Infec&e en afweer Sanne Van den Bossche
Hoofdstuk 1 microbiologie
• Wat waren de belangrijkste bijdragen van Carl Woese aan de microbiologie, en
waarom zijn deze relevant voor onze kennis over de diversiteit van het leven?
• Leg uit wat het concept van LUCA (Last Universal Common Ancestor) inhoudt en
waarom het bestaan hiervan controversieel is.
• Hoe beïnvloedt horizontale gentransfer de genetische diversiteit en evolutie van
bacteriën, bijvoorbeeld in het geval van antibioticaresistentie?
• Beschrijf de rol van commensale bacteriën in het menselijk lichaam en hoe deze
symbiose de gezondheid beïnvloedt.
• Wat is het verschil tussen een opportunistische infectie en een infectie veroorzaakt
door een conditioneel pathogeen? Geef voorbeelden.
• Hoe hebben nieuwe sequencing-technieken zoals NGS de studie van microben en
hun niches veranderd?
• Wat zijn de belangrijkste kenmerken die archaea onderscheiden van bacteriën,
ondanks hun overeenkomstige prokaryotische structuur?
• Waarom zijn virussen niet opgenomen in de drie domeinen van het leven?
• Bespreek hoe infectieziekten zoals mazelen afhankelijk zijn van de bevolkingsgrootte
en -dichtheid om te overleven en zich te verspreiden.
• Welke factoren dragen bij aan de opkomst van nieuwe pathogenen, en wat kunnen
we hiervan leren om toekomstige pandemieën te voorkomen?
Antwoorden
Wat waren de belangrijkste bijdragen van Carl Woese aan de microbiologie, en waarom
zijn deze relevant voor onze kennis over de diversiteit van het leven?
Carl Woese introduceerde in 1977 het concept van de drie domeinen van het leven (Archaea,
Bacteria, en Eukarya) op basis van verschillen in 16S rRNA-sequen&es. Dit veranderde het
begrip van evolu&onaire rela&es en toonde aan dat Archaea een aparte groep zijn, niet
slechts een subtype van bacteriën.
Leg uit wat het concept van LUCA (Last Universal Common Ancestor) inhoudt en waarom
het bestaan hiervan controversieel is.
LUCA is een hypothe&sche gemeenschappelijke voorouder van alle huidige levensvormen.
Het bestaan is controversieel omdat horizontale gentransfer in de vroege evolu&e zo
wijdverbreid was dat er mogelijk geen enkelvoudig organisme was dat als 'oorsprong' kan
worden beschouwd.
1
,Infec&e en afweer Sanne Van den Bossche
Hoe beïnvloedt horizontale gentransfer de geneEsche diversiteit en evoluEe van bacteriën,
bijvoorbeeld in het geval van anEbioEcaresistenEe?
Horizontale gentransfer stelt bacteriën in staat genen, zoals resisten&egenen, uit te wisselen
tussen verschillende soorten of stammen. Dit versnelt hun aanpassingsvermogen en draagt
bij aan het ontstaan en de verspreiding van an&bio&caresisten&e.
Beschrijf de rol van commensale bacteriën in het menselijk lichaam en hoe deze symbiose
de gezondheid beïnvloedt.
Commensale bacteriën leven in symbiose met de gastheer, helpen bij voedselvertering,
produceren vitamines en ondersteunen het immuunsysteem. Een gezond microbioom
beschermt tegen pathogenen en speelt een rol in metabole en immunologische func&es.
Wat is het verschil tussen een opportunisEsche infecEe en een infecEe veroorzaakt door
een condiEoneel pathogeen? Geef voorbeelden.
Opportunis&sche infec&es ontstaan alleen bij een verzwakt immuunsysteem (bijvoorbeeld
Pneumocys&s jirovecii bij aids-pa&ënten). Condi&onele pathogenen, zoals E. coli, kunnen
ziekte veroorzaken onder bepaalde omstandigheden, zoals een wond of immuunsuppressie.
Hoe hebben nieuwe sequencing-technieken zoals NGS de studie van microben en hun
niches veranderd?
Next Genera&on Sequencing (NGS) maakt het mogelijk om het volledige DNA en RNA van
micro-organismen te analyseren, inclusief niet-cul&veerbare soorten. Het hee\ onze kennis
over microbiële diversiteit en func&es in verschillende niches aanzienlijk vergroot.
