HC – Microbiologie
HC 1 – Intro en inleiding
Gemeenschappelijke onderwerpen in tentamen.
Prescotts microbiology 10th edition; international edition
Registreren bij Connect met VU-mail met daarvoor studentnummer: .
Geen cijfer maar credits (max 10.000):
- Thuistoetsen max 500 per stuk
- Deeltoetsen per stuk max 3000
- Voor pract max 2000
Heb je na blok 1 > 2750 credits → mag
challenge doen → tot 1000 credits erbij
Maar:
- -100 credits bij afwezigheid van
practicum, WC CPR en CPR
- -100 credits bij 15 minuten of
meer te laat bij practicum
- -100 credits bij 2e x minder dan 15 min te laat bij practicum
DT1 en DT 2 moeten samen minimaal 3300 credits zijn. Je eindscore moet 5500 of hoger zijn.
Micro-organismen zijn te onderscheiden in prokaryoten en eukaryoten. Eukaryoten hebben een
celkern (met kernmembraan) (transcriptie in kern, translatie in cytoplasma). Bij prokaryoten ligt het
DNA los in de cel. Prokaryoten zijn over het algemeen kleiner en minder complex dan eukaryoten.
Geschat wordt dat 3,5/3,8 biljoen jaar geleden de eerste cellen ontstaan zijn. Dit waren prokaryoten
met waarschijnlijk alleen RNA. Als wetenschappers iets definiëren als levend organisme, moet het
organisme chemische reacties kunnen hebben (en zo energie krijgen), vaste structuren hebben in
Pagina 1 van 73
,HC – Microbiologie
opbouw, en genetisch materiaal
(DNA) bevatten waardoor het
zich kan repliceren. Maar dit
blijkt niet helemaal zo te zijn;
het eerste celletje zou best RNA
kunnen bevatten, want RNA
kan ook vertaald worden naar
eiwitmoleculen die
enzymatische activiteiten
(energie) en eiwitten die rol
spelen in structuur. Het leven
op aarde zou dus ontstaan
kunnen zijn uit een RNA
molecuul die omgeven was door liposomen (membraan van vetmoleculen, ligt in water) (liposoom =
vetdruppel in water).
Hoe kunnen micro-organismen zich evolutioneren?
Bacteriën en Archaea doen aan horizontal gene transfer; ze kunnen stukjes genetisch materiaal van
andere organismen opnemen en inbouwen in eigen genetisch materiaal. Er is dus geen seksuele
reproductie. Zo vindt er in bacteriën dus evolutie plaats; er komen nieuwe genen/combinaties.
Op basis van het ribosomaal RNA kan de ‘stamboom’
van organismen bedacht worden (als ze afstammen
hebben ze veel overeenkomsten). Ze isoleren dan
het ribosomale RNA (rRNA) van het organisme, en
bepalen de sequenties. Hoe groter het verschil, hoe
minder ze met elkaar overeenkomen; hoe verder van elkaar
verwijderd van elkaar in de stamboom. Zo kan je ook een
schema tekenen, waarin de afstand tussen 2 organismen
aangeeft hoe ver ze van elkaar afstaan.
Zo krijg je drie groepen: Eukaryoten, Bacteriën en Archaea.
Archaea komen niet voor bij mensen; zijn extremofielen. Ze zijn
niet ziekmakend voor de mens. Bacteriën en Eukaryoten zijn
wel ziekmakend.
Als ze een naam krijgen (Nomenclature), is deze in het latijn
geschreven. Het eerste deel is de genus (soort), en het tweede
deel is de stam. Bv Yersinia pestis.
Bij bacteriën is een soort (species) een aantal stammen die stabiele overeenkomsten hebben, en op
basis van deze overeenkomsten verschillen van andere stammen. Een stam (strain) is wanneer je een
micro-organisme isoleert, en je hier nakomelingen van haalt. Deze groep nakomelingen behoren dan
tot dezelfde stam.
