Moleculaire Microbiologie
Prokaryoot
- Operon: reeks genen afgeschreven vanaf enkele promoter (polycistronisch)
- Transcriptie en translatie zijn gekoppeld
Eukaryoot
- Processing mRNA: introns, splicing, capping en transport vanuit de kern
Bdellovibrio is een predatorische bacterie.
Fototrofe bacteriën
- Cyanobacteriën (gram-negatief)
- Leggen CO2 vast
- Hebben fotosynthese
complexen
Cultuur-onafhankelijke technieken:
- Amplicon sequencing: isoleren
DNA; PCR universele primers
tegen 16S rRNA gen; sequencen
van de PCR producten
- Shot-gun metagenomics: isoleren DNA; fragmenteren; sequencen; genomen
assembleren
- Massaspectrometrie
Microbial dark matter: alle micro-organismen die onkweekbaar en slecht
gekarakteriseerd zijn.
- CPR en DPANN is tegenwoordig iets meer over bekend
- Kleine genomen
- Missende genen voor de citroenzuurcyclus, elektronentransport en andere
biosynthese routes
- Afwijkende ribosoom compositie en -assemblage
- Leven veelal symbiotisch/parasitair
Prokaryote modelsystemen:
- Escherichia coli (gram-negatief)
- Bacillus subtilis (gram-positief)
- Haloferax volcanii (archaea)
- Microcystis aeruginosa (cyanobacterie)
- Mycobacterium smegmatis/marinum (mycobacterie)
Schimmels zijn zeer gerelateerd aan dieren, vaak hebben ze ook homologe genen.
Verschillende soort concepten:
- Morfologie: vorm van de voortplantingsstructuren
- Fenotype: maken pigment of groeien op een substraat
, - Ecologische niche: een stam die een andere gastheer/biche heeft, en dus
geïsoleerd leeft, is een andere soort
- Voortplanting: met elkaar kunnen kruisen waarbij fertiele nakomelingen ontstaan
(veel schimmels kunnen niet gekruist worden)
- Fylogenie
Modelsystemen worden gekozen omdat ze representatief zijn en er veel kennis van is.
Verder zijn ze:
- Eenvoudig te kweken
- Eenvoudig genoom
- Kruisbaar
- Genetisch te modificeren
- Protocollen beschikbaar
Microbiële modelsystemen:
- Saccharomyces cerevisiae (ascomyceet, gist)
- Neurospora crassa (ascomyceet, broodschimmel)
- Candida albicans (ascomyceet, humaan pathogeen, dimorf)
- Aspergillus fumigatus (ascomyceet, humaan pathogeen)
- Magnaporthe grisae (ascomyceet, plant pathogeen)
- Aspergillus niger (ascomyceet, industrieel)
- Schizophyllum commune (basidiomyceet, paddenstoel vormend)
- Ustilago maydis (basidiomyceet, mais pathogeen, dimorf)
Gist als modelsysteem voor de eukaryote cel:
- Biologisch het meest onderzocht
- Sterk verwantschap met dieren
- Biochemisch: glycolyse
- Celdeling: Ras2
- Korte generatietijd
- Weinig complex
- Klein genoom
- Gecontroleerd te kweken
- Moleculaire technieken sterk ontwikkeld
Nadelen van modelsystemen:
- Splitsing van de phyla heeft al lang geleden plaatsgevonden (veel verschillen)
- Schimmels hebben verschillende verschijningsvormen (zelfs binnen het phylum)
- Schimmels vertonen zeer diverse levenscycli (zelfs binnen het phylum)
- Asexueel, sexueel, hermafrodiet, 2 - 23.000 geslachten
- Schimmels vertonen verschillende functies in de natuur
- Schimmels vertonen verschillende celopbouw
De algemene levenscyclus van bakkersgist:
1. Ascosporen (a of alpha) delen middels budding
a. Een cel kan niet meer dan één keer delen op dezelfde plek
2. Fusie van a met alpha
a. Na cytoplasmatische fusie is de cel dikaryoot, maar haploïd
, b. Na nucleaire fusie is de cel diploïd
3. De a/alpha cel kan delen middels budding
a. Meiose is afhankelijk van milieuomstandigheden
Algemene levenscyclus van paddenstoel vormende schimmels:
1. Kan oneindig groeien en vormt substraat- en luchthyfen (in de haploïde fase)
2. Kan oneindig groeien en vormt substraat- en luchthyfen, vorming van de
paddenstoelen begint (in de dikaryote fase)
a. Deze fase wordt ingezet zodra de schimmel boven de grond komt
3. Zeer korte diploïde fase, in sporenweefsel van de paddenstoel
Voeding van schimmels:
- Voorkeur voor glucose boven andere monomere suikers
- Voorkeur monomeren boven polymere suikers (lactose, fructose, galactose etc.)
