Bacteriën
Micro organismen
Systematiek en ordening van het leven
•
Paragraaf 1.5
• Filmpje ordening
Waarom ordenen?
• inzicht in levend/ geleefde natuur
• Orde van de natuur ontdekken
• Communicatiemiddel
• Voorspellende waarde
Mypip-Hotpotatoes biopuzzel
Prokaryoten- eencellige organisme zonde celkern. Ze hebben circulair DNA wat zich los in de cel bevindt
Eukaryoten- alle organismen waarvan de cellen een celkern bevatten
Onderscheid naar vorm
Naamgeving:
A- bacillen
B- streptokokken C- stafylokokken D- Diplokokken E- Spirillen F- Vibrionen
Bacterie kokken
Pneumokok, longontsteking Streptokok, keelontsteking Stafylokok, steenpuist of
voedselvergiftiging.
Bouw van een bacterie
Identificeren
•
Macroscopisch onderzoek
•
Microscopisch onderzoek
•
Biochemich onderzoek
•
Waar nodig immunlogisch en moleculair biologische
onderzoek
Macroscopisch onderzoek
• Op nutrienten agar
• PrB 31 beschrijven en beoordelen van een kweek
Microscopisch onderzoek
•
Gram-kleuring
Gram-positief en Gram-negatieve bacteriën
•
Andere kleuringen
• Kapselkleuring
• Sporenkleuring
• Zuurvast kleuring
•
PRB 31 gram-kleuring
Biochemisch onderzoek
•
Biochemische vingerafdruk
• Elk micro organismen heeft uniek biochemische eigenschappen
• Biochemisch: Enzymactiviteiten in een cel. (Herkennen van enzymen in stofwisselingsprocessen)
• Volgt identificeren van geslacht en soort
•
Selectieve en differentiële media
• Verschillende selectieve agar (methyleenblauw->remt gram pos bacteriën)
• Bonte rij
• API test –miniatuur kit
Overige onderzoek
•
Moleculair biologische onderzoek
• PCR Polymerase chain reaction
• MRSA bacterie
•
Immunologisch onderzoek
Medische microbiologische technieken
•
Het isoleren van pathogenen
•
Het identificeren van pathogenen
•
Het bepalen van de gevoeligheid voor antimicrobiële organismsen
Biomedische kennis voor het MLO H3.5
Patient verdacht van infectieziekten Bloed, feces, urine,
liquor, sputum, slijmvlies, vocht Klassieke
microbiologie
Moderne microbiologie
Immunologisch onderzoek Kweek op/in verrijkt
medium, en een selectief medium
Moleculaire microbiologische
technieken Isolatie van
reincultuur
identificatie antibioticumgevoelig heid
Isoleren van
pathogenen
http://youtu.be/afM7DGjSVn4
Micro organismen
•
Positieve en negatieve invloeden, oftewel schadelijke en nuttige bacteriën.
Opdracht, maak een +/- lijstje
•
Microbiologie
•
Bestudeert de m.o.
• http://youtu.be/4P9_Hkb02is (bacteriën zijn overal)
Bouw van een bacterie
gramkleuring
Bacterie Indeling door Gramkleuring
• http://www.youtube.com/watch?v=a4LD8VznR bw
Gramkleuring
Definitie:
• Reactie van de celwand op
kleurstoffen
.Kleuring:
• Positief/Paars
• Negatief/Rood,Roze
Stappenplan:
• 1. Kristalviolet
• 1a Spoelen.
(demi-water)• 2. Lugol
• 3. Ethanol
(ontkleuring)• 3a Spoelen.
(demi-water)• 4. Waterige Fuchsine.
• 4a Spoelen.
(demi-water)• 4b Drogen
Gramkleuring
Gram positief; zeer dikke celwand met peptidoglycaan.
Gram negatief; dunne celwand, makkelijke doordringing van ethanol die het kristalviolet uitspoelt.
