Introductie (1)
Bacteriologie
Evolutie
Mobiele fossielen
- eerste leven op aarde 3,5 tot 4 miljard jaar geleden gevonden via
1. stromatolieten
└ afzettingsgesteenten met fossiele filamenteuze micro-organismen
└ onder meer cyanobacteriën (blauwe kleur)
2. fossiele microbiële matten
└ vooral gevormd in intergetijden gebieden
└ verschillende kleuren zijn afkomstig van bacteriën
3. kerogen
└ organisch materiaal in oude gesteenten
└ op basis van koolstofmetingen weten hoe oud
- eerste bacteriën hebben zuurstof in het milieu gebracht → maakte ander leven mogelijk
Historisch overzicht
- Voor 1650
└ Theorie van spontane generatie: ontstaan van levende organismen uit niet-levend materiaal
└ G. Fracastoro zag als eerste relatie tussen ziekte en spreiding door contact, lucht …
→ overdraagzaamheid van ziekte
- Vanaf 17de eeuw
└ Ontwikkeling microscoop (30x)
└ Introductie van term “cel” als entiteit in weefsel door Robert Hooke
Van 1650-1850
- Antoni van Leeuwenhoek
└ ontwikkelde lichtmicroscoop met hoge resolutie (270-480x)
└ beschreef als eerste bacteriën (animalcules; kleine levende wezens)
- Carolus Linnaeus
└ grondlegger van huidige taxonomie, zowel voor dieren als voor planten
└ gaf binaire nomenclatuur (genus – en speciesnaam) ook aan bacteriën
,Van 1850-1950
- Louis Pasteur
└ weerlegde idee van spontane generatie: kiemen aan basis van bedorven voedsel
└ ontwikkelde ziektekiemtheorie
└ leverde bewijs van aanwezigheid van kiemen in lucht
└ pasteurisatie: vernietiging van kiemen door verhitting
- Robert Koch
└ bevestigde ziektekiemtheorie
└ eerst aangetoond voor antrax (miltvuur), nadien voor verschillende ziekten
└ Kochs postulaten: 4 voorwaarden om aan te tonen dat bepaalde kiem ziekte veroorzaakt
1. Uit zieke dier moet je organismen kunnen aantonen die niet aanwezig zijn in gezond dier
2. Organismen moet je kunnen opgroeien in culturen
3. Als je die bacterie terug aan een gezond dier geeft, dan wordt het ziek
4. Zelfde micro-organisme terug isoleerbaar uit zieke dier
- Martinus Beijerinck
└ isolatie micro-organismen uit omgeving
└ ontdekte verschillende groepen bacteriën: lichtgevende, sulfaat – en nitraatreducerende &
methanogene micro-organismen
- Sergei Winogradsky
└ beschreef als eerste autotrofe, chlorofylvrije bacteriën → CO2 koolstofbron, H2S energiebron
└ nitrificerende en N-fixerende anaerobe bacteriën
Na 1950
- Vergelijkende biochemie
└ onderzoek metabole processen: gelijkaardig in verschillende organismen
└ algemene formules voor ademhaling, fotosynthese
└ bacteriën: modelsysteem voor studie metabolisme
- Moleculaire biologie
└ 1953: ontdekking DNA-structuur
└ Jaren ’60: ontdekking mRNA/tRNA, regulatie proteïnesynthese en kraken genetische code
└ Jaren ’70: intrede recombinant DNA-technologie
└ 1995: eerste genoomsequentie (van Haemophilus influenzae)
└ 21ste eeuw: intrede van -omics
,Domeinen van het leven
Fylogenetische stamboom = op basis van geconserveerde ribosomale
RNA-sequenties kunnen we levende organismen indelen in 3 domeinen
Drie domeinen van het leven
1. Bacteria
2. Archaea = leven voornamelijk in extreme omstandigheden
3. Eukarya = protisten, fungi, planten & dieren
Vier groepen micro-organismen (meestal unicellulair itt planten&dieren)
1. Bacteria
2. Archaea
3. Fungi
4. Protisten
Cel als fundamentele eenheid van alle levende organismen
- Functionele eigenschappen
└ metabolisme: verwerven van energie, synthese van celmateriaal dmv enzymen …
└ reproductie
- Structurele eigenschappen
└ cytoplasma waarin meeste metabolische en enzymatische processen gebeuren
└ DNA met erfelijk materiaal
└ celmembraan
└ eventueel celwand
Virus is geen micro-organisme; niet-cellulair, dus geen levend organisme
