3 De wereld van de micro-organismen

Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Microbiologie
1 Historiek
1.1 Inleiding
Microbiologie: afkomstig van het Griek, betekent strikt gezien de leer van het microscopisch kleine
leven.
Micro-organisme: alles wat in essentie leeft en uitsluitend met behulp van een microscoop of een
elektronenmicroscoop te zien is.
1.2 Geschiedenis
Recente wetenschap: er bestaan al miljarden jaren M.O. op de aarde.
1.2.1 De eerste microscopen
Microscoop: ontstaan van de microbiologie is hieraan te danken, het is een instrument waarmee
M.O., die wegens hun kleine afmetingen voor het oog niet waarneembaar zijn, door vergroting
visueel zichtbaar worden gemaakt.
Antonie van Leeuwenhoek: ontdekte in 1676 met behulp van eigen geconstrueerde microscoop voor
het eerst M.O.
Robert Hooke: had een microscoop gemaakt met een 2-lenzensysteem, hij was de eerste die de
cellulaire structuur van kurk heeft waargenomen. Pas in 19de eeuw is kennis vlot beginnen lopen
dankzij de ontwikkeling van betere microscopen
1.2.2 De theorie van de ‘generatio spontanea’
De theorie van de spontane generatie: dat leven op aarde weer opnieuw kon ontstaan, levend
materiaal gaat dood, maar de levenskrachten zouden niet verdwijnen.
Experiment van Needham:hij vulde een kolf met een vloeistof waarin de condities voor het ontstaan
van M.O. gunstig zijn, om de eventueel levende organismen te doden, werd de kolf enige tijd
opgekookt, waardoor de vloeistof steriel werd. De kolf werd afgesloten met een kurk, dit gebeurde
niet op een steriele manier. Na enige tijd werd troebeling waargenomen.
Louis Pasteur: de grondlegger van de microbiologie: in 1861 maakte Louis Pasteur een einde aan
bovenstaande theorie, hij construeerde een kolf die in open verbinding stond met de lucht door
middel van een sterk neerwaarts gebogen hals, de zogenaamde zwanehalskolf.
Zwanehalskolf: werd gevuld met een vloeistof waarin groei van M.O. mogelijk is. De kolf werd verhit
om aanwezige M.O. af te doden en werd gedurende enige tijd weggezet. Indien er geen geforceerde
luchtcirculatie is, dan zullen de door lucht aangedragen M.O. in het laagste deel van de kolf
achterblijven en zal de vloeistof niet besmet geraken. De kolf bleef helder, werd de zwanehals
afgebroken dan werd de kolf wel troebel.
1
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
M.O. bederven of vergisten voedsel: Pasteur heeft ook aangetoond dat de vloeistof niet alleen
troebel werd, maar dat de vloeistof ook deed bederven of vergisten tot alcohol, naargelang het soort
M.O. aanwezig was. Vanaf dit moment werd het verband tussen chemische omzettingen en M.O. een
feit.
1.2.3 Germ theory of disease
Smetstof = Ziektekiem: Pasteur vermoedde dat M.O. de smetstof zou kunnen zijn en aldus de
oorzaak van ziekte bij mens en dier.
M.O. = Ziekteverwerkers?: aangezien M.O. het voedsel ziek maken, waarom zou een mens er niet
ziek van kunnen worden?
Germ theory of disease: ziektemakende theorie van Pasteur werd bevestigd door Ignaz Semmelweis
en Joseph Lister.
Robert Koch: kon een duidelijk oorzakelijk verband leggen tussen het ziektemakende M.O. en de
ziekte. Koch bestudeerde anthrax. Koch ontdekte door middel van microscopie dat de bacterie
steeds aanwezig was in het bloed van besmette dieren, dit was echter nog niet het bewijs dat de
bacterie ook de veroorzaker van de ziekte was. Koch spoot bloed van besmet dier in bij een gezonde
muis. Muis ontwikkelde de ziekte en stierf. Koch ontdekte dat de bacterie ook buiten het lichaam kon
gekweekt worden, op speciale voedingsbodems.
Postulaten van Koch:
1. Het M.O. moet steeds aanwezig zijn in dieren die aan de
ziekte leiden en mag niet teruggevonden worden in gezonde
dieren
2. Het M.O. moet na isolatie uit een ziek dier in reincultuur
kunnen worden gekweekt
3. Het M.O. uit de reincultuur moet na toediening aan gezonde
dieren de typische ziektesymptomen veroorzaken
4. Het M.O. moet vervolgens uit het ziekgemaakte dier kunnen
worden geïsoleerd en terug in reincultuur kunnen worden
gekweekt. Het M.O. moet hierbij identisch zijn aan het M.O.
dat aanvankelijk geïsoleerd werd uit het origineel ziek dier.