Theorie:
Kweken van micro organismen
• VAST MEDIUM
• AGAR
• VLOEIBARE MEDIUM
• BOUILLON
Opdracht 1 t/m 3
Exponentiele Groei
• Vermeerdering bacteriën
• Generatie tijd
(verdubbelingstijd)
• 20 minuten
• Binaire deling
• Animatie
• https://nl.wikipedia.org/wiki/Binaire_deling
Groei
• Binaire deling
•
verdubbeling cel inhoud
•
Verlenging van de cel
•
splitsing in twee gedeeltes
• Prokaryoten
•
O.a. Bacteriën
• Eukaryoten
•
Mitose
•
Meiose
Voeding
• Nutriënten uit de omgeving (voedingsstoffen)
•
Gebruikt voor metabolisme van de cel (stofwisseling van de cel)
• Anabolisme
• Proces dat nutriënten worden opgenomen en als bouwstof gebruikt voor bv cel onderdelen - energie verbruikend proces
• Katabolisme
• Proces dat chemische verbindingen verbreekt en de vrijgekomen energie gebruikt als brandstof voor bv groei en beweging
• (Hoofdstuk 7 celstofwisseling)
Voedingstoffen (nutriënten)
•
Macro nutriënten
Nutrienten die de cel in grote hoeveelheden nodig heeft.
• Koolstof, Stikstof,Fosfor, Zwavel etc
•
Micronutriënten
• Nutrienten die cel in kleine hoeveelheden nodig heeft.
• Kobalt, Zink, Koper, Mangaan etc
•
Alle elementen die de bacteriecel bevat moeten uiteraard ook
in het medium worden aangeboden.
Macro nutriënten
• (C)Koolstof:
• Cel is opgebouwd uit koolstof verbindingen (organische)
• Organische verbindingen (koolhydraten, eiwitten ,Lipiden)
• Gebruikt als brandstof (autotrofe organismen) maar ook als bouwstof (heterotrofe organismen)
• (H)Waterstof en (O) Zuurstof:
• Komen net al koolstof voor organische verbindingen
• Worden tevens gebruikt als brandstof of bouwstof
• (N)Stikstof:
• Bouw van macromoleculen zoals eiwitten, DNA, RNA, ATP, fosfolipen
• Nodig voor bouw van petidoglycaan wand
• Afbraak/bouw van het erfelijk materiaal
• (S)Zwavel:
• Voornamelijk in bepaalde eiwitten (aminozuren, vitaminen)
• Zorgt ervoor eiwitten steviger zijn en meer bestand zijn tegen verhitting
(P) Fosfor:
Afbraak /bouw van macromoleculen zoals eiwitten, DNA, RNA, ATP, fosfolipen
Micro nutriënten
•
(Fe) ijzer,
•
(Cu) koper,
•
(Ca) calcium,
•
(Mn) mangaan.
•
Veelvuldig gebruik in enzymen.
Groei factoren
•
Invloeden op de groei van micro organisme (Milieufactoren)
• 1. Temperatuur
• Temp-bereik: Minimum temperatuur, maximum temperatuur en een optimum temperatuur.
• 3 groepen met een verschillend optimum.
• 0-15◦C Psychrofilen
• 20-37◦C Mesofielen
• 55-65◦C Thermofielen
•
Extreem thermofielen
Groei factoren
• 2. Zuurgraad
• pH-bereik met een minimum, maximum en een optimum.
• De meeste groeien optimaal bij pH 7.
• Bacteriën vaak beter aangepast aan zure milieus.
• Lage pH (0,8) Acidofielen.
• Hoge pH Basofielen
Groei factoren
• 3. Zuurstofspanning
• Micro organismen houden van een zuurstof arme en/of zuurstofrijke omgeving.
• Verdeling in 4 groepen:
• Obligaat aerobe micro organismen.
• Obligaat anaerobe micro organismen.
• Facultatief anaerobe micro organismen.
• Micro aerofiele micro organismen.
Groei factoren
• 4. Osmotische waarde
Micro organismen hebben water nodig voor hun groei.
• Groei en overleving kan drastisch beïnvloed worden door de hoeveelheid water wat de cel kan opnemen of verlaten.
