Hoorcollege 1 – Hamoen
Inleiding
- MRSA-bacterie: Methicillin-resistant Staphylococcus aureus à resistant tegen antibiotica (ziekenhuis)
Bacteriële ziektes:
- Longontsteking: Streptococcus pneumoniae
- Tuberculose (TB): Mycobacterium tuberculosis
- Voedselvergiftiging: Salmonella typhimutium, Escherichia coli
- Maagzweer: Helicobacter pylori
- Gonorroe: Neisseria gonorrhoeae
- Veteranenziekte: Legionella pneumophila
- Hersenvliesontsteking: Haemophilus influenzae
- Miltvuur (antrax): Bacillus anthracis
Dier valt neer à perfect voor de voedingsbodem à ander rund eet het en valt ook weer neer
- Slaapziekte: Trypanosoma brucei is een eencellige parasiet
Bacterial plant pathogens:
- Citrus kanker
- Bacterial leaf scorch à armpjes om aan plant te binden
Mycorrhiza: een samenlevingsvorm van schimmels en planten via de wortels.
Panama disease: fusarium oxysporum à schimmel op banaan
Aardadppelziekte: Phytophthora infestans à aardappelen oneetbaar
In Europa niet zo een groot probleem à meerdere aardappelsoorten
In Ierland wel een groot probleem
En zijn schimmels gevaarlijk voor de mens?
Fungal infection primarily problematic for immunee compromised
Candida albicans (yeast) normal part of vaginal & mouth flora, can cause opportunistic infection
Meest belangrijke eukaryote pathogenen zijn eukartyote protozoa (human parasites)…
- Malaria (Plasmodium falciparum) meest dodelijk à eencellige parasiet à gaat in rode bloedcellen zitten
- Slaapziekte
- Leishmaniasis – parasite, infectie van de huid
Leishmania major: een intracellulair pathogeen dat de macrofagen en dendritische cellen van het
immuunsysteem infecteert
Tobacco mosaic disease à tomaten
- Wat voor ziekteverwekker is dit? Virus à ontdekt door TMD
- Deze ziekte ging wel door een filter dus geen bacterie
Voorbeelden van virus infecties bij mensen?
- Corona
- Polio
- HIV
- Hepatitis
- Mazelen
- Dengue - knokkelkoorts
Voorbeelden van food preservation/processing:
- Chilling
- Freezing
,- Sugaring
- Salting
- Canning
- Vacuum Packing
3 essential roles of bacteria
- Improved soil structure and soil aggregation
- Recycling of soil nutrients
- Water recycling.
Immunization: the stimulation of an immune response by deliberate inoculation with an attenuated
pathogen
- Ontdekt door Louis Pasteur
- Ontwikkelde het eerste vaccine (tegen hondsdolheid en voor kippen cholera)
De goede kanten van microben
- Bier & wijn, Kaas & worst
- Tempeh: rhizopus oligosporus
- Natto: bacillus subtilis
Essentiele rol van microben
- Nitrogen fixatie à omzetten NO3 naar N en O à Knolletjesbacterie
- Symbiose: korstmossen (lichens) à symbiose tussen schimmel en een plant/alg
- Essentiele symbiose met hogere organismes: Microbioom
Menselijke microbioom (in de darmen) ~500 soorten à zorgt voor vertering/voedingsstoffen
Moeilijk te onderzoeken want je mag geen onderzoek doen aan het menselijke microbioom
Veel ziektes zijn te linken aan het microbioom
- Huid microbioom heel verschillend
Nutrienten recycling
- Nutrient cycle (plant microbiome) à Moleculen worden afgebroken en gebruikt voor groei van andere
organisme
Biotechnologie: productie van chemische verbindingen en enzymen
- Vitamines
- Enzymen
- Biofuels
Alexander Fleming: kwam erachter dat penicillium sommige bacteriën dood
De eerste commerciële antibiotica dat mensenlevens redde
Kunnen virussen ook nuttig zijn?
