Samenvatting Microben

Microben

College 1 – Bacteriën, archaea & bacteriofagen (07-01-2020 & 23-01-2020, Leendert Hamoen)

Spore  soort van poeder
 Blijft altijd bestaan
 Deel van levenscycli van planten, algen, schimmels

Schimmels vormen de grootste bedreiging voor planten

Candida albicans  kan opportunistische infecties veroorzaken, is normaal
gesproken al deel van de mondflora en de vagina

Protozoa  single cell (bijvoorbeeld pantoffeldiertje)
 Malaria is meest belangrijke
o Gaat in rode bloedcellen zitten, net als Trypanosoma brucei (slaapziekte)

Tobacco mosaic disease  is een virus
Virussen kunnen door een bepaald filter heen, waar
bacteriën niet doorheen kunnen
Bepaalde virussen bij mensen: hepatitis, dengue, HIV, polio,
measles, smallpox
Immunisatie  stimulatie van een immuunreactie door het
inbrengen van een verzwakt pathogeen

Goede kanten van microben:
- Vertering
- Antibiotica
- Bier (spontane fermentatie met gist en bacteriën,
net als worst en zuurdesem)

Essentiële rol van microben:
- Lucht/zuurstof doormiddel van cyanobacteriën
- Stikstof fixatie
 Symbiose  microbioom huid, darm, stikstoffixatie (mycorrhiza) korstmossen (lichens)

Biotechnologie  maken van chemical compounds en enzymen
Penicilline  antibiotica (schimmel tegen bacteriën)

Virussen kunnen wel nuttig zijn
 Plankton bloom door bacteriofagen
 Tulip breaking virus
 Inenten
 Gentherapie

Robert Hooke heeft de eerste lichtmicroscoop
gemaakt en de term “cel” bedacht

Verschillende microscopen zijn nodig om
verschillende grootte en structuren van cellen te
bekijken

Bij lichtmicroscopie moet de golflengte kleiner zijn
dan of gelijk aan het object wat je bekijkt

Bij de vergroting 100x gebruikt je olie om het licht
op de juiste manier te breken

Gram-positive  dikke celwand, maar wel één
(crystal violet stain blijft hierdoor)

,Gram-negative  dunnere celwand

Negative stain  kleurt de achtergrond, waardoor de capsules meer zichtbaar worden
DAPI  DNA-specifieke stain

Bacteriën moeten op alles voorbereid zijn  in zelfde omgeving een ander gedrag vertonen

Fluorescence microscopy  organisme neemt licht met een bepaalde golflengte op en zendt licht met
een lagere energie (langere golflengte) weer uit
Fluorophore  fluorescerend chemisch deel
 Chemische affiniteit
 Gelabelde antilichamen
 DNA/RNA-hybridisatie
 Fluorescerend eiwit
Immunofluorescence  primary & secondairy antibodies
- Gebruikt specificiteit van antilichamen en antigenen
GFP  Green Fluorescence Protein
- Fusie met SepF  lokaliseren
Daptomycin delokaliseert essentiële celwand synthetische enzymen

Phase-Contrast Microscopy  heeft een speciaal faseplaatje  faseverschil
- Interferentie zorgt voor zichtbaarheid van doorzichtige/kleurloze objecten

Elektronenmicroscopie
 Transmissie elektronenmicroscopie (TEM)
o Elektronen gaan door object
o Laat innerlijke structuren zien
 Scanning elektronenmicroscopie (SEM)
o Elektronen scannen het oppervlak van het object
o Laat de 3D structuur goed zien

Cryo-EM (electron cryomicroscopy)  object/organisme zit in water en is
bevroren
Cryo-electron tomography  object kan in 3D worden bekeken, genereert hoge resolutiemodellen,
hoeft niet fysiek in dunne plakjes gesneden te worden

Magnetotaxis  gebruikt magnetosome, magnetisch veld om naar bodem te zwemmen  weten waar
noord en zuid is

Cell envelope  bestaat uit celwand en celmembraan
Nucleoid  niet membraangebonden gebied van het cytoplasma waarin chromosomen zich bevinden
als looped coils
Flagellum  externe helische filamenten om de cel voort te bewegen (soort staart)