•
3 soorten milieus:
•
Hypertonisch milieu
•
Hypotonisch milieu
•
Isotonische milieu
Ei osmose• https://youtu.be/SrON0nEEWmo
Zoek de definities/beschrijvingen van de volgende begrippen
• Cel ademhaling
• Aerobe
• Anaeroob
• Fermentatie
• Zuurstofspanning
• Psychrofielen
• Mesofielen
• Thermofielen
• Acidofielen
• Basofielen
• Buffer
• Isotoon milieu
• Osmotische waarde
• Osmose
• Halofielen
Culturen
•
Kweken van een bacteriesoort – (bacterie)cultuur
• Vloeibaar medium - bouillon
• Vast medium –agar
•
Geisoleerde groep micro organisme op een vaste bodem = kolonie
•
Reinkweek (zuivere of reincultuur )-
• 1 populatie micro organisme/ 1 soort
• specifieke kenmerken zoals celvorm, gramkarakter, beweeglijkheid, stofwisselingseigenschappen.
Kweken van micro organismen
• VAST MEDIUM
• AGAR
• VLOEIBARE MEDIUM
• BOUILLON
Opdracht 1 t/m 3
Groeicurve in vloeibaar media
• Lag-fase: de periode die verloopt voordat de vermeerdering van de bacteriecellen begint;
• logaritmische fase: de periode, waarin de feitelijke groei plaatsvindt, hierbij verdubbelt het aantal zich elke generatietijd
• de stationaire fase: de periode, waarin het aantal levende cellen per ml constant blijft
• afstervingsfase:de periode, waarin het aantal levende cellen per ml afneemt
Identificatie schema
Aan- of afwezigheid van:
Enzym Katalase =
Waterstofperoxide ontstaat tijdens de aërobe ademhaling, het is giftig. Katalase voorkomt dus afsterving van de bacteriecel door het peroxide af te breken Alle melkzuurbacteriën zijn katalasenegatief en zo te onderscheiden van andere grampositieve coccen en staven
Aan of afwezigheid van:
Enzym Oxidase =
Met deze test wordt een
ademhalingsenzym aangetoond dat in strikt aërobe micro-organismen in zo'n hoge concentratie aanwezig is dat het zeer snel aantoonbaar is. Toont dus Anaerobe of Aerobe stofwisseling aan
Indeling bacteriën
• Bacteriesoort zijn opgebouwd uit 2 namen geslachtnaam en soortnaam
• Binnen een soort kunnen M.O. van elkaar verschillen
• Worden vastgesteld met serologische bepalingen – serotypen
• Kleinste eenheid binnen 1 soort is een stam (een cultuur die uit 1 cel is ontstaan)
• Groot probleem is bij het indelingen het kruisen van bacteriën
• Op Basis v.d. celwandsamenstelling worden ze ingedeeld in drie belangrijke hoofdgroepen
• Grampositief- bacteriën met een dikke peptidoglycaan wand
• Gram negatief- bacteriën met een dunne celwand van peptidoglycaan met daarom een dunnen buitenmembraan
• Bacteriën zonder celwand, alleen met een celmembraan, Mycoplasma
• Indeling van subgroepen vindt plaats op basis van vorm , rangschikking van de cellen en biochemische eigenschappen
Grampositieve kokken
• Kokken
• Meest voorkomend geslacht is Micrococcus
• Micrococcus luteus
• Gele kolonies op agarplaten-
• Vaak gerangschikt met vier cellen bij elkaar.