- Voor de nutriënten cyclus
- Voor het beheersen van bacteriën door middel van bacteriofagen
- Virussen worden gebruikt in gentherapie
Veel moleculaire biologie technieken zijn gebaseerd op systemen uit bacteriofagen en virussen:
- Restrictie enzymen
- CRISPR-Cas
Microbes:
- Infections
- Microbiome
,- Immune respons
Komt allemaal samen in molecular microbiology, biotechnology & microbial ecology à biology
Basic forms (bacilli, cocci, spiral)
De bacteriële cel
Lichtmicroscoop
- Met de lichtmicroscoop kan je veel bacteriën in kaart brengen à ontdekt door Antoni van Leeuwenhoek
- Robert Hooke à De eerste versie van de microscoop nu
- De golflengte moet gelijk of kleiner zijn dan de orde van het object à natuurkunde
- Bright-field microscopy: genereert een donker omgeving om het object wat belicht moet worden
- The Gram stain
Gram-positieve: dikke celwand – meerdere lagen
Gram- negatieve: dunne celwand + extra buitenmembraan – 1/2 laag/lagen
- Periplasma: een ruimte tussen de binnenste celmembraan en buitenste membraan bij gram-negatieve
bacteriën of de equivalente ruimte buiten de binnenste membraan bij gram-positieve bacteriën.
- Phase-contrast microcopy: Superimposes refracted light and transmitted light shifted out of phase
Zwart-wit
- Fluorescence microscopy: the specimen absorbs light of a defined wavelength, and then emits light of
lower energy, thus longer wavelength; that is, the specimen fluoresces
A fluorophore is een fluorescent waarmee je delen kan kleuren
- Immunofluorescent: 2 antibodies kleuren en kijken waar ze naar toe gaan, aan elkaar binden
- GFP: groen fluorescerend eiwit
Elektronenmicroscopie
- Kan kleinere cellen zien dan de lichtmicroscoop
- 2 types
1) Transmissie(TEM): het hele sample à gehele plaatje
2) Scanning(SEM): de oppervlakte van het sample à op een bepaald gebied
- Tomografie: je bestraalt de sample met elektronen en je verandert steeds de hoek zodat de computer
een 3D-model kan maken
- Magnetic filled magnetosome: richt altijd of naar het noorden of naar het zuiden à wordt bepaald door
het magnetische veld
- Microbial scale (micrometres)
- Bij een hele grote vergroting is er olie nodig om de vergroting te kunnen zien
- Septum: the new cell wall that forms between two daughter cells as a result of cell division
Cell envelop
- DNA in bacteriën wordt nucleoid genoemd
- Eukaryotic membranes contain cholesterol that lowers the membrane fluidity
- In some bacteria, the same function is filled by hopanoids
- Most bacteria cell walls are made up of peptidoglycan (or murein)
- The molecule consists of
- 4 suiker
- transglycosilation + transpeptidation
- Zitten in de D-configuratie, niet in de L
- Normale cellen zitten in de L-configuratie
De een werkt niet als medicijn maar de ander wel
- Lipid II à is een belangrijk target voor verschillende antibiotica
- LPS: zitten aan de buitenkant van gram-negatieve cellen à omzeilen van immuunsysteem
Capsule
- Made of polysaccharide and glycoprotein
- Protects cells from phagocytosis
- Found in Gram-negative & positive cells
, S-layer: is een laag dat wordt gebruikt als alternatief voor buitenmembraan, bestaat uit een enkele laag
eiwit moleculen, beschermen de cel
Sommige cellen hebben geen cell wall, bijvoorbeeld mycoplasma
Causes pneumonia and meningitis
Cytoskeleton
3 belangrijke elementen:
1) FtsZ: belangrijk voor de celdeling, ring in het midden (de septum)
2) MreB: zorgt voor de algemene vorm à de ronde vorm
3) CreS: zorgt voor een kromming in de cel
Specialized structures
- Thylakoids: extensively folded intracellular photosynthetic membranes. Not the same as chloroplast
- Carboxysomes: polyhedral bodies packed with the enzyme Rubisco for CO2 fixation
- Gas vesicles: to increase buoyancy
- Storage granules: Glycogen, for energy
- Magnetosomes: membrane-embedded crystals of magnetics
Orient the swimming of magnetotactic bacteria
- Pili or fimbriae are straight filaments of pilin proteins
- Sex pili: are used in conjugation
- Stalks: are membrane-embedded extensions of the cytoplasm
- Flagella: kan een cel zich mee voort bewegen
Bestaat uit de monomeren genaamd flagellin
- Chemotaxis: is het aanpassen van de richting door middel van de chemische gradient
CCW (counter-clockwise) rotation
- Flagella bundle together
- Push cell forward
- “Run”
CW (clockwise) rotation
- Flagellar bundle falls apart
- “Tumble” = bacterium briefly stops, then changes direction
Hoorcollege 2 – Hamoen
Cultivation of bacteria
Types of media
- Complex media: are nutrient rich but poorly defined
- Synthetic media: are precisely defined
- Enriched media: are complex media to which specific blood components are added
- Selective media: favor the growth of one organism over another
LB medium: complex medium
M9 medium: defined/synthetic medium
A defined minimal medium contains only the compounds needed for an organism to grow
Inleiding
- MRSA-bacterie: Methicillin-resistant Staphylococcus aureus à resistant tegen antibiotica (ziekenhuis)
Bacteriële ziektes:
- Longontsteking: Streptococcus pneumoniae
- Tuberculose (TB): Mycobacterium tuberculosis
- Voedselvergiftiging: Salmonella typhimutium, Escherichia coli
- Maagzweer: Helicobacter pylori
- Gonorroe: Neisseria gonorrhoeae
- Veteranenziekte: Legionella pneumophila
- Hersenvliesontsteking: Haemophilus influenzae
- Miltvuur (antrax): Bacillus anthracis
Dier valt neer à perfect voor de voedingsbodem à ander rund eet het en valt ook weer neer
- Slaapziekte: Trypanosoma brucei is een eencellige parasiet
Bacterial plant pathogens:
- Citrus kanker
- Bacterial leaf scorch à armpjes om aan plant te binden
Mycorrhiza: een samenlevingsvorm van schimmels en planten via de wortels.