De postulaten van Koch hebben de basis gelegd van de medische
microbiologie.
Postulaten: een theoretisch onbewijsbare stelling, noodzakelijk om
bepaalde feiten te kunnen begrijpen, m.a.w. een vooropgestelde,
onbewezen stelling.
Reincultuur: een kweek waarin er slechts 1 soort M.O. voorkomt.
2
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
1.2.4 Verdere ontwikkelingen in de microbiologie
Medische microbiologie: heeft het meest in de belangstelling gestaan. Belangrijke ontwikkelingen
zijn vaccinatie en de ontdekking van penicilline. Mensen die bepaalde infectieziekten hadden
doorgemaakt waren immuun geworden.
Vaccinatie: immuniteit opwekken via moedwillige besmetting met verzwakte exemplaren van de
gevreesde ziekteverwerker.
Antibioticum: stoffen die bacteriën kunnen doden, of de groei kunnen doen remmen.
Penicilline: was het 1ste antibioticum.
Virussen: door hun geringe afmetingen pas eind 1800 ontdekt, door de ontwikkeling van de
elektronenmicroscoop in 1934 konden ze voor het eerst worden gevisualiseerd.
Metabolisme=stofwisseling: het geheel van chemische reacties in een organisme, waaronder
processen die materiaal afbreken naast processen die materiaal opbouwen.
3
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
2 Microscopie
2.1 De gewone lichtmicroscoop
Is een instrument waarmee o.a. M.O. door vergroting zichtbaar gemaakt worden.
Enkelvoudige microscoop: de 1-lens microscoop
Samengestelde microscoop: microscoop uitgerust met meerdere lenzen
2.2 De elektronenmicroscoop
Het zichtbare ligt tussen 400 en 700 nm, details kleiner dan 200nm zijn met de lichtmicroscoop
nauwelijks waarneembaar. Het oplossend vermogen kan worden verhoogd indien ipv licht
4
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
elektronen worden gebruikt. De elektronenmicroscoop kan een oplossend vermogen bereiken van
0,2 nm.
1m = 10²cm = 10³mm = 106um = 109nm
Hoe kun je uw preparaat max. belicht?
Lichtbron op aan en op max.
Diafragma openzetten
Filterglaasjes gebruiken
Condensor
5
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
3 De wereld van de micro-organismen
3.1 Prokaryoot versus eukaryoot
Een cel is de kleinste organisatie-eenheid van een organisme. Een organisme kan eencellig of
meercellig zijn. Gebaseerd op de inwendige structuur kan een cel van het prokaryote of van het
eukaryote type zijn.
Eukaryoten: het DNA wordt omgeven door een membraam, het DNA zit als het ware ingesloten in
een zakje, dat de kern, nucleus, genoemd wordt. Eukaryote cellen bevatten speciale structuren, die
omgeven zijn door membranen en celorganellen worden genoemd. Vb.: mitochondriën en
chloroplasten. In de celorganellen grijpen metabolische processen plaats.
Prokaryoten: Het DNA ligt los in de cel. Bezitten geen speciale structuren. Processen nemen vrij in de
cel plaats.
DNA: deoxyribonucleïnezuur. Iedere cel bezit DNA. Het DNA bevat de genetische informatie en is
aldus de drager van de erfelijke eigenschappen. DNA is een macromolecule, dat opgebouwd is uit
nucleotiden.
Mitochondrium: celorganel waarin de energiesynthese plaatsvindt. Ze worden de energiefabriekjes
van de cel genoemd.
Chloroplast: celorganel bij planten. Hierin gebeurt de fotosynthese.
PROKARYOOT
Celgrootte: klein
DNA ligt vervat in 1 gesloten chromosoom. Een
klein deel van het DNA ligt op plasmiden.
Complexe celwand
Ribosomen vrij in cytoplasma
Fotosynthetiserende pigmenten in cytoplasma
Eencellig
EUKARYOOT
Celgrootte: normaal gezien groter dan
prokaryoot
DNA ligt verdeeld over meerdere lineaire
chromosomen. Plasmiden soms aanwezig.
Eenvoudige of zelfs geen celwand
Ribosomen vrij in cytoplasma of gebonden op
het endoplasmatisch reticulum.
Fotosynthetiserende pigmenten in chloroplasten
Een- of meercellig
Chromosoom: het DNA in de cel zit volledig opgewonden en vormt zo het chromosoom of
chromosomen. Chromosomen bestaan dus uit opgewonden DNA.
Plasmide: een klein cirkeltje DNA.
Celwand: structuur die de celmembraan omgeeft en de cel stevigheid verleent. De celmembraan
begrenst de celinhoud.