Cholesterol maakt in dierlijke cellen het membraan minder
vloeibaar, in sommige bacteriën zijn dat hopanoids (lijkt op
cholesterol)
Membraan van een bacterie heeft ook een lipid bilayer

Celwand zorgt voor vorm en stijfheid van de cel, ook voor het
door-/weerstaan van turgor
De bacterial cell wall (sacculus) bestaat uit één interlinked
molecuul
Meeste bacterie celwanden bestaan uit peptidoglycanen of
murein
 Peptidoglycan bestandsdelen  cross-bridges (niet in
detail kennen)
Gram-positive  meerdere lagen peptidoglycanen
Cellen maken een beschermende laag tegen immuunsysteem
 capsule

, S-layer  bestaat uit (glyco)eiwitten, extra beschermende laag in free-living bacteriën
 Geeft cel vorm en beschermt tegen osmose

Transglycosilation/tranpeptidation  L- & D-alanines
Lipid II  voorlooper voor peptidoglycan synthese
 Target voor bepaalde antibiotica
LPS  lipopolysaccharides  in membraan van Gram-negatieve bacteriën

Vorm-bepalende eiwitten:
- FtsZ  vormt een Z-ring in spherical cells (septum synthese)
- MreB  vormt een coil in rod-shaped cells (peptidoglycan synthese)
- CreS (crescentin)  zorgt voor boonvormige bacterie (intermediate filament)
Division septum  groeit naar binnen, scheidt oudercel in twee dochtercellen

Bacteriën hebben geen organellen, maar wel bepaalde structuren
- Thylakoids  fotosynthetische membranen
- Carboxysomes  eiwitcompartiment voor CO2-fixatie
- Gas vesicles  om positie te bepalen (drijfvermogen)
- Storage granules  opslag van glycogeen, PHB (energie), sulfur (zuurstof)
- Magnetosomes  oriëntatie van zwemmende magnetotactic bacteriën

Aan de buitenkant ook bepaalde structuren
- Pili/fimbriae  voor vasthechting
o Sexpili  conjugatie
- Stalks  membraangebonden extensies van het cytoplasma
o Uiteindes scheiden adhesiefactoren uit  holdfasts
- Nanotubes  intracellulaire verbindingen die materiaal van ene naar andere cel brengen
- Flagel  door rotatie kunnen bacteriën zwemmen
o Met de klok mee of tegen de klok in  de richting/switch bepaalt waarheen
Chemotaxis  beweging van een bacterie als respons op chemische gradiënten
- Tegen de klok in  flagella bundelen en duwen cel naar voren (run)
- Met klok mee  bundel flagella valt uiteen en cel verandert van richting (tumble)

Complex media  nutrient rich but poorly defined
- Enriched  specifieke componenten toegevoegd
Synthetic media  precisely defined
Selective media  bevoordelen de groei van één organisme over een ander
Defined minimal medium  bevat alleen componenten nodig voor een organisme om te groeien
Pure culture  alleen één soort

OD600  optical density meten met apparaat
Viable count  met dilutions tellen (denk aan practicum)
Counting chamber  dilutions worden hierop geplaatst  direct geteld
FACS  apparaat dat fluorescente cellen meet op grootte en vorm
Flow cytometry  FACS zonder sorteren

Binary fission  oudercel splits in twee dochtercellen
Generation time  de tijd die nodig is een populatie te verdubbelen (doubling time)
- Nt = N0 * 2n (n = number of generations)

Batch culture  vloeibaar medium in een afgesloten systeem
Continuous culture  alle cellen bereiken een steady state
- Chemostat  zorgt voor logaritmische groei door constant toevoegen en weghalen van media

Biofilm  oppervlakte gehechte communities
- Pseudomonas aeruginosa  biofilm in cystic fibrosis patiënten

Bacteriën die een omgevingsstress doormaken, veranderen dingen in bijvoorbeeld celstructuur
- Endospores  Gram-positive bacteriën maken deze onder stress