Panama disease: fusarium oxysporum à schimmel op banaan
Aardadppelziekte: Phytophthora infestans à aardappelen oneetbaar
In Europa niet zo een groot probleem à meerdere aardappelsoorten
In Ierland wel een groot probleem
En zijn schimmels gevaarlijk voor de mens?
Fungal infection primarily problematic for immunee compromised
Candida albicans (yeast) normal part of vaginal & mouth flora, can cause opportunistic infection
Meest belangrijke eukaryote pathogenen zijn eukartyote protozoa (human parasites)…
- Malaria (Plasmodium falciparum) meest dodelijk à eencellige parasiet à gaat in rode bloedcellen zitten
- Slaapziekte
- Leishmaniasis – parasite, infectie van de huid
Leishmania major: een intracellulair pathogeen dat de macrofagen en dendritische cellen van het
immuunsysteem infecteert
Tobacco mosaic disease à tomaten
- Wat voor ziekteverwekker is dit? Virus à ontdekt door TMD
- Deze ziekte ging wel door een filter dus geen bacterie
Voorbeelden van virus infecties bij mensen?
- Corona
- Polio
- HIV
- Hepatitis
- Mazelen
- Dengue - knokkelkoorts
Voorbeelden van food preservation/processing:
- Chilling
- Freezing
,- Sugaring
- Salting
- Canning
- Vacuum Packing
3 essential roles of bacteria
- Improved soil structure and soil aggregation
- Recycling of soil nutrients
- Water recycling.
Immunization: the stimulation of an immune response by deliberate inoculation with an attenuated
pathogen
- Ontdekt door Louis Pasteur
- Ontwikkelde het eerste vaccine (tegen hondsdolheid en voor kippen cholera)
De goede kanten van microben
- Bier & wijn, Kaas & worst
- Tempeh: rhizopus oligosporus
- Natto: bacillus subtilis
Essentiele rol van microben
- Nitrogen fixatie à omzetten NO3 naar N en O à Knolletjesbacterie
- Symbiose: korstmossen (lichens) à symbiose tussen schimmel en een plant/alg
- Essentiele symbiose met hogere organismes: Microbioom
Menselijke microbioom (in de darmen) ~500 soorten à zorgt voor vertering/voedingsstoffen
Moeilijk te onderzoeken want je mag geen onderzoek doen aan het menselijke microbioom
Veel ziektes zijn te linken aan het microbioom
- Huid microbioom heel verschillend
Nutrienten recycling
- Nutrient cycle (plant microbiome) à Moleculen worden afgebroken en gebruikt voor groei van andere
organisme
Biotechnologie: productie van chemische verbindingen en enzymen
- Vitamines
- Enzymen
- Biofuels
Alexander Fleming: kwam erachter dat penicillium sommige bacteriën dood
De eerste commerciële antibiotica dat mensenlevens redde
Kunnen virussen ook nuttig zijn?
- Voor de nutriënten cyclus
- Voor het beheersen van bacteriën door middel van bacteriofagen
- Virussen worden gebruikt in gentherapie
Veel moleculaire biologie technieken zijn gebaseerd op systemen uit bacteriofagen en virussen:
- Restrictie enzymen
- CRISPR-Cas
Microbes:
- Infections
- Microbiome
,- Immune respons
Komt allemaal samen in molecular microbiology, biotechnology & microbial ecology à biology
Basic forms (bacilli, cocci, spiral)
De bacteriële cel
Lichtmicroscoop
- Met de lichtmicroscoop kan je veel bacteriën in kaart brengen à ontdekt door Antoni van Leeuwenhoek
- Robert Hooke à De eerste versie van de microscoop nu
- De golflengte moet gelijk of kleiner zijn dan de orde van het object à natuurkunde
- Bright-field microscopy: genereert een donker omgeving om het object wat belicht moet worden
- The Gram stain
Gram-positieve: dikke celwand – meerdere lagen
Gram- negatieve: dunne celwand + extra buitenmembraan – 1/2 laag/lagen
- Periplasma: een ruimte tussen de binnenste celmembraan en buitenste membraan bij gram-negatieve
bacteriën of de equivalente ruimte buiten de binnenste membraan bij gram-positieve bacteriën.