Wat zijn de belangrijkste kenmerken die archaea onderscheiden van bacteriën, ondanks
hun overeenkomsEge prokaryoEsche structuur?
Archaea hebben unieke lipiden in hun celmembranen, verschillen in celwandstructuur (geen
pep&doglycaan), en hun genexpressiesysteem lijkt meer op dat van eukaryoten.
Waarom zijn virussen niet opgenomen in de drie domeinen van het leven? Licht je
antwoord toe met voorbeelden.
Virussen worden niet als levende organismen beschouwd omdat ze geen eigen metabolisme
of celstructuur hebben. Ze zijn a^ankelijk van een gastheercel voor replica&e. Bijvoorbeeld,
HIV en influenza gebruiken gastheermechanismen voor vermenigvuldiging.
Bespreek hoe infecEeziekten zoals mazelen aNankelijk zijn van de bevolkingsgrooOe en -
dichtheid om te overleven en zich te verspreiden.
Mazelenvirus kan alleen overleven in grote bevolkingen met een constante aanvoer van
vatbare personen. In kleine, geïsoleerde gemeenschappen, zoals de Faroër-eilanden, ster\
het virus na een epidemie vaak uit totdat het opnieuw wordt geïmporteerd.
2
,Infec&e en afweer Sanne Van den Bossche
Welke factoren dragen bij aan de opkomst van nieuwe pathogenen, en wat kunnen we
hiervan leren om toekomsEge pandemieën te voorkomen?
Factoren zoals bevolkingsgroei, wereldwijde mobiliteit, klimaatverandering, en intensieve
veehouderij dragen bij aan nieuwe pathogenen. Om pandemieën te voorkomen, zijn
monitoring van opkomende infec&es, vaccinontwikkeling, en strikte hygiënemaatregelen
essen&eel.
Extra’s
Chamberlandfilter: houdt geen virussen tegen, enkel bacteriën.
Polio: kinderverlamming
Influenza: griep
Pox: pokken
Staphylococcus: abces
Plasmodium: malaria
Tapeworm: lintworm
Proteobacteria: E. coli
Gram+ bacteria: S. aureus
Entamoeba: E. hystoly&ca
Animals: Wormen, scabies
Fungi: C. albicans
Flagellaten: Trypanosomiasis
Trichomonads: Trichomonas vaginalis
Microsporadia
Diplomonaden: giardia lamblia
Virussen
Lichen: cyanobacterien + 2 schimmels = symbionten
Europa: veel HLA-A2 = bescherming influenza
Meerkeuzevragen:
1. Wat was de belangrijkste bijdrage van Antonie van Leeuwenhoek aan de
microbiologie?
o a) Het ontwikkelen van het concept van de drie domeinen.
o b) Het beschrijven van micro-organismen onder de microscoop.
o c) Het bewijzen van de kiemtheorie van Koch.
o d) Het ontdekken van virussen als ziekteverwekkers.
2. Waarom worden archaea niet tot bacteriën gerekend?
o a) Ze hebben een celwand zonder pep&doglycaan.
o b) Ze hebben een dubbele kernmembraan.
o c) Ze hebben lineair DNA in plaats van circulair DNA.
o d) Ze kunnen geen methaan produceren.
3. Wat is een belangrijk effect van an&bio&caresisten&e?
3
, Infec&e en afweer Sanne Van den Bossche
o a) Het voorkomt dat pathogenen horizontale gentransfer uitvoeren.
o b) Het verhoogt de gene&sche diversiteit binnen pathogene popula&es.
o c) Het vermindert de effec&viteit van de menselijke immuunrespons.
o d) Het bemoeilijkt de behandeling van bacteriële infec&es.
4. Wat toont het kern-genoom van een bacteriesoort aan?
o a) Genen die specifiek zijn voor an&bio&caresisten&e.
o b) De genen die in alle stammen van de soort aanwezig zijn.
o c) De varia&e in genen die horizontale gentransfer veroorzaken.
o d) De verzameling van alle genen in alle stammen.
5. Wat is een voorbeeld van een symbio&sche rela&e?
o a) De interac&e tussen E. coli en het darmmicrobioom.
o b) De samenwerking tussen een schimmel en een cyanobacterie in
korstmossen.
o c) Een infec&e door Staphylococcus aureus.
o d) De aanwezigheid van pathogene virussen in een gastheercel.