- Polymeren komen meer voor in de natuur (glycogeen, cellulose)
- Polymeren worden afgebroken middels uitscheiding van enzymen in het
milieu (niet alle glucose wordt opgenomen)
- Resterende glucose wordt door bacteriën opgenomen, die
vervolgens weer worden opgegeten door de schimmels (door
antibiotica of lysozym).
- Bacteriën zetten de glucose om in componenten die de
schimmels zelf niet kunnen maken
- Het component wat (paddenstoel vormende)
schimmels wel kunnen afbreken en bacteriën niet is
lignine. Dit gebeurt d.m.v. oxiderende enzymen.
Het galactose (niet-voorkeur suiker) metabolisme in gist:
- Er zijn twee niveaus van regulatie:
- Repressie
- Bij een hoog glucose
niveau
- SNF complex
inactief
- Cyc8 en Tup1
binden aan Mig1,
waardoor er geen
transcriptie van
Gal4 plaats kan
vinden
- Mig1 bevindt zich in de kern
- Inductie
- Bij een laag glucose niveau (heft de repressie op)
- SNF complex actief en fosforyleert Mig1
- Mig1 beweegt zich uit de kern naar het cytoplasma en wordt
niet meer onderdrukt
- Aanwezigheid van van galactose ook nodig (inducer)
- Gal4 promoter komt vrij en Gal4 wordt gevormd
- Gal4 bindt aan de upstream (Gal4) promoter
Prokaryoot
- Operon: reeks genen afgeschreven vanaf enkele promoter (polycistronisch)
- Transcriptie en translatie zijn gekoppeld
Eukaryoot
- Processing mRNA: introns, splicing, capping en transport vanuit de kern
Bdellovibrio is een predatorische bacterie.
Fototrofe bacteriën
- Cyanobacteriën (gram-negatief)
- Leggen CO2 vast
- Hebben fotosynthese
complexen
Cultuur-onafhankelijke technieken:
- Amplicon sequencing: isoleren
DNA; PCR universele primers
tegen 16S rRNA gen; sequencen
van de PCR producten
- Shot-gun metagenomics: isoleren DNA; fragmenteren; sequencen; genomen
assembleren
- Massaspectrometrie
Microbial dark matter: alle micro-organismen die onkweekbaar en slecht
gekarakteriseerd zijn.
- CPR en DPANN is tegenwoordig iets meer over bekend
- Kleine genomen
- Missende genen voor de citroenzuurcyclus, elektronentransport en andere
biosynthese routes
- Afwijkende ribosoom compositie en -assemblage
- Leven veelal symbiotisch/parasitair
Prokaryote modelsystemen:
- Escherichia coli (gram-negatief)
- Bacillus subtilis (gram-positief)
- Haloferax volcanii (archaea)
- Microcystis aeruginosa (cyanobacterie)
- Mycobacterium smegmatis/marinum (mycobacterie)
Schimmels zijn zeer gerelateerd aan dieren, vaak hebben ze ook homologe genen.
Verschillende soort concepten:
- Morfologie: vorm van de voortplantingsstructuren
- Fenotype: maken pigment of groeien op een substraat
, - Ecologische niche: een stam die een andere gastheer/biche heeft, en dus
geïsoleerd leeft, is een andere soort
- Voortplanting: met elkaar kunnen kruisen waarbij fertiele nakomelingen ontstaan
(veel schimmels kunnen niet gekruist worden)
- Fylogenie
Modelsystemen worden gekozen omdat ze representatief zijn en er veel kennis van is.