- Phase-contrast microcopy: Superimposes refracted light and transmitted light shifted out of phase
Zwart-wit
- Fluorescence microscopy: the specimen absorbs light of a defined wavelength, and then emits light of
lower energy, thus longer wavelength; that is, the specimen fluoresces
A fluorophore is een fluorescent waarmee je delen kan kleuren
- Immunofluorescent: 2 antibodies kleuren en kijken waar ze naar toe gaan, aan elkaar binden
- GFP: groen fluorescerend eiwit
Elektronenmicroscopie
- Kan kleinere cellen zien dan de lichtmicroscoop
- 2 types
1) Transmissie(TEM): het hele sample à gehele plaatje
2) Scanning(SEM): de oppervlakte van het sample à op een bepaald gebied
- Tomografie: je bestraalt de sample met elektronen en je verandert steeds de hoek zodat de computer
een 3D-model kan maken
- Magnetic filled magnetosome: richt altijd of naar het noorden of naar het zuiden à wordt bepaald door
het magnetische veld
- Microbial scale (micrometres)
- Bij een hele grote vergroting is er olie nodig om de vergroting te kunnen zien
- Septum: the new cell wall that forms between two daughter cells as a result of cell division
Cell envelop
- DNA in bacteriën wordt nucleoid genoemd
- Eukaryotic membranes contain cholesterol that lowers the membrane fluidity
- In some bacteria, the same function is filled by hopanoids
- Most bacteria cell walls are made up of peptidoglycan (or murein)
- The molecule consists of
- 4 suiker
- transglycosilation + transpeptidation
- Zitten in de D-configuratie, niet in de L
- Normale cellen zitten in de L-configuratie
De een werkt niet als medicijn maar de ander wel
- Lipid II à is een belangrijk target voor verschillende antibiotica
- LPS: zitten aan de buitenkant van gram-negatieve cellen à omzeilen van immuunsysteem
Capsule
- Made of polysaccharide and glycoprotein
- Protects cells from phagocytosis
- Found in Gram-negative & positive cells
, S-layer: is een laag dat wordt gebruikt als alternatief voor buitenmembraan, bestaat uit een enkele laag
eiwit moleculen, beschermen de cel
Sommige cellen hebben geen cell wall, bijvoorbeeld mycoplasma
Causes pneumonia and meningitis
Cytoskeleton
3 belangrijke elementen:
1) FtsZ: belangrijk voor de celdeling, ring in het midden (de septum)
2) MreB: zorgt voor de algemene vorm à de ronde vorm
3) CreS: zorgt voor een kromming in de cel
Specialized structures
- Thylakoids: extensively folded intracellular photosynthetic membranes. Not the same as chloroplast
- Carboxysomes: polyhedral bodies packed with the enzyme Rubisco for CO2 fixation
- Gas vesicles: to increase buoyancy
- Storage granules: Glycogen, for energy
- Magnetosomes: membrane-embedded crystals of magnetics
Orient the swimming of magnetotactic bacteria
- Pili or fimbriae are straight filaments of pilin proteins
- Sex pili: are used in conjugation
- Stalks: are membrane-embedded extensions of the cytoplasm
- Flagella: kan een cel zich mee voort bewegen
Bestaat uit de monomeren genaamd flagellin
- Chemotaxis: is het aanpassen van de richting door middel van de chemische gradient
CCW (counter-clockwise) rotation
- Flagella bundle together
- Push cell forward
- “Run”
CW (clockwise) rotation
- Flagellar bundle falls apart
- “Tumble” = bacterium briefly stops, then changes direction
Hoorcollege 2 – Hamoen
Cultivation of bacteria
Types of media
- Complex media: are nutrient rich but poorly defined
- Synthetic media: are precisely defined
- Enriched media: are complex media to which specific blood components are added
- Selective media: favor the growth of one organism over another
LB medium: complex medium
M9 medium: defined/synthetic medium
A defined minimal medium contains only the compounds needed for an organism to grow