6. Wat gebeurde er met mazelen op de Faroër-eilanden na een epidemie?
o a) Het virus muteerde en bleef circuleren in de popula&e.
o b) Het virus werd endemisch in de regio.
o c) Het virus verdween volledig totdat het opnieuw werd geïntroduceerd.
o d) De popula&e ontwikkelde volledige immuniteit tegen mazelen.
7. Wat maakt NGS belangrijk in microbiologisch onderzoek?
o a) Het kan micro-organismen iden&ficeren zonder cul&vering.
o b) Het visualiseert bacteriën op moleculair niveau.
o c) Het vervangt de microscoop in laboratoria.
o d) Het bepaalt de metabolische func&es van micro-organismen.
8. Waarom worden virussen niet opgenomen in de drie domeinen van het leven?
o a) Ze hebben geen eigen celstructuur of metabolisme.
o b) Ze hebben RNA in plaats van DNA.
o c) Ze muteren minder snel dan bacteriën en archaea.
o d) Ze bevamen geen gene&sch materiaal.
9. Wat onderscheidt archaea van bacteriën?
o a) Ze hebben een kernmembraan.
o b) Hun membraanlipiden hebben een unieke chemische structuur.
o c) Ze gebruiken zuurstof als enige energiebron.
o d) Hun ribosomen lijken meer op die van virussen.
10. Wat is de belangrijkste func&e van commensale bacteriën in het menselijk lichaam?
o a) Ze remmen de opname van pathogene voedingsstoffen.
o b) Ze ondersteunen voedselvertering en produceren vitaminen.
o c) Ze veroorzaken geen enkele interac&e met de gastheer.
o d) Ze verhogen de gene&sche diversiteit van menselijke cellen.
11. Wat verklaart de succesfactor van mazelen als pathogeen?
o a) Het is a^ankelijk van niet-immune individuen in de popula&e.
o b) Het veroorzaakt alleen asymptoma&sche infec&es.
o c) Het kan zonder een menselijke gastheer overleven.
o d) Het verspreidt zich door horizontale organeltransfer.
12. Wat gebeurt er bij kiemvrije dieren zonder darmmicrobioom?
o a) Ze hebben een verkleind darmoppervlak en slechtere voedselabsorp&e.
4
Hoofdstuk 1 microbiologie
• Wat waren de belangrijkste bijdragen van Carl Woese aan de microbiologie, en
waarom zijn deze relevant voor onze kennis over de diversiteit van het leven?
• Leg uit wat het concept van LUCA (Last Universal Common Ancestor) inhoudt en
waarom het bestaan hiervan controversieel is.
• Hoe beïnvloedt horizontale gentransfer de genetische diversiteit en evolutie van
bacteriën, bijvoorbeeld in het geval van antibioticaresistentie?
• Beschrijf de rol van commensale bacteriën in het menselijk lichaam en hoe deze
symbiose de gezondheid beïnvloedt.
• Wat is het verschil tussen een opportunistische infectie en een infectie veroorzaakt
door een conditioneel pathogeen? Geef voorbeelden.
• Hoe hebben nieuwe sequencing-technieken zoals NGS de studie van microben en
hun niches veranderd?
• Wat zijn de belangrijkste kenmerken die archaea onderscheiden van bacteriën,
ondanks hun overeenkomstige prokaryotische structuur?
• Waarom zijn virussen niet opgenomen in de drie domeinen van het leven?
• Bespreek hoe infectieziekten zoals mazelen afhankelijk zijn van de bevolkingsgrootte
en -dichtheid om te overleven en zich te verspreiden.
• Welke factoren dragen bij aan de opkomst van nieuwe pathogenen, en wat kunnen
we hiervan leren om toekomstige pandemieën te voorkomen?
Antwoorden
Wat waren de belangrijkste bijdragen van Carl Woese aan de microbiologie, en waarom
zijn deze relevant voor onze kennis over de diversiteit van het leven?
Carl Woese introduceerde in 1977 het concept van de drie domeinen van het leven (Archaea,
Bacteria, en Eukarya) op basis van verschillen in 16S rRNA-sequen&es. Dit veranderde het
begrip van evolu&onaire rela&es en toonde aan dat Archaea een aparte groep zijn, niet
slechts een subtype van bacteriën.
Leg uit wat het concept van LUCA (Last Universal Common Ancestor) inhoudt en waarom
het bestaan hiervan controversieel is.
LUCA is een hypothe&sche gemeenschappelijke voorouder van alle huidige levensvormen.
Het bestaan is controversieel omdat horizontale gentransfer in de vroege evolu&e zo
wijdverbreid was dat er mogelijk geen enkelvoudig organisme was dat als 'oorsprong' kan
worden beschouwd.
1
,Infec&e en afweer Sanne Van den Bossche
Hoe beïnvloedt horizontale gentransfer de geneEsche diversiteit en evoluEe van bacteriën,
bijvoorbeeld in het geval van anEbioEcaresistenEe?
Horizontale gentransfer stelt bacteriën in staat genen, zoals resisten&egenen, uit te wisselen
tussen verschillende soorten of stammen. Dit versnelt hun aanpassingsvermogen en draagt
bij aan het ontstaan en de verspreiding van an&bio&caresisten&e.
Beschrijf de rol van commensale bacteriën in het menselijk lichaam en hoe deze symbiose
de gezondheid beïnvloedt.
Commensale bacteriën leven in symbiose met de gastheer, helpen bij voedselvertering,
produceren vitamines en ondersteunen het immuunsysteem. Een gezond microbioom
beschermt tegen pathogenen en speelt een rol in metabole en immunologische func&es.
Wat is het verschil tussen een opportunisEsche infecEe en een infecEe veroorzaakt door
een condiEoneel pathogeen? Geef voorbeelden.
Opportunis&sche infec&es ontstaan alleen bij een verzwakt immuunsysteem (bijvoorbeeld
Pneumocys&s jirovecii bij aids-pa&ënten). Condi&onele pathogenen, zoals E. coli, kunnen
ziekte veroorzaken onder bepaalde omstandigheden, zoals een wond of immuunsuppressie.
Hoe hebben nieuwe sequencing-technieken zoals NGS de studie van microben en hun
niches veranderd?
Next Genera&on Sequencing (NGS) maakt het mogelijk om het volledige DNA en RNA van
micro-organismen te analyseren, inclusief niet-cul&veerbare soorten. Het hee\ onze kennis
over microbiële diversiteit en func&es in verschillende niches aanzienlijk vergroot.
Wat zijn de belangrijkste kenmerken die archaea onderscheiden van bacteriën, ondanks
hun overeenkomsEge prokaryoEsche structuur?
Archaea hebben unieke lipiden in hun celmembranen, verschillen in celwandstructuur (geen
pep&doglycaan), en hun genexpressiesysteem lijkt meer op dat van eukaryoten.
Waarom zijn virussen niet opgenomen in de drie domeinen van het leven? Licht je
antwoord toe met voorbeelden.
Virussen worden niet als levende organismen beschouwd omdat ze geen eigen metabolisme
of celstructuur hebben. Ze zijn a^ankelijk van een gastheercel voor replica&e. Bijvoorbeeld,
HIV en influenza gebruiken gastheermechanismen voor vermenigvuldiging.
Bespreek hoe infecEeziekten zoals mazelen aNankelijk zijn van de bevolkingsgrooOe en -
dichtheid om te overleven en zich te verspreiden.
Mazelenvirus kan alleen overleven in grote bevolkingen met een constante aanvoer van
vatbare personen. In kleine, geïsoleerde gemeenschappen, zoals de Faroër-eilanden, ster\
het virus na een epidemie vaak uit totdat het opnieuw wordt geïmporteerd.
2
,Infec&e en afweer Sanne Van den Bossche
Welke factoren dragen bij aan de opkomst van nieuwe pathogenen, en wat kunnen we
hiervan leren om toekomsEge pandemieën te voorkomen?
Factoren zoals bevolkingsgroei, wereldwijde mobiliteit, klimaatverandering, en intensieve
veehouderij dragen bij aan nieuwe pathogenen. Om pandemieën te voorkomen, zijn
monitoring van opkomende infec&es, vaccinontwikkeling, en strikte hygiënemaatregelen
essen&eel.
Extra’s
Chamberlandfilter: houdt geen virussen tegen, enkel bacteriën.
Polio: kinderverlamming
Influenza: griep
Pox: pokken
Staphylococcus: abces
Plasmodium: malaria
Tapeworm: lintworm
Proteobacteria: E. coli
Gram+ bacteria: S. aureus
Entamoeba: E. hystoly&ca
Animals: Wormen, scabies
Fungi: C. albicans
Flagellaten: Trypanosomiasis
Trichomonads: Trichomonas vaginalis
Microsporadia
Diplomonaden: giardia lamblia
Virussen
Lichen: cyanobacterien + 2 schimmels = symbionten
Europa: veel HLA-A2 = bescherming influenza
Meerkeuzevragen:
1. Wat was de belangrijkste bijdrage van Antonie van Leeuwenhoek aan de
microbiologie?
o a) Het ontwikkelen van het concept van de drie domeinen.
o b) Het beschrijven van micro-organismen onder de microscoop.
o c) Het bewijzen van de kiemtheorie van Koch.
o d) Het ontdekken van virussen als ziekteverwekkers.
2. Waarom worden archaea niet tot bacteriën gerekend?
o a) Ze hebben een celwand zonder pep&doglycaan.
o b) Ze hebben een dubbele kernmembraan.
o c) Ze hebben lineair DNA in plaats van circulair DNA.
o d) Ze kunnen geen methaan produceren.
3. Wat is een belangrijk effect van an&bio&caresisten&e?
3
, Infec&e en afweer Sanne Van den Bossche
o a) Het voorkomt dat pathogenen horizontale gentransfer uitvoeren.
o b) Het verhoogt de gene&sche diversiteit binnen pathogene popula&es.
o c) Het vermindert de effec&viteit van de menselijke immuunrespons.
o d) Het bemoeilijkt de behandeling van bacteriële infec&es.
4. Wat toont het kern-genoom van een bacteriesoort aan?
o a) Genen die specifiek zijn voor an&bio&caresisten&e.
o b) De genen die in alle stammen van de soort aanwezig zijn.
o c) De varia&e in genen die horizontale gentransfer veroorzaken.
o d) De verzameling van alle genen in alle stammen.
5. Wat is een voorbeeld van een symbio&sche rela&e?
o a) De interac&e tussen E. coli en het darmmicrobioom.
o b) De samenwerking tussen een schimmel en een cyanobacterie in
korstmossen.
o c) Een infec&e door Staphylococcus aureus.
o d) De aanwezigheid van pathogene virussen in een gastheercel.
6. Wat gebeurde er met mazelen op de Faroër-eilanden na een epidemie?
o a) Het virus muteerde en bleef circuleren in de popula&e.
o b) Het virus werd endemisch in de regio.
o c) Het virus verdween volledig totdat het opnieuw werd geïntroduceerd.
o d) De popula&e ontwikkelde volledige immuniteit tegen mazelen.
7. Wat maakt NGS belangrijk in microbiologisch onderzoek?
o a) Het kan micro-organismen iden&ficeren zonder cul&vering.
o b) Het visualiseert bacteriën op moleculair niveau.
o c) Het vervangt de microscoop in laboratoria.
o d) Het bepaalt de metabolische func&es van micro-organismen.
8. Waarom worden virussen niet opgenomen in de drie domeinen van het leven?
o a) Ze hebben geen eigen celstructuur of metabolisme.
o b) Ze hebben RNA in plaats van DNA.
o c) Ze muteren minder snel dan bacteriën en archaea.
o d) Ze bevamen geen gene&sch materiaal.
9. Wat onderscheidt archaea van bacteriën?
o a) Ze hebben een kernmembraan.
o b) Hun membraanlipiden hebben een unieke chemische structuur.
o c) Ze gebruiken zuurstof als enige energiebron.
o d) Hun ribosomen lijken meer op die van virussen.
10. Wat is de belangrijkste func&e van commensale bacteriën in het menselijk lichaam?
o a) Ze remmen de opname van pathogene voedingsstoffen.
o b) Ze ondersteunen voedselvertering en produceren vitaminen.
o c) Ze veroorzaken geen enkele interac&e met de gastheer.
o d) Ze verhogen de gene&sche diversiteit van menselijke cellen.
11. Wat verklaart de succesfactor van mazelen als pathogeen?
o a) Het is a^ankelijk van niet-immune individuen in de popula&e.
o b) Het veroorzaakt alleen asymptoma&sche infec&es.
o c) Het kan zonder een menselijke gastheer overleven.
o d) Het verspreidt zich door horizontale organeltransfer.
12. Wat gebeurt er bij kiemvrije dieren zonder darmmicrobioom?
o a) Ze hebben een verkleind darmoppervlak en slechtere voedselabsorp&e.
4