• Onschadelijke saprofyten (bodem, water, lucht)
• Stafylokokken
• Facultatief aerobe bacterien
• meerdere richtingen delen
• Huid en slijmvliezen (mens en warmbloedige dieren)
• Staphylococcus aureus (gele kolonies)
• produceert extracelluaire enzymen en toxines, PATHOGEEN
• Enzymen: coagulase (omzet fibrinogeen naar fibrine )en leukocidine (breekt leucocyten af)
• Toxines: hemolysine (lyseert rode bloedcellen) en thermostabiele enterotoxinen (voedselvergiftiging
• Huidinfecties (zweren, steenpuisten en abcessen)
• Staphylococcus epidermis (witte kolonies)
Grampositief kokken
•
Streptokokken
• Facultatief anaerobe bacteriën- veel soorten
• delen in 1 vlak – paren of ketens (kleine kolonies)
• Strepptococcus thermophilus – productie van yoghurt (biotechnologie)
• Veel pathogene streptokokken (tabel 4-2)
• Sommige produceren hemolysine
• - hemolyse - groenig hof – vergroende streptokokken
• - hemolyse - helder hof – hemolystische streptokokken
• - hemolyse – geen hof –indifferente streptokokken
Grampositieve staafjes
Sporenvormende staafjes
• Grote weerstand tegen uitdroging, desinfectantia, straling, hitte
• Zichtbaar als verdikking, of als trommelstokje - sporekleuring
• Meeste soorten onschadelijke saprofyten
• Clostridium – obligaat aeroob
• Meer pathogene soorten C.perfringens (voedselvergiftiging), C. tetani (tetanus), C.
botulinum (botulisme)
• Bacillus – aeroob
• Veel gebruik in bioindustrie, vanwege hoge enzymproductie (wasmiddelen industrie)
• Bacillius cereus - pathogeen- voedselvergiftiging
Regelmatige staafjes (niet sporevormende bacteriën)
• Lactobacillus ( mond, vagina, darmen, warmbloedige dieren) Niet pathogeen
• Veelgebruikt in de levensmiddelen industrie bij fermentatie plantaardig/dierlijk materiaal
• Listeria monocytogenes (on gepasteuriseerde melk, kaas) Pathogeen
• Veroorzaakt vroeggeboorte bij zwangere vrouwen
Grampositieve staafjes
Onregelmatige staafjes (niet sporevormend)
• Corynebacterium
• Varieren in dikte en lengte, liggen in Lettervormen (L,Y, V of chinese tekens)
• Sommige saprofyten (bodem water)
• Sommige pathogeen voor planten
• Sommige pathogeen voor mensen
• Corynebacterium diphteriae (difterie)
• Zuurvaste staafjes
• 1 geslacht Mycobacterium
• Ze zijn zuurvast, na de kleuringstap met zoutzure ethanol ontkleuren ze niet -
> nakleuren met methyleenblauw
• Meeste onschadelijke saprofyten
• 2 pathogene soorten
• Mycobacterium tuberculosis (tuberculosis TBC)
• Mycobacterium leprae (lepra)
Gramnegatieve kokken
•
Gedomineerd door 1 geslacht Neisseria
•
Niervormige cellen (diplokokken) met platte zijde tegen elkaar
•
Sommige commensaal (neus- en keelholte)
•
Belangrijke pathogenen
• Neisseria gonorehoeae (gonorroe druiper)
• Neisseria meningitidis (hersenvliesontsteking (meningitis)
Gramnegatieve kokken
Bijzondere Chlamydiae
•
Intracellulaire parasieten (komen sterk met virrussen overeen
•
Worden gekweekt in weefselkweekcellen
•
Chlamydia trachomatis (chlamydia, meest voorkomende SOA)
•
Vermenigvuldigt in slijmvliezen vanm de geslachtsdelen)
•
Langdurige infectie leidt tot onvruchtaarheid
Gramnegatieve staafjes
• Facultatief anaerobe staafjes
• Zetten glucose in afwezigheid van zuurstof om in zure stofwisselings producten
• Familie Enterobacteriaceae (Verdere indeling biochemisch onderzoek, microscopisch niet te onderscheiden)
• Commensalen Escherichia coli , Proteus, Klebsiella, Serratia, Enterobacter -> kunnen pathogeen worden porte d’entree
• Pathogenen
• Salmonella soorten (diarree en tyfus)
• Shigella soorten (dysentrie en builenpest)
• Vibrio cholerae (cholera
• Haemophilus influenzae (menigitis kinderen)
• Aerobe staafjes
• Anaerobe staafjes