Hoorcollege 1: Hamoen deel 1
Inleiding en overzicht
MRSA bacterie = resistente bacterie
Builenpest; veroorzaakt door Yersinia pestis bacterie
Cholera; veroorzaakt door vibrio cholerae
Bacteriële ziekten:
- Streptococcus pneumoniae; Veroorzaakt longontsteking
- Mycobacterium tuberculosis; Veroorzaakt tuberculose
- Salmonella typhimurium & E.coli; Veroorzaakt voedselvergiftiging
- Helicobacter Pylori; Veroorzaakt maagzweer
- Neisseria Gonorrhoeae; Veroorzaakt gonorroe
- Legionella Pneumophila; Veroorzaakt veteranenziekte
- Haemophilus influenzae; Veroorzaakt hersenvliesontsteking
- Bacillus anthracis; Veroorzaakt miltvuur (antrax)
Endospore = deel bacterie/soort cel
- Makkelijk te isoleren
- Makkelijk te verspreiden
Gruinard island: Er werd een antrax bom op 80 schapen gegooid. Er werden
hierdoor veel sporen verspreid waardoor het eiland voor altijd in quarantaine
moest. Later kwam ‘operation dark harvest’, hiermee wilde ze het eiland
decontamineren met 280 ton formaldehyde. Hierna werd het hele eiland
gesteriliseerd.
Plantenpathogenen (bacterieel)
- Citrus kanker; veroorzaakt door Xanthomonas Citri
- Bacterial leaf scorch; veroorzaakt door xylella fastidiosa
Fungi (schimmels, eukaryoten) zijn een grote bedreiging voor planten
- Fusarium Oxysporum; veroorzaakt een plantenziekte
Aardappelziekte = Phytophthora infestans
- In Ierland is veel sterfte door deze ziekte, omdat er perse één type
aardappel verbouwd moest worden.
Zijn schimmels voor de mens gevaarlijk?
- Als er immuunproblemen zijn vaak wel
- Candida Albicans(schimmel), kan een gist zijn, leeft van nature op de
huid, mond en vagina, maar kan vervelend worden.
Belangrijke eukaryote pathogenen (gevaarlijk)
1
, - vooral eukaryote protozoa (human parasites)
- Heel gevaarlijk is bijvoorbeeld malaria, parasiet groeit in rode bloedcellen
- Slaapziekte (=trypanosoma brucei), parasiet groeit ook in rode
bloedcellen
Tobacco mosaic disease = virus
Het werd ontdekt door Dmitri Ivanovsky, die een transmissie middel door een
porseleinen filter liet gaan die alle bekende microben tegenhield. Zo kwam
Martinus beijerinck erachter dat de veroorzaker van TMD geen bacterie is omdat
het filter alle bacteriën tegenhoudt. Zo werd het TMV.
Voorbeelden van virus infecties bij mensen: Hepatitis, Dengue, HIV, Polio, Covid,
measles.
Louis Pasteur; Ontwikkelde het eerste vaccin door verzwakte stammen te
gebruiken.
Immunisatie = de stimulatie van een immuunrespons door een verzwakte vorm
van het pathogeen.
De goede kanten van microben: Fermentatie door gisten in bier en brood. Worst
en kaas, sojabonen.
Belangrijke kanten van microben: nitrogen fixatie
Symbiose = het samen kunnen leven van verschillende organismen
- Sterkste vorm; korstmossen (alg+schimmel)
Microbioom; symbiose is hier essentieel
- darmen, huid etc.
- Planten Microbioom voor nutrientenrecycling.
Biotechnologie: Productie van chemische verbindingen en enzymen (bijvoorbeeld
biofuels).
Antibiotica; ontdekt door Alexander Fleming, Penicilline dood bacteriën
Zijn virussen nuttig?
- Ze houden plankton onder controle (cyanobacteriën) door virussen (=
fagen)
- Useful: tulip breaking virus (structuur en kleur tulpen)
- Gentherapie
- Bacteriofagen
- Crispr-cas (gebaseerd op fagen)
- Restrictie Enzymen (gebaseerd op fagen)
2
,De bacteriële cel
De bacteriële cel; erg klein, zelfde grootte mitochondriën.
Antonie van Leeuwenhoek
- Bouwde eerste single-lens magnifiers
- Eerste die eencellige microben bekeek
Robert Hooke
- Microscoop met verschillende lenzen
- Bedankt de term ‘cell’
Vormen van bacteriën:
- Bacilli (recht/staaf)
- Cocci (rond)
- Spirochetes (spiraal)
Lengte van bacterie ligt erg dicht bij de golflengte van zichtbaar licht.
- gevolg is een beperkte resolutie
- Oplossing is een elektronenmicroscoop
- De golflengte moet gelijk of kleiner zijn dan het object.
Bright-field microscopy
- donker object over lichte achtergrond
- voor betere resolutie
- olie-imersie-lens
3
, Verschil tussen twee typen bacteria (hans christian gram):
- Gram positief = crystal violet (dikke celwand van peptidoglycan)
- Gram negatief = kleurt niet, blijft rood (dunne celwand)
- B.Subtilis (gram-positief), E.Coli (gram-negatief)
Phase- contrast microscopy
- Frits Zernike
- Superponeert gebroken licht en doorvallend licht dat uit fase is.
- Onthult verschillen in brekingsindex als licht en donkere structuren
- Voor levende cellen en organellen
- De groei kan worden waargenomen
Fluorescence microscopy
- Het monster absorbeert golflengtes van een bepaalde lengte en zendt licht
uit met een lagere energie, dus lagere golflengte.
- Een fluorofoor is een fluorescerende chemische binding
Cel specificiteit in 4 manieren labelen:
1) chemical affinity
2) labeled antibodies
3) DNA/RNA hybridization
4) GFP (green fluorescent protein)
Cellen kun je fixeren -> verstoren structuur
Immunofluorescence
- Kijken naar eiwit
- Eiwit, primair antibody, secondary antibody
- Niet bij bacteriën want door fixatie wordt de cel vernielt.
GFP = Green Fluorescent protein
- Eiwit fuseren en volgen
- Voorbeeld: Sepf-GFP, er is geen fixatie dus er kan in de tijd gekeken
worden wat er gebeurd.
- Voorbeeld: spokE-GFP
- gebruikt in genregulatie studies
Electronen microscoop; voor hele kleine deeltjes
Twee soorten:
- TEM = Transmissie; door sample heen, laat interne structuur zien
- SEM = Scanning; buitenkant van sample, externe structuur in 3D.
TEM;
In Cryo-EM, ofwel electron cryomicroscopy, is het monster bevroren
In Cryo electron tomography, of electron tomography is het nodig om het
monster fysiek te snijden voor dunne-sectie TEM. Deze afbeeldingen worden
4
Inleiding en overzicht
MRSA bacterie = resistente bacterie
Builenpest; veroorzaakt door Yersinia pestis bacterie
Cholera; veroorzaakt door vibrio cholerae
Bacteriële ziekten:
- Streptococcus pneumoniae; Veroorzaakt longontsteking
- Mycobacterium tuberculosis; Veroorzaakt tuberculose
- Salmonella typhimurium & E.coli; Veroorzaakt voedselvergiftiging
- Helicobacter Pylori; Veroorzaakt maagzweer
- Neisseria Gonorrhoeae; Veroorzaakt gonorroe
- Legionella Pneumophila; Veroorzaakt veteranenziekte
- Haemophilus influenzae; Veroorzaakt hersenvliesontsteking
- Bacillus anthracis; Veroorzaakt miltvuur (antrax)
Endospore = deel bacterie/soort cel
- Makkelijk te isoleren
- Makkelijk te verspreiden
Gruinard island: Er werd een antrax bom op 80 schapen gegooid. Er werden
hierdoor veel sporen verspreid waardoor het eiland voor altijd in quarantaine
moest. Later kwam ‘operation dark harvest’, hiermee wilde ze het eiland
decontamineren met 280 ton formaldehyde. Hierna werd het hele eiland
gesteriliseerd.
Plantenpathogenen (bacterieel)
- Citrus kanker; veroorzaakt door Xanthomonas Citri
- Bacterial leaf scorch; veroorzaakt door xylella fastidiosa
Fungi (schimmels, eukaryoten) zijn een grote bedreiging voor planten
- Fusarium Oxysporum; veroorzaakt een plantenziekte
Aardappelziekte = Phytophthora infestans
- In Ierland is veel sterfte door deze ziekte, omdat er perse één type
aardappel verbouwd moest worden.
Zijn schimmels voor de mens gevaarlijk?
- Als er immuunproblemen zijn vaak wel
- Candida Albicans(schimmel), kan een gist zijn, leeft van nature op de
huid, mond en vagina, maar kan vervelend worden.
Belangrijke eukaryote pathogenen (gevaarlijk)
1
, - vooral eukaryote protozoa (human parasites)
- Heel gevaarlijk is bijvoorbeeld malaria, parasiet groeit in rode bloedcellen
- Slaapziekte (=trypanosoma brucei), parasiet groeit ook in rode
bloedcellen
Tobacco mosaic disease = virus
Het werd ontdekt door Dmitri Ivanovsky, die een transmissie middel door een
porseleinen filter liet gaan die alle bekende microben tegenhield. Zo kwam
Martinus beijerinck erachter dat de veroorzaker van TMD geen bacterie is omdat
het filter alle bacteriën tegenhoudt. Zo werd het TMV.
Voorbeelden van virus infecties bij mensen: Hepatitis, Dengue, HIV, Polio, Covid,
measles.
Louis Pasteur; Ontwikkelde het eerste vaccin door verzwakte stammen te
gebruiken.
Immunisatie = de stimulatie van een immuunrespons door een verzwakte vorm
van het pathogeen.
De goede kanten van microben: Fermentatie door gisten in bier en brood. Worst
en kaas, sojabonen.
Belangrijke kanten van microben: nitrogen fixatie
Symbiose = het samen kunnen leven van verschillende organismen
- Sterkste vorm; korstmossen (alg+schimmel)
Microbioom; symbiose is hier essentieel
- darmen, huid etc.
- Planten Microbioom voor nutrientenrecycling.
Biotechnologie: Productie van chemische verbindingen en enzymen (bijvoorbeeld
biofuels).
Antibiotica; ontdekt door Alexander Fleming, Penicilline dood bacteriën
Zijn virussen nuttig?
- Ze houden plankton onder controle (cyanobacteriën) door virussen (=
fagen)
- Useful: tulip breaking virus (structuur en kleur tulpen)
- Gentherapie
- Bacteriofagen
- Crispr-cas (gebaseerd op fagen)
- Restrictie Enzymen (gebaseerd op fagen)
2
,De bacteriële cel
De bacteriële cel; erg klein, zelfde grootte mitochondriën.
Antonie van Leeuwenhoek
- Bouwde eerste single-lens magnifiers
- Eerste die eencellige microben bekeek
Robert Hooke
- Microscoop met verschillende lenzen
- Bedankt de term ‘cell’
Vormen van bacteriën:
- Bacilli (recht/staaf)
- Cocci (rond)
- Spirochetes (spiraal)
Lengte van bacterie ligt erg dicht bij de golflengte van zichtbaar licht.
- gevolg is een beperkte resolutie
- Oplossing is een elektronenmicroscoop
- De golflengte moet gelijk of kleiner zijn dan het object.
Bright-field microscopy
- donker object over lichte achtergrond
- voor betere resolutie
- olie-imersie-lens
3
, Verschil tussen twee typen bacteria (hans christian gram):
- Gram positief = crystal violet (dikke celwand van peptidoglycan)
- Gram negatief = kleurt niet, blijft rood (dunne celwand)
- B.Subtilis (gram-positief), E.Coli (gram-negatief)
Phase- contrast microscopy
- Frits Zernike
- Superponeert gebroken licht en doorvallend licht dat uit fase is.
- Onthult verschillen in brekingsindex als licht en donkere structuren
- Voor levende cellen en organellen
- De groei kan worden waargenomen
Fluorescence microscopy
- Het monster absorbeert golflengtes van een bepaalde lengte en zendt licht
uit met een lagere energie, dus lagere golflengte.
- Een fluorofoor is een fluorescerende chemische binding
Cel specificiteit in 4 manieren labelen:
1) chemical affinity
2) labeled antibodies
3) DNA/RNA hybridization
4) GFP (green fluorescent protein)
Cellen kun je fixeren -> verstoren structuur
Immunofluorescence
- Kijken naar eiwit
- Eiwit, primair antibody, secondary antibody
- Niet bij bacteriën want door fixatie wordt de cel vernielt.
GFP = Green Fluorescent protein
- Eiwit fuseren en volgen
- Voorbeeld: Sepf-GFP, er is geen fixatie dus er kan in de tijd gekeken
worden wat er gebeurd.
- Voorbeeld: spokE-GFP
- gebruikt in genregulatie studies
Electronen microscoop; voor hele kleine deeltjes
Twee soorten:
- TEM = Transmissie; door sample heen, laat interne structuur zien
- SEM = Scanning; buitenkant van sample, externe structuur in 3D.
TEM;
In Cryo-EM, ofwel electron cryomicroscopy, is het monster bevroren
In Cryo electron tomography, of electron tomography is het nodig om het
monster fysiek te snijden voor dunne-sectie TEM. Deze afbeeldingen worden
4