Cytoplasma: celvocht
Endoplasmatisch reticulum: celorganel die instaat voor transport en modificatie van eiwitten.
6
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
RNA: Ribonucleïnezuur. RNA ontstaat na het
overschrijven van een stukje DNA, dit proces
wordt transcriptie genoemd. Er bestaan 3
soorten RNA: mRNA, rRNA en tRNA
(boodschapper (message), ribosomaal en
transfer)
Eiwitten (=proteïnen): macromoleculen die
opgebouwd zijn uit een aaneenschakeling van
aminozuren. Eiwitten komen zeer talrijk voor in
de cellen. Ze kunnen een structurele functie
vervullen, als katalysator optreden bij chemische
reacties of betrokken zijn bij de regulatie van
allerlei processen in de cel. Eiwitten ontstaan
door vertaling van mRNA. Dit proces wordt
translatie genoemd en gebeurt door de
ribosomen.
Ribosomen: kleine structuurtjes opgebouwd uit
rRNA en eiwitten.
Centrale dogma: bij alle levende wezens bevat het DNA de genetische informatie. Een stukje DNA
met genetische informatie wordt een gen genoemd. Wanneer een stukje genetische informatie moet
worden gebruikt, dan wordt het stukje DNA, dat deze informatie bevat, dus het gen, via het proces
van transcriptie overgeschreven tot mRNA. Dit mRNA wordt vervolgens door de ribosomen vertaald
tot een eiwit. Dit vertalingsproces wordt translatie genoemd. Een gen bezit de genetische informatie
van 1 soort eiwit.
Gen --- transcriptie ---> mRNA --- translatie ---> Eiwit
DNA --- transcriptie ---> RNA --- translatie ---> Eiwit
^
|replicatie
DNA
7
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
3.2 Het vijf-rijken systeem van Whittaker
1ste rijk: MONERA
Bevat alle eencelligen van het prokaryote type.
Wordt ook het rijk van de Prokaryoten genoemd. In het rijk kunnen 2 groepen worden
onderscheden, de Bacteria en de Archaea.
2de rijk: PROTISTA
Bevat alle eencelligen van het eukaryote type. Wordt ook in 2 opgesplitst: de eencelligen met
chlorophyl: de protophyta en de eencelligen zonder chlorophyl: de protozoa.
3de rijk: FUNGI
Omvat de schimmels en de gisten. Schimmels zijn meercellige eukaryoten en de gisten eencellige
eukaryoten.
4de rijk: PLANTAE
Hiertoe behoren de meercellige planten
5de rijk: ANIMALIA
Hiertoe behoren de meercellige dieren
Naast deze 5 rijken is er ook nog de ARCHETISTA dit omvat de virussen.
Virussen bevatten ofwel alleen RNA ofwel alleen DNA. Dit in tegenstelling tot de echte organismen,
die bevatten zowel RNA als DNA ten gevolge van het centrale dogma.
3.3 Basis voor de indeling van de levende wezens binnen het 5-rijken
systeem
Er wordt gebruik gemaakt van onderstaande sleutel:
1. Organismen die slechts 1 nucleïnezuur bevatten = virussen --> rijk Archetista
2. Organismen die zowel DNA als RNA bevatten
a. Geen kern en geen celorganellen aanwezig = prokaryoten = Rijk Monera
b. Kern en celorganellen aanwezig = eukaryoten
i. Geen meercelligheid
=Protozoa en protophyta --> rijk van de Protista
=Gisten --> rijk van de Fungi
ii. Beperkte meercelligheid
=Schimmels --> rijk van de Fungi
iii. Sterke meercelligheid met duidelijke weefselvorming
=Planten --> rijk van de Plantae
=Dieren --> rijk van de Animalia
3.4 Het spectrum van de M.O.
Bacteria: omvatten alle pathogene prokaryoten en heel wat niet-pathogene prokaryoten die
algemeen voorkomen.
8
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Archaea: zijn prokaryoten die evolutionair heel veraf staan van de andere groep prokaryoten. De
meeste Archaea zijn niet in staat te leven in aanwezigheid van zuurstof en leven in zeer extreme
omstandigheden. Ook in hun metabolisme komen ongewone biochemische eigenschappen voor. Ze
kunnen zonder meer extremofielen worden genoemd.
Extremofiel: organisme dat houdt van extremen.
Virussen: zeer merkwaardige M.O. Ze zijn gebouwd uit nucleïnezuur dat omgeven is door een mantel
van eiwitten. Ze kunnen niet zelfstandig leven, maar hebben een gastheer nodig om zich te kunnen
vermenigvuldigen. Ze zijn de kleinste M.O. Virussen zijn pathogenen en veroorzaken heel wat
aandoeningen.
Schimmels: worden gekenmerkt door hun typerende morfologie, bestaande uit een netwerk van
draden (filamenten), dat het mycelium wordt genoemd. Er bestaan 2 groepen schimmels, de
microscopische schimmels, die voorkomen op beschimmelde etenswaren, en de macroscopische
schimmels, de zogenoemde paddenstoelen. Beiden dragen sporendragende structuren.
Gisten: zijn eencellige eukaryoten, die samen met de schimmels de groep van de Fungi vormen. Het
zijn eencellige organismen. Het zijn gedegenereerde schimmels. Saccharomyces cerevisiae is de
bekendste.
Protophyta: behoren eigenlijk tot de groep van de wieren, ook algen genoemd. Zij doen aan oxygene
fotosynthese door middel van de aanwezigheid van chlorophyl.
Protozoa: zijn meestal kleurloos, bezitten geen celwand en zijn meestal beweeglijk.
9
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
4 Belang van M.O.
4.1 Microbiële flora
Kolonisatie: M.O. gaan zich op onze darmwand vestigen zodat een volledige laag aan M.O. ontstaat.
Deze organismen worden de darmflora genoemd.
Darmflora: beschermt de darmwand tegen pathogene M.O. Ze vervullen ook een rol bij de afbraak
van allerlei voedingsstoffen tot bruikbare componenten voor de gastheer.
Probiotica: preparaten met levende, gezonde M.O. 3 groepen: Babyvoeding, gefermenteerde
levensmiddelen en farmaceutische preparaten. Veroorzaken nutritionele effecten, onder meer een
verbeterde verteerbaarheid van eiwitten, synthese van vitaminen en een verhoogde
biobeschikbaarheid van Ca, Zn, Fe, Mg, Cu en P. Een 3de effect is de stimulatie van het
immuunsysteem en een verlaagde kans op colonkanker.
4.2 Belang van M.O. bij de voedselbereiding
Zuivelindustrie: melk wordt op gecontroleerde manier met behulp van speciaal toegevoegde M.O.
omgezet tot yoghurt en kaas.
Alcoholproductie: gist: Saccharomyces cerevisiae die suikers omzet tot alcohol.
Broodindustrie: reizen gebeurt met zelfde gist al alcohol.
De lichte zuurproductie garandeert een langere houdbaarheid van de voedingsmiddelen.
4.3 Afbraak van afval
M.O.: breekt veel van ons afval die in het milieu terecht komt af.
Afvalwaterzuivering: is combinatie van technologie en microbiologie. Heel arsenaal M.O. die
aangepast is aan het bedrijfsafvalwater.
Bodemverontreiniging: gebruik van echte alleseters en M.O. die metabolisch gezien zeer veel in hun
mars hebben.
Afbraak van organisch materiaal: allerlei M.O. spelen daarbij een rol, in samenwerking met elkaar.
Microbiële reinigingsmiddelen: reinigen met vetafscheiders van bacteriën ipv chemische reinigingen.
4.4 M.O. in de natuur
4.4.1 De koolstofcyclus
Door fotosynthese reageert CO2 uit de lucht in planten en in bepaalde fotosynthetiserende M.O. met
water, waardoor glucose en O2 wordt gevormd.
6 CO2 + 6H2O --> C6H12O6 + 6O2
Tijdens de ademhaling van plant en dier komt CO2 vrij, uitwerpselen en afgestorven organismen
worden omgezet via het rottingsproces door M.O., hierdoor komt ook CO2 vrij.
10
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
4.4.2 De stikstofcyclus
N komt als N2 voor in de atmosfeer. N komt ook voor in plantaardig en dierlijk materiaal, met name
in de eiwitten en in de nucleïnezuren.
Planten en dieren produceren afval dat door kleine bodemdieren, schimmels en humificerende
bacteriën worden afgebroken tot eenvoudige N-verbindingen. Deze verbindingen worden omgezet
tot ammoniak door bacteriën.
Anderzijds wordt de N2 uit de lucht omgezet door stikstoffixerende bacteriën. Komen ofwel vrij voor
in de natuur zoals de Cyanobacteriën, Azotobacter en Clostridium, ofwel in de wortelknolletjes van
leguminosen zoals Rhizobium. Stikstoffixerende bacteriën zijn van groot belang omdat ze
onbruikbare N2 omzetten tot bruikbare N-verbinding, NH3. Dit wordt vervolgens omgezet tot nitriet
door nitrificerende bacteriën en vervolgens omgezet tot nitraat (NO3-). Deze laatsten gebeuren door
de Nitrosomonas en de Nitrobacter.
Nitraat wordt door denitrificerende bacteriën omgezet tot het onbruikbare N2-gas. Dit gebeurt door
de Pseudomonas.
Een consequentie van deze kringloop is de verzuring van de bodem door overbemesting. Indien er
door overbemesting een grote hoeveelheid ammoniak op het land wordt gebracht, zal er als gevolg
van de nitrificatie door Nitrosomonas veel zuur worden geproduceerd.
2 NH4+ + 3O2 --> 2 NO2- + 2 H2O + 4 H+
4.5 M.O in de landbouw-, tuinbouw- en groensector
Gebruik van M.O., enkele voorbeelden:
1. De natuurlijke bemesting van N-arme grond met N-bindende bacteriën
Veelal gebeurt dit met de leguminosen. De stikstoffixerende Rhizobium-bacteriën vormen
ammoniak uit atmosferisch N en lever een geschikte N-bron aan de plant, waardoor de plant
in staat is te groeien op N-arme gronden. De plant heeft op zijn beurt koolhydraten aan de
bacteriën. Door de leguminosen op het einde van het seizoen onder te ploegen, komt via de
afbraak van de planten bruikbaar N in de bodem terecht.
2. Meer en meer onderzoek naar M.O. die de groei van bacteriën kunnen bevorderen.
3. Zaai en pootgoed voorzien van M.O. die zeer efficiënt ijzer kunnen binden en die niet
schadelijk zijn voor de plant. De verwachting is dat schadelijke en pathogene M.O. in hun
ontwikkeling geremd zullen worden, doordat het levensnoodzakelijke Fe voor hun neus
wordt weggekaapt.
4. Bodembacterie die grote hoeveelheden Bt-toxine ophoopt,sommige larven van insecten zijn
gevoelig aan dit toxine. Dit toxine is onschadelijk voor planten en warmbloedige dieren.
5. Mengsel van M.O. als oplossing voor talrijke problemen in land- en tuinbouw.
Door symbiose tussen gewassen en bepaalde nuttige bodemorganismen in de wortelzone
ontstaat er een evenwichtige plantenvoeding.
Symbiose: vorm van samenleving tussen 2 organismen met voordeel voor beide.
EM: effectieve M.O.
11
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Fotosynthetiserende bacteriën: dit zijn bacteriën die met behulp van licht CO2 kunnen omzetten tot
glucose.
6. Gebruik van bacteriën voor vijvers en gazons.
De gebruikte bacteriën creëren een aërobe omgeving. Zo verdwijnen slib en geuren en
verhinderen algenbloei doordat ze het overtollige N verwijderen.
7. Biomassa aan M.O. > Biomassa aan planten en dieren
Grote biomassa’s aan M.O. kunnen als veevoeder gebruikt worden.
12
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
5 Bacteriën
5.1 Externe morfologie van bacteriën
Uitwendige bouw
5.1.1 Afmetingen van bacteriën
Van 0,1 um tot 50 um.
5.1.2 Vormen van bacteriën
Sferisch = coccus: bolvormig, boonvormig of eivormig, soms 1 zijde in een spits uitlopen
Staafvormig = bacillus: uiteinden kunnen recht, spits, knotsvormig of gezwollen zijn.
Spiraalvormig: sommige staafvormige bacteriën zijn gekromd, kromming bestaat ofwel:



Uit een lichte buiging, vibrionen = kommavormig
Uit meerdere buigingen waarbij spiraalvormige structuren ontstaan. Spirillum =
spiraalvormig
Uit zeer talrijke krommingen. Spiraalvormige bacteriën die zeer sterk opgewonden zijn.
Spirocheten Zij bezitten een buigzame celwant waardoor ze zich slangachtig voortbewegen.
Sommige bacteriën worden gemakkelijk herkend door kun ongewone vorm, waaronder:


De bacteriën met aanhangsel: bacteriën die aan hun cel een lange buis of steel bezitten
De filamenteuze bacteriën: bacteriën die zeer lange, smalle cellen vormen, vaak gegroepeerd
in kettingen.
13
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Bacteriën komen ofwel afzonderlijk voor ofwel gegroepeerd in groepjes van een zelfde soort:


Kokken
o Afzonderlijk: coccus
o per 2: diplococcus
o in een ketting: streptococcus
o in willekeurige clusters: staphylococcus
o per 4: tetrade
o per 8 als kubus: sarcina
Bacillen
o Afzonderlijk: bacillus
o In een ketting: streptobacillus
5.1.3 Beweeglijkheid van bacteriën
5.1.3.1 Flagellen
=Zweepdraden: lange, dunne, schroefvormige aanhangsels aan de cel. Ze zijn in staat om te roteren
waardoor de bacterie zich kan voortbewegen. Kunnen niet met klassieke lichtmicroscoop
waargenomen worden. Ze zijn opgebouwd uit lange draden die samengesteld zijn uit flagellineeiwitten. De lange draden omwinden een holle kern.
Types van flagellen:


Polair monotrich: 1 flagel gelegen aan 1 van de polen van de cel
Bipolair amfitrich: 1 flagel aan beiden polen van de cel
14
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!




Polair lofotrich: een bundel flagellen aan 1 van de polen van de cel
Bipolair lofotrich: een bundel flagellen aan beide polen van de cel
Peritrich: een aantal flagellen rondom de gehele cel
Atrich: afwezigheid van flagellen
5.1.3.2 Voortbeweging
Het proces van voortbeweging vergt veel energie, het levert diepgaande ecologische voordelen op
voor de bacterie. Bewegelijkheid laat de bacterie toe nieuwe voedingsbronnen te vinden, of
ongunstige factoren te ontlopen.
De beweging van de flagel wordt gestuurd vanuit de flagelbasis. Deze functioneert als een motor, en
bevindt zich te hoogte van de celwand en het cytoplasmatisch membraam. De flagel roteert
waardoor de bacterie zich voortbeweegt. Richting van rotatie kan tegenwijzerzin en/of wijzerzin zijn.
Reversibel: zowel tegenwijzerzin als wijzerzin roteren. Bij twz voorwaartse beweging, bij wz
achterwaartse beweging.
Unidirectioneel: kunnen alleen in wijzerzin draaien. Om van richting te veranderen stopt de flagel
met roteren en reoriënteert de cel zich.
15
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!


Polair monotrich: flagel ofwel reversibel ofwel Unidirectioneel
Polair lofotrich: de flagellen bundelen zich samen en roteren twz waarbij voorwaartse
beweging wordt gecreëerd. Om van richting te veranderen gaan de flagellen uiteen en
beginnen ze in wz te draaien waardoor de cel gaat tuimelen, daarna bundelen ze zich weer
samen en roteren opnieuw tegenwijzerzin.
Zwemmende bacteriën: bacteriën die zich voortbewegen met behulp van flagellen.
Glijdende bacteriën: zijn toch bewegelijk ondanks afwezigheid van flagellen.
5.1.3.3 Taxis
Bacteriën kunnen chemische en fysische veranderingen in hun omgeving waarnemen.
Taxis: bewegingsmachinerie die reageert door de voortbeweging te sturen naar of weg van de
verandering.
Coördinerende factor bij taxis kan variëren:



Chemotaxis: antwoord op chemicaliën
Phototaxis: antwoord op licht
Aërotaxis: antwoord op zuurstof
Indien er geen coördinerende factor aanwezig is verloopt de voortbeweging volledig willekeurig.
5.2 Interne morfologie van bacteriën
5.2.1 Algemene opbouw van bacteriën
De bacteriecel is opgebouwd uit cytoplasma dat omgeven wordt door een cytoplasmatisch
membraam. Dit membraam wordt omgeven door de celwand. Bij sommige bacteriën is er rond de
celwand een glycocalyx. Aan de bacteriecel kunnen aanhangsels voorkomen, waaronder enerzijds de
flagellen en anderzijds de pili en de fimbriae.
In het cytoplasma bevindt zich het DNA van de bacterie onder de vorm van plasmiden en het
chromosoom. In het cytoplasma zitten ook de ribosomen, de gasvesikels en de inclusies.
Sommige bacteriën kunnen endospore vormen in hun cytoplasma.
Endosporen: zijn overlevingsstructuren om ongunstige omstandigheden te overbruggen.
Thylakoïden: cytoplasma membraanstructuren waarop de fotosynthetische pigmenten gelegen zijn.
Enkel bij bacteriën die aan fotosynthese doen.
5.2.2 Pili en fimbriae
Zijn structureel analoog aan de flagellen, maar zijn niet betrokken bij de beweeglijkheid van de
bacterie. Beiden zijn opgebouwd uit eiwitten.

Fimbriae:
o Korter den de flagellen
16
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
o Talrijker aanwezig dan de flagellen
o Functie niet goed gekend

Pili:
o
o
o
o
o
Langer dan fimbriae, korter dan flagellen
Slechts 1 of enkele pili aanwezig per bacterie
Fungeren als aanhechtingsplaats voor bepaalde virussen
Betrokken in het proces van conjugatie
Van belang voor de vasthechting van bepaalde pathogene bacteriën aan humaan
weefsel
Sommige virussen kunnen bacteriën infecteren. Deze virussen hechten zich vast aan de pili van de
bacteriën om dan vervolgens de bacteriën ziek te maken.
Conjugatie: proces waarbij DNA van de ene bacterie aan een andere bacterie wordt doorgegeven
langsheen een pilus. Deze pilus vormt dan een soort verbindingsbuis tussen de 2 bacteriën.
5.2.3 Glycocalyx
Heel wat bacteriën secreteren aan hun oppervlak en slijmerige laag, die dik of dun kan zijn. Deze laag
bestaat uit polysacchariden en soms uit eiwitten. Glycocalyx: slijmerige laag.
Indien de glycocalyx mooi begrensd en los van structuur is, wordt het de slijmlaag genoemd. Deze
heeft meerdere functies:



Vasthechting van pathogene bacteriën aan hun gastheer
Het ontsnappen van bacteriën aan het immuunsysteem van de gastheer
Bescherming tegen uitdroging
Glycocalyxkleuring: speciale kleuring om glycocalyx zichtbaar te maken.
5.2.4 Granules
= inclusies = opslagplaatsen (van reservestoffen): worden aangetroffen in het cytoplasma. Omgeven
door een dun membraantje opgebouwd uit lipiden. Per granule is slechts 1 reservestof aanwezig.
5.2.5 Gasvesikels
Gasvesikels: blaasjes gevuld met glas. Sommige bacteriën produceren dit, waardoor ze beschikken
over een drijfvermogen.
Zijn holle, stevige structuren opgebouwd uit eiwitten. Samenstellingen druk is analoog met het
aanwezige gas in de buitenomgeving.
5.2.6 DNA
Bacteriën zijn prokaryote organismen, DNA wordt niet door kernmembraan omgeven. Het komt los
voor in het cytoplasma.
Het DNA bij bacteriën bestaat uit 1 grote, aaneengesloten kluwen. Dit kluwen wordt het
chromosoom genoemd. Het bevat de genetische informatie. Alle functies worden bepaald door de
genetische informatie, dus door het DNA.
17
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Naast het chromosoom komen in het cytoplasma nog 1 of meerdere kleine, cirkeltjes DNA voor. Dit
worden plasmiden genoemd.
18
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Bacteriën zijn echte organismen en voldoen aan het centrale dogma.
DNA --> DNA: replicatie
DNA --> mRNA: transcriptie
mRNA --> eiwitten: translatie mbv ribosomen
5.2.7 Ribosomen
Zijn speciale structuren opgebouwd uit eiwitten en ribosomaal RNA (rRNA). Samengesteld uit 2
eenheden: de kleine en de grote subeenheid. Ribosomen komen overal voor in het cytoplasma, ze
zijn verantwoordelijk voor de aanmaak van eiwitten.
5.2.8 Cytoplasma
= celvocht, bevat het chromosoom, de plasmiden, het mRNA, de gasvesikels, de granules, de
ribosomen en eventueel de Thylakoïden en de endosporen. Daarnaast is het cytoplasma gevuld met
eiwitten, waaronder de enzymen, die als katalytische eiwitten belangrijk zijn voor afbraak van
bouwstoffen en opbouw van celstructuren.
Het bevat ook allerlei ionen en chemische stoffen die voor de huishouding van de cel noodzakelijk
zijn. Het bevat een hoge osmotische waarde.
5.2.9 Cytoplasmatisch membraan
=plasmamembraan =celmembraan. Wordt omgeven door een dun membraan met een dikte van
ongeveer 8nm.
5.2.9.1 Opbouw van het cytoplasmatisch membraan
Is opgebouwd uit een dubbele laag van fosfolipiden waarin eiwitten verweven zitten. Fosfolipiden
zijn voornamelijk glycerofosfolipeden. Zijn samengesteld uit een hydrofiele kop en een hydrofobe
staart.
In het cytoplasmatisch membraan zitten de fosfolipiden in een dubbele laag staart aan staart
gerangschikt.
Rest, zie blaadjes :d
5.2.9.2 Functies van het cytoplasmatisch membraan
 Barrièrefunctie
Membraan begrenst het cytoplasma van de cel. Wanneer dit membraan breekt, lekt de
celinhoud uit en sterft de bacterie.
 Transportfunctie
Transport van talrijke voedselcomponenten naar binnen de cel en transport van afvalstoffen
en metabolieten naar buiten dient te gebeuren door heen dit membraan.
Het membraan is sterk hydrofoob --> diffusie alleen kleine hydrofobe moleculen door
membraan geraken. Grote hydrofobe moleculen moeten actief getransporteerd worden. Dit
gebeurt met behulp van transporteiwitten = permeasen: integrale membraaneiwitten.
Actief transport is een energievereisend proces.
19
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!


Synthese van bepaalde celcomponenten
synthese van celwand en slijmlaag gebeurt ter hoogte van het cytoplasmatisch membraan.
Energieproductie:
enzymen vereist voor productie liggen in cytoplasmatisch membraan. Eukaryoten beschikken
over mitochondriën.
Diffusie: transport van moleculen gaande van een omgeving met een hoge concentratie aan deze
moleculen naar een omgeving met een lage concentratie aan deze moleculen.
5.2.10 Celwand
Verschillende opbouw van de celwand. Gram-positieve (zeer eenvoudig opgebouwd en dikker) en
Gram-negatieve bacteriën (complexe meerlagenstructuur).
5.2.10.1 Opbouw van de Gram-positieve celwand
Bestaat voor 90% uit peptidoglycaan = mureïne. Het is opgebouwd uit lange ketens bestaande uit 2
soorten suikermoleculen, namelijk N-acetylglucosamine en N-acetylmuraminezuur Zijn telkens
alternerend aan elkaar gekoppeld zodat lange ketens worden bekomen. Ketens zijn aan elkaar
gekoppeld via kleine bruggetjes bestaande uit een aantal aminozuren.
In de celwand van G+ bacteriën liggen meerdere lagen peptidoglycaan boven elkaar. Die
verschillende lagen worden ook via aminozuurbruggetjes bijeengehouden.
Celwand van G+ bacteriën bevat ook eiwitten en zure polysacchariden = teichoïnezuren, dit zijn
lange ketens opgebouwd uit ribitolfosfaat en glycerolfosfaat. Op beide kunnen alaninemoleculen en
glucosemoleculen gebonden zitten.
Indien het teichoïnezuur geassocieerd zit met een lipidecomponent dan wordt het een
lipoteichoïnezuur genoemd. Deze liggen verspreid over de peptidoglycaanlaag.
Teichoïnezuur zijn negatief geladen, waarmee ze medeverantwoordelijk zijn voor de negatieve lading
van het celoppervlak.
5.2.10.2 Opbouw van de Gram-negatieve celwand
Bestaat slechts voor 10% uit peptidoglycaan, dit is omgeven voor een membraan, wordt het
buitenste membraan genoemd. Het cytoplasmatisch membraan wordt het binnenste membraan
genoemd. De ruimte tussen die 2, waarin het peptidoglycaan ligt, is het periplasme.
20
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Het buitenste membraan is opgebouwd uit een dubbele fosfolipidelaag. In de buitenste
fosfolipidelaag van de buitenste membraan is een extra suikercomponent zeer talrijk aanwezig,
namelijk het lipopolysaccharide. Een LPS-molecule opgebouwd uit een vetcomponent, het lipide A,
en 2 suikercomponenten, met name het ‘core’-polysaccharide en het O-polysaccharide. Het ‘core’polysaccharide bevindt zicht tussen het lipide A en het O-polysaccharide. Het lipide A zit ingenesteld
in de buitenste fosfolipidelaag, waarbij de 2 suikercomponenten aan de buitenkant van de cel
gelegen zijn.
In de G- celwand zijn ook tal van eiwitten aanwezig, zowel in het periplasma als in de buitenste
membraan. Hierbij kunnen de porines en de lipoproteïnen als voornaamste worden aangehaald.
Porines: eiwitten die voorkomen in de buitenste membraan, ze functioneren als kanaaltjes voor het
binnenkomen en het weggaan van kleine hydrofiele stoffen.
Lipoproteïne: eiwitten waaraan een vetcomponent gebonden zit. Deze bevinden zich in het
periplasma. Met de vetcomponent zit het Lipoproteïne vast aan de buitenste membraan en het eiwit
zelf vormt covalente bindingen met het peptidoglycaan.
5.2.10.3 Gramkleuring
Bacteriën kunnen gekleurd worden, met behulp van dergelijke bacteriekleuringen kan bepaald
worden of een bacterie G+ of G- is. G+: Paars G-:Rood
Fluorescentiemicroscoop: een microscoop die speciaal ontwikkeld werd voor het waarnemen van
fluorescentielicht.
5.2.10.4 Functies van de celwand
Speelt groot beland bij volgende aspecten:



Bescherming tegen osmotische druk
Het cytoplasma heeft een hoge osmotische waarde.
Bacterievorm
Celwand omhult de cel als een net waaronder het de vorm van de bacterie bepaalt.
Stevigheid
De celwand is een stevig omhulsel.
21
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!



Toxiciteit
LPS in de buitenste membraan van G- bacteriën zijn toxisch voor mens en dier. Het is de
lipide A die de toxiciteit veroorzaakt.
Immunogeniciteit
Het kunnen op gang brengen van het immuunsysteem. De teichoïnezuren en LPS kunnen bij
zoogdieren het immuunsysteem activeren.
Aanhechