BacteriënMicro 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, longontstekingStreptokok, keelontstekingStafylokok, 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

identificatieantibioticumgevoelig

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=a4LD8VznRbw

GramkleuringDefinitie:

• 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 waardeMicro 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 stofwisselingaan

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