoligging): deling in 1 richting
・trossen, kokken: deling in meerdere richtingen
→ geeft stevigheid en bescherming
→ bacteriën worden pas zichtbaar na kleuring onder lichtmicroscoop
↳ belangrijkste kleuring: kleurreactie volgens Gram (gramkleuring) → kleurt de
peptidoglycaanlaag vd celwand
→ obv celwand-opbouw worden bacteriën onderverdeeld in:
・grampositief (G+)
・gramnegatief (G-) staafjes (G- staven)
・zuurvast trossen (staphylokokken)
・spirillen
・zonder celwand
PEPTIDOGLYCAAN
= basismolecule vd celwand
STRUCTUUR :
・polysacharide ruggengraat ⟨ polymeer van disachariden (NacGlc en NacMur)
・tetrapeptide cross-linking (pentapeptide gekoppeld, eindstandige D-alanine wordt afgehaald →
vrijgezette energie wordt gebruikt voor cross-linking)
・3D structuur
・basisstructuur is gelijk voor alle bacteriën, samenstelling & aantal dwarsverbindingen kan verschillen
G- bacteriën: dun peptidoglycaanlaag ⟷ G+ bacteriën: dikke peptidoglycaanlaag
・peptidoglycaan is hydrofiel
, BIOSYNTHESE:
・aanmaak subunits in cytoplasma (peptidoglycaanlagen worden continu vernieuwd door autolysines)
・transport van subunits doorheen membraan (mbv lipidencarriers naar celwand)
・aan celwand ontstaat transglycosylase (polymerisatie) & transpeptidatie & cross-linking door PBP’s
verschillende groepen antibiotica inhiberen celwandbiosynthese / rol van autolysines
INDELING BACTERIËN OBV DE CELWAND
① grampositieve (G+) bacteriën
・meerdere lagen peptidoglycaan → stevigheid & bescherming
・hebben (lipo)teïchoïnezuren → stevigheid & fungeert als adhesine (= virulentiefactor: maat voor
pathogeniciteit van een bacterie)
・adhesine = structuur op M-O die specifieke adherentie kunnen verzorgen, binden op receptoren (vb.
aanhechting slijmvlies)
lipoteïchoïnezuur verankert helemaal tot in cytoplasmamembraan
teïchoïnezuur verankert in peptidoglycaanlaag
② gramnegatieve (G-) bacteriën
・peptidoglycaan: dunner & minder dwarsverbindingen dan G+ → geen beschermende zeef zoals G+
・hebben lipopolysachariden (LPS): voornaamste bescherming tegen schadelijke invloeden
・hebben porines (‘outer membrane proteins’) → transport van hydrofiele stoffen
・peptidoglycaan & enzymen in periplasmatische ruimte