Verder zijn ze:
- Eenvoudig te kweken
- Eenvoudig genoom
- Kruisbaar
- Genetisch te modificeren
- Protocollen beschikbaar
Microbiële modelsystemen:
- Saccharomyces cerevisiae (ascomyceet, gist)
- Neurospora crassa (ascomyceet, broodschimmel)
- Candida albicans (ascomyceet, humaan pathogeen, dimorf)
- Aspergillus fumigatus (ascomyceet, humaan pathogeen)
- Magnaporthe grisae (ascomyceet, plant pathogeen)
- Aspergillus niger (ascomyceet, industrieel)
- Schizophyllum commune (basidiomyceet, paddenstoel vormend)
- Ustilago maydis (basidiomyceet, mais pathogeen, dimorf)
Gist als modelsysteem voor de eukaryote cel:
- Biologisch het meest onderzocht
- Sterk verwantschap met dieren
- Biochemisch: glycolyse
- Celdeling: Ras2
- Korte generatietijd
- Weinig complex
- Klein genoom
- Gecontroleerd te kweken
- Moleculaire technieken sterk ontwikkeld
Nadelen van modelsystemen:
- Splitsing van de phyla heeft al lang geleden plaatsgevonden (veel verschillen)
- Schimmels hebben verschillende verschijningsvormen (zelfs binnen het phylum)
- Schimmels vertonen zeer diverse levenscycli (zelfs binnen het phylum)
- Asexueel, sexueel, hermafrodiet, 2 - 23.000 geslachten
- Schimmels vertonen verschillende functies in de natuur
- Schimmels vertonen verschillende celopbouw
De algemene levenscyclus van bakkersgist:
1. Ascosporen (a of alpha) delen middels budding
a. Een cel kan niet meer dan één keer delen op dezelfde plek
2. Fusie van a met alpha
a. Na cytoplasmatische fusie is de cel dikaryoot, maar haploïd
, b. Na nucleaire fusie is de cel diploïd
3. De a/alpha cel kan delen middels budding
a. Meiose is afhankelijk van milieuomstandigheden
Algemene levenscyclus van paddenstoel vormende schimmels:
1. Kan oneindig groeien en vormt substraat- en luchthyfen (in de haploïde fase)
2. Kan oneindig groeien en vormt substraat- en luchthyfen, vorming van de
paddenstoelen begint (in de dikaryote fase)
a. Deze fase wordt ingezet zodra de schimmel boven de grond komt
3. Zeer korte diploïde fase, in sporenweefsel van de paddenstoel
Voeding van schimmels:
- Voorkeur voor glucose boven andere monomere suikers
- Voorkeur monomeren boven polymere suikers (lactose, fructose, galactose etc.)
- Polymeren komen meer voor in de natuur (glycogeen, cellulose)
- Polymeren worden afgebroken middels uitscheiding van enzymen in het
milieu (niet alle glucose wordt opgenomen)
- Resterende glucose wordt door bacteriën opgenomen, die
vervolgens weer worden opgegeten door de schimmels (door
antibiotica of lysozym).
- Bacteriën zetten de glucose om in componenten die de
schimmels zelf niet kunnen maken
- Het component wat (paddenstoel vormende)
schimmels wel kunnen afbreken en bacteriën niet is
lignine. Dit gebeurt d.m.v. oxiderende enzymen.
Het galactose (niet-voorkeur suiker) metabolisme in gist:
- Er zijn twee niveaus van regulatie:
- Repressie
- Bij een hoog glucose
niveau
- SNF complex
inactief
- Cyc8 en Tup1
binden aan Mig1,
waardoor er geen
transcriptie van
Gal4 plaats kan
vinden
- Mig1 bevindt zich in de kern
- Inductie
- Bij een laag glucose niveau (heft de repressie op)
- SNF complex actief en fosforyleert Mig1
- Mig1 beweegt zich uit de kern naar het cytoplasma en wordt
niet meer onderdrukt
- Aanwezigheid van van galactose ook nodig (inducer)
- Gal4 promoter komt vrij en Gal4 wordt gevormd
- Gal4 bindt aan de upstream (Gal4) promoter