Koch heeft bewezen dat micro-organismen ziektes kunnen veroorzaken (M. tuberculosis en
tuberculose). Hij had postulates:
1. Het micro-organisme zit wel in de zieke mensen en niet in de gezonde mensen
Pagina 2 van 73
,HC – Microbiologie
2. Het verwachtte te vinden microorganisme moet kunnen worden geïsoleerd uit een ziek
persoon, en gekweekt in pure culture
3. Hetzelfde ziektebeeld moet ontstaan als een geïsoleerd microorganisme wordt ingebracht in
een gezond persoon
4. Hetzelfde microorgansime moet opnieuw geïsoleerd kunnen worden uit een ziek persoon
Zijn wel beperkingen aan:
- Sommige micro-organisme waarvan we weten dat ze ziektes veroorzaken, kunnen we niet
‘pure’ isoleren en opkweken
o Virussen hebben bv andere cellen nodig
o Of je weet niet welke energiebron er nodig is
- Sommige micro-organismen veroorzaken ziektes in mensen
o Niet ethisch om dan postulates te testen
o Proefdieren werken niet
- Door technologische vooruitgang hebben we snellere manieren dan kweken
Veel micro-organismen zijn geen ziekmakers; we komen niet met ze in contact, of ze zijn
commensaal (bv in darm). Veel micro-organismen zijn zelfs gunstig voor de mens; we maken gebruik
van ze bij bv productie van ons voedsel. Algen zijn de grootste producenten van zuurstof (zijn ook
micro-organismen). Micro-organismen kunnen ook gebruikt worden voor oorlogsvoering.
Hoe verder je naar beneden gaat in de darm, hoe meer micro-organismen je tegenkomt. Als je
minder darmflora hebt, is je immuunsysteem slechter.
HC 2 – Microbial cells and Growth
Cell structure: Chapter 03; 3-1 t/m 3-5, 3-7, 3-9
Grootte
Bacteriën kunnen veel verschillende vormen hebben. Kokken (Cocci) zijn rond, komen veel voor. Ze
kunnen in lijntjes gerangschikt zijn, of in trosjes. Ook heb je naast kokken veel staafvormige bacteriën
(Rod), deze heten bacilli. Deze 2 vormen zijn het meest voorkomend. Ook kunnen bacteriën komma-
achtig zijn (vibrios), spiraalvormig (spirilla), of uitsteeksels hebben. Ook aardig wat bacteriën nemen
multicellulaire vormen aan. Dit is een vorm van differentiatie.
Eerst was de classificatie op basis van vorm (morfologie). Maar de vorm zegt erg weinig over de
fysiologie, ecologie en genen van bacteriën. Tegenwoordig wordt er gekeken naar DNA.
Waarom zijn er verschillende morfologieën? Dit kan voordelen hebben, bijv bij voortbeweging of
nutriënt uptake. Klein zijn heeft een voordeel (meer oppervlak in verhouding met volume (surface-
to-volume ratio)), ze hebben meer membraan t.o.v. inhoud, en kunnen dus makkelijker stoffen
opnemen, en zo dus ook makkelijker groeien en dus evolueren. Dit kan voor ons lastig zijn, omdat ze
dus sneller resistentie kunnen opbouwen tegen antibiotica.
Bij staafvormige bacteriën is de S/V ratio nog gunstiger dan bij kokken. Pathogene bacteriën zijn
meestal erg klein (0.2-0.4 µm), omdat ze parasieten zijn.
Er zijn weinig microben <0.15 µm in diameter; essentiële dingen (DNA, ribosomen) hebben ruimte
nodig. Er is dus wel een grens aan de kleinheid; er moet wel nog ruimte zijn voor de inhoud.
Pagina 3 van 73
, HC – Microbiologie
Belangrijk is dat het DNA dat benodigd is voor replicatie echt behouden wordt. Deze grens wordt
benaderd bij parasieten (deze gebruiken veel dingen van de gastheer).
Ook zijn er grote bacteriën, tot wel > 700 µm in diameter. De S/V ratio van deze bacterie is dus niet
erg gunstig, maar dit heeft hij opgelost door veel membraanstructuren intern te hebben. Door zijn
grootte wordt voorkomen dat hij wordt opgegeten.