Prokaryote versus eukaryote cel
Bij eukaryote cel ligt DNA in kernmembraan,
bij prokaryote cel ligt DNA verspreid in een zone (nucleoïde)
Nomenclatuur micro-organismen
- Binaire naamgeving
└ Genus of geslacht vb. Staphylococcus, Clostridium
└ Species of soort vb. S. aureus, C. botulinum
- Meerdere genera vormen een familie
- Meerdere families vormen een orde
- Meerdere orden vormen een klasse
- Meerdere klassen vormen een fylum
- Een soort bevat verwante stammen (isolaten)
- Een soort bevat ook verschillende types (vb. serotypes)
, Morfologie bacteriën en archaea (2)
Bacteriologie
Morfologie bacteriën en archaea
- Meeste bacteriën en archaea zijn unicellulair → cellen leven gescheiden van elkaar
- Sommige vormen multicellulaire aggregaten → vb. filamenteuze bacteriën, vorming mycelium
- Sommige vertonen pleomorfie → verschillende vormen mogelijk
- Sommige vormen associaties met andere soorten → biofilmvorming & symbiose
- Meeste bacteriën en archaea hebben een bepaalde celgrootte
└ Zeer klein: vb. Mycoplasma
└ Zeer groot: vb. Thiomargarita
└ Ter vergelijking: Staphylococcus (1µm)
- Verscheidene vormen mogelijk
Coccen = bolvormig
└ verschillende groepering naargelang celdeling
Bacillen = staafvormig
└ meest voorkomende vorm bij prokaryoten
└ ketens van 2 of meerdere staafvormige cellen
└ celdeling steeds volgens dwarse as
Spiraalvormig
└ Vibrio = gebogen staafje, kommavormig
└ Spirillum = lange, rigide, spiraalvormige cel (vaste vorm)
└ Spirocheet = lange, flexibele, spiraalvormige cel (vorm verandert bij beweging)
Filamenteus
└ Antiobacteria = vormen lange filamenten van verschillende cellen, mogelijks vertakkingen &
vormen een uitgebreid netwerk (mycelium)
└ Cyanobacteria = vormen lange filamenten (trichoom), cellen liggen naast elkaar, deling
volgens lengteas & mogelijks gespecialiseerde cellen aanwezig
Bacteriologie
Evolutie
Mobiele fossielen
- eerste leven op aarde 3,5 tot 4 miljard jaar geleden gevonden via
1. stromatolieten
└ afzettingsgesteenten met fossiele filamenteuze micro-organismen
└ onder meer cyanobacteriën (blauwe kleur)
2. fossiele microbiële matten
└ vooral gevormd in intergetijden gebieden
└ verschillende kleuren zijn afkomstig van bacteriën
3. kerogen
└ organisch materiaal in oude gesteenten
└ op basis van koolstofmetingen weten hoe oud
- eerste bacteriën hebben zuurstof in het milieu gebracht → maakte ander leven mogelijk
Historisch overzicht
- Voor 1650
└ Theorie van spontane generatie: ontstaan van levende organismen uit niet-levend materiaal
└ G. Fracastoro zag als eerste relatie tussen ziekte en spreiding door contact, lucht …
→ overdraagzaamheid van ziekte
- Vanaf 17de eeuw
└ Ontwikkeling microscoop (30x)
└ Introductie van term “cel” als entiteit in weefsel door Robert Hooke
Van 1650-1850
- Antoni van Leeuwenhoek
└ ontwikkelde lichtmicroscoop met hoge resolutie (270-480x)
└ beschreef als eerste bacteriën (animalcules; kleine levende wezens)
- Carolus Linnaeus
└ grondlegger van huidige taxonomie, zowel voor dieren als voor planten
└ gaf binaire nomenclatuur (genus – en speciesnaam) ook aan bacteriën
,Van 1850-1950
- Louis Pasteur
└ weerlegde idee van spontane generatie: kiemen aan basis van bedorven voedsel
└ ontwikkelde ziektekiemtheorie
└ leverde bewijs van aanwezigheid van kiemen in lucht
└ pasteurisatie: vernietiging van kiemen door verhitting
- Robert Koch
└ bevestigde ziektekiemtheorie
└ eerst aangetoond voor antrax (miltvuur), nadien voor verschillende ziekten
└ Kochs postulaten: 4 voorwaarden om aan te tonen dat bepaalde kiem ziekte veroorzaakt
1. Uit zieke dier moet je organismen kunnen aantonen die niet aanwezig zijn in gezond dier
2. Organismen moet je kunnen opgroeien in culturen
3. Als je die bacterie terug aan een gezond dier geeft, dan wordt het ziek
4. Zelfde micro-organisme terug isoleerbaar uit zieke dier
- Martinus Beijerinck
└ isolatie micro-organismen uit omgeving
└ ontdekte verschillende groepen bacteriën: lichtgevende, sulfaat – en nitraatreducerende &
methanogene micro-organismen
- Sergei Winogradsky
└ beschreef als eerste autotrofe, chlorofylvrije bacteriën → CO2 koolstofbron, H2S energiebron
└ nitrificerende en N-fixerende anaerobe bacteriën
Na 1950
- Vergelijkende biochemie
└ onderzoek metabole processen: gelijkaardig in verschillende organismen
└ algemene formules voor ademhaling, fotosynthese
└ bacteriën: modelsysteem voor studie metabolisme
- Moleculaire biologie
└ 1953: ontdekking DNA-structuur
└ Jaren ’60: ontdekking mRNA/tRNA, regulatie proteïnesynthese en kraken genetische code
└ Jaren ’70: intrede recombinant DNA-technologie
└ 1995: eerste genoomsequentie (van Haemophilus influenzae)
└ 21ste eeuw: intrede van -omics
,Domeinen van het leven
Fylogenetische stamboom = op basis van geconserveerde ribosomale
RNA-sequenties kunnen we levende organismen indelen in 3 domeinen
Drie domeinen van het leven
1. Bacteria
2. Archaea = leven voornamelijk in extreme omstandigheden
3. Eukarya = protisten, fungi, planten & dieren
Vier groepen micro-organismen (meestal unicellulair itt planten&dieren)
1. Bacteria
2. Archaea
3. Fungi
4. Protisten
Cel als fundamentele eenheid van alle levende organismen
- Functionele eigenschappen
└ metabolisme: verwerven van energie, synthese van celmateriaal dmv enzymen …
└ reproductie
- Structurele eigenschappen
└ cytoplasma waarin meeste metabolische en enzymatische processen gebeuren
└ DNA met erfelijk materiaal
└ celmembraan
└ eventueel celwand
Virus is geen micro-organisme; niet-cellulair, dus geen levend organisme
Prokaryote versus eukaryote cel
Bij eukaryote cel ligt DNA in kernmembraan,
bij prokaryote cel ligt DNA verspreid in een zone (nucleoïde)
Nomenclatuur micro-organismen
- Binaire naamgeving
└ Genus of geslacht vb. Staphylococcus, Clostridium
└ Species of soort vb. S. aureus, C. botulinum
- Meerdere genera vormen een familie
- Meerdere families vormen een orde
- Meerdere orden vormen een klasse
- Meerdere klassen vormen een fylum
- Een soort bevat verwante stammen (isolaten)
- Een soort bevat ook verschillende types (vb. serotypes)
, Morfologie bacteriën en archaea (2)
Bacteriologie
Morfologie bacteriën en archaea
- Meeste bacteriën en archaea zijn unicellulair → cellen leven gescheiden van elkaar
- Sommige vormen multicellulaire aggregaten → vb. filamenteuze bacteriën, vorming mycelium
- Sommige vertonen pleomorfie → verschillende vormen mogelijk
- Sommige vormen associaties met andere soorten → biofilmvorming & symbiose
- Meeste bacteriën en archaea hebben een bepaalde celgrootte
└ Zeer klein: vb. Mycoplasma
└ Zeer groot: vb. Thiomargarita
└ Ter vergelijking: Staphylococcus (1µm)
- Verscheidene vormen mogelijk
Coccen = bolvormig
└ verschillende groepering naargelang celdeling
Bacillen = staafvormig
└ meest voorkomende vorm bij prokaryoten
└ ketens van 2 of meerdere staafvormige cellen
└ celdeling steeds volgens dwarse as
Spiraalvormig
└ Vibrio = gebogen staafje, kommavormig
└ Spirillum = lange, rigide, spiraalvormige cel (vaste vorm)
└ Spirocheet = lange, flexibele, spiraalvormige cel (vorm verandert bij beweging)
Filamenteus
└ Antiobacteria = vormen lange filamenten van verschillende cellen, mogelijks vertakkingen &
vormen een uitgebreid netwerk (mycelium)
└ Cyanobacteria = vormen lange filamenten (trichoom), cellen liggen naast elkaar, deling
volgens lengteas & mogelijks gespecialiseerde cellen aanwezig