Onderdelen
Plasmamembraan
Plasmamembraan is de eerste laag, daarna komt de cell
wall, en dan de capsule. Deze drie noem je samen de Cell
envelope.
Plasmamembraan is een lipide dubbellaag (phospholipid
bilayer), met daarin veel eiwitten, en een aantal suikers.
Sommige eiwitten steken daar dwars
hedooren (integral membrane protein,
zijn hydrofoob), anderen zitten vast aan
andere eiwitten (peripheral membrane
protein). Plasmamembraan is dus geen
vaste structuur, en dient als barrière;
eiwitten kunnen er doorheen
diffunderen. Het is een barrière die het
cytoplasma scheidt van de
buitenwereld. Je hebt
transporteiwitten/kanalen/carriers nodig om transport te hebben → het is zeer selectief.
Het is dus een bilayer; heeft een hydrofiele en hydrofobe kant.
Buitenste gedeelte (blauw op afb →) is het hydrofiele deel, de
vetzuren (geel) is het hydrofobe gedeelte. Er is variatie mogelijk in
de ‘head group’, en in de vetzuren. Af en toe worden de
fosfolipiden verstevigd met sterol achtige lipiden (cholesterol bij de
mens, maar niet bij bacteriën; zij hebben hopanpoid).
- Intergraaleiwitten maken met hydrofobe aminozuren contact
met de vetzuren in het membraan, zo zijn ze verankerd. Zijn belangrijk bij bijv de
energiehuishouding, en transportprocessen. Ongeveer 30% van de eiwitten zijn
membraaneiwitten. Je kan een membraaneiwit herkennen aan de hydrofobe aminozuren die hij
heeft.
- Perifere eiwitten zitten dus niet vast aan het membraan, maar aan andere eiwitten. Deze kunnen
gemakkelijk loslaten.
De eiwitten zijn meestal aanwezig in complexen. Werken samen met andere eiwitten om dingen uit
te voeren.
De functie van het plasmamembraan:
- Vormt barrière
o Vind veel transport plaats
Pagina 4 van 73
HC 1 – Intro en inleiding
Gemeenschappelijke onderwerpen in tentamen.
Prescotts microbiology 10th edition; international edition
Registreren bij Connect met VU-mail met daarvoor studentnummer: .
Geen cijfer maar credits (max 10.000):
- Thuistoetsen max 500 per stuk
- Deeltoetsen per stuk max 3000
- Voor pract max 2000
Heb je na blok 1 > 2750 credits → mag
challenge doen → tot 1000 credits erbij
Maar:
- -100 credits bij afwezigheid van
practicum, WC CPR en CPR
- -100 credits bij 15 minuten of
meer te laat bij practicum
- -100 credits bij 2e x minder dan 15 min te laat bij practicum
DT1 en DT 2 moeten samen minimaal 3300 credits zijn. Je eindscore moet 5500 of hoger zijn.
Micro-organismen zijn te onderscheiden in prokaryoten en eukaryoten. Eukaryoten hebben een
celkern (met kernmembraan) (transcriptie in kern, translatie in cytoplasma). Bij prokaryoten ligt het
DNA los in de cel. Prokaryoten zijn over het algemeen kleiner en minder complex dan eukaryoten.
Geschat wordt dat 3,5/3,8 biljoen jaar geleden de eerste cellen ontstaan zijn. Dit waren prokaryoten
met waarschijnlijk alleen RNA. Als wetenschappers iets definiëren als levend organisme, moet het
organisme chemische reacties kunnen hebben (en zo energie krijgen), vaste structuren hebben in
Pagina 1 van 73
,HC – Microbiologie
opbouw, en genetisch materiaal
(DNA) bevatten waardoor het
zich kan repliceren. Maar dit
blijkt niet helemaal zo te zijn;
het eerste celletje zou best RNA
kunnen bevatten, want RNA
kan ook vertaald worden naar
eiwitmoleculen die
enzymatische activiteiten
(energie) en eiwitten die rol
spelen in structuur. Het leven
op aarde zou dus ontstaan
kunnen zijn uit een RNA
molecuul die omgeven was door liposomen (membraan van vetmoleculen, ligt in water) (liposoom =
vetdruppel in water).
Hoe kunnen micro-organismen zich evolutioneren?
Bacteriën en Archaea doen aan horizontal gene transfer; ze kunnen stukjes genetisch materiaal van
andere organismen opnemen en inbouwen in eigen genetisch materiaal. Er is dus geen seksuele
reproductie. Zo vindt er in bacteriën dus evolutie plaats; er komen nieuwe genen/combinaties.
Op basis van het ribosomaal RNA kan de ‘stamboom’
van organismen bedacht worden (als ze afstammen
hebben ze veel overeenkomsten). Ze isoleren dan
het ribosomale RNA (rRNA) van het organisme, en
bepalen de sequenties. Hoe groter het verschil, hoe
minder ze met elkaar overeenkomen; hoe verder van elkaar
verwijderd van elkaar in de stamboom. Zo kan je ook een
schema tekenen, waarin de afstand tussen 2 organismen
aangeeft hoe ver ze van elkaar afstaan.
Zo krijg je drie groepen: Eukaryoten, Bacteriën en Archaea.
Archaea komen niet voor bij mensen; zijn extremofielen. Ze zijn
niet ziekmakend voor de mens. Bacteriën en Eukaryoten zijn
wel ziekmakend.
Als ze een naam krijgen (Nomenclature), is deze in het latijn
geschreven. Het eerste deel is de genus (soort), en het tweede
deel is de stam. Bv Yersinia pestis.
Bij bacteriën is een soort (species) een aantal stammen die stabiele overeenkomsten hebben, en op
basis van deze overeenkomsten verschillen van andere stammen. Een stam (strain) is wanneer je een
micro-organisme isoleert, en je hier nakomelingen van haalt. Deze groep nakomelingen behoren dan
tot dezelfde stam.
Koch heeft bewezen dat micro-organismen ziektes kunnen veroorzaken (M. tuberculosis en
tuberculose). Hij had postulates:
1. Het micro-organisme zit wel in de zieke mensen en niet in de gezonde mensen
Pagina 2 van 73
,HC – Microbiologie
2. Het verwachtte te vinden microorganisme moet kunnen worden geïsoleerd uit een ziek
persoon, en gekweekt in pure culture
3. Hetzelfde ziektebeeld moet ontstaan als een geïsoleerd microorganisme wordt ingebracht in
een gezond persoon
4. Hetzelfde microorgansime moet opnieuw geïsoleerd kunnen worden uit een ziek persoon
Zijn wel beperkingen aan:
- Sommige micro-organisme waarvan we weten dat ze ziektes veroorzaken, kunnen we niet
‘pure’ isoleren en opkweken
o Virussen hebben bv andere cellen nodig
o Of je weet niet welke energiebron er nodig is
- Sommige micro-organismen veroorzaken ziektes in mensen
o Niet ethisch om dan postulates te testen
o Proefdieren werken niet
- Door technologische vooruitgang hebben we snellere manieren dan kweken
Veel micro-organismen zijn geen ziekmakers; we komen niet met ze in contact, of ze zijn
commensaal (bv in darm). Veel micro-organismen zijn zelfs gunstig voor de mens; we maken gebruik
van ze bij bv productie van ons voedsel. Algen zijn de grootste producenten van zuurstof (zijn ook
micro-organismen). Micro-organismen kunnen ook gebruikt worden voor oorlogsvoering.
Hoe verder je naar beneden gaat in de darm, hoe meer micro-organismen je tegenkomt. Als je
minder darmflora hebt, is je immuunsysteem slechter.
HC 2 – Microbial cells and Growth
Cell structure: Chapter 03; 3-1 t/m 3-5, 3-7, 3-9
Grootte
Bacteriën kunnen veel verschillende vormen hebben. Kokken (Cocci) zijn rond, komen veel voor. Ze
kunnen in lijntjes gerangschikt zijn, of in trosjes. Ook heb je naast kokken veel staafvormige bacteriën
(Rod), deze heten bacilli. Deze 2 vormen zijn het meest voorkomend. Ook kunnen bacteriën komma-
achtig zijn (vibrios), spiraalvormig (spirilla), of uitsteeksels hebben. Ook aardig wat bacteriën nemen
multicellulaire vormen aan. Dit is een vorm van differentiatie.
Eerst was de classificatie op basis van vorm (morfologie). Maar de vorm zegt erg weinig over de
fysiologie, ecologie en genen van bacteriën. Tegenwoordig wordt er gekeken naar DNA.
Waarom zijn er verschillende morfologieën? Dit kan voordelen hebben, bijv bij voortbeweging of
nutriënt uptake. Klein zijn heeft een voordeel (meer oppervlak in verhouding met volume (surface-
to-volume ratio)), ze hebben meer membraan t.o.v. inhoud, en kunnen dus makkelijker stoffen
opnemen, en zo dus ook makkelijker groeien en dus evolueren. Dit kan voor ons lastig zijn, omdat ze
dus sneller resistentie kunnen opbouwen tegen antibiotica.
Bij staafvormige bacteriën is de S/V ratio nog gunstiger dan bij kokken. Pathogene bacteriën zijn
meestal erg klein (0.2-0.4 µm), omdat ze parasieten zijn.
Er zijn weinig microben <0.15 µm in diameter; essentiële dingen (DNA, ribosomen) hebben ruimte
nodig. Er is dus wel een grens aan de kleinheid; er moet wel nog ruimte zijn voor de inhoud.
Pagina 3 van 73
, HC – Microbiologie
Belangrijk is dat het DNA dat benodigd is voor replicatie echt behouden wordt. Deze grens wordt
benaderd bij parasieten (deze gebruiken veel dingen van de gastheer).
Ook zijn er grote bacteriën, tot wel > 700 µm in diameter. De S/V ratio van deze bacterie is dus niet
erg gunstig, maar dit heeft hij opgelost door veel membraanstructuren intern te hebben. Door zijn
grootte wordt voorkomen dat hij wordt opgegeten.
Onderdelen
Plasmamembraan
Plasmamembraan is de eerste laag, daarna komt de cell
wall, en dan de capsule. Deze drie noem je samen de Cell
envelope.
Plasmamembraan is een lipide dubbellaag (phospholipid
bilayer), met daarin veel eiwitten, en een aantal suikers.
Sommige eiwitten steken daar dwars
hedooren (integral membrane protein,
zijn hydrofoob), anderen zitten vast aan
andere eiwitten (peripheral membrane
protein). Plasmamembraan is dus geen
vaste structuur, en dient als barrière;
eiwitten kunnen er doorheen
diffunderen. Het is een barrière die het
cytoplasma scheidt van de
buitenwereld. Je hebt
transporteiwitten/kanalen/carriers nodig om transport te hebben → het is zeer selectief.
Het is dus een bilayer; heeft een hydrofiele en hydrofobe kant.
Buitenste gedeelte (blauw op afb →) is het hydrofiele deel, de
vetzuren (geel) is het hydrofobe gedeelte. Er is variatie mogelijk in
de ‘head group’, en in de vetzuren. Af en toe worden de
fosfolipiden verstevigd met sterol achtige lipiden (cholesterol bij de
mens, maar niet bij bacteriën; zij hebben hopanpoid).
- Intergraaleiwitten maken met hydrofobe aminozuren contact
met de vetzuren in het membraan, zo zijn ze verankerd. Zijn belangrijk bij bijv de
energiehuishouding, en transportprocessen. Ongeveer 30% van de eiwitten zijn
membraaneiwitten. Je kan een membraaneiwit herkennen aan de hydrofobe aminozuren die hij
heeft.
- Perifere eiwitten zitten dus niet vast aan het membraan, maar aan andere eiwitten. Deze kunnen
gemakkelijk loslaten.
De eiwitten zijn meestal aanwezig in complexen. Werken samen met andere eiwitten om dingen uit
te voeren.
De functie van het plasmamembraan:
- Vormt barrière
o Vind veel transport plaats
Pagina 4 van 73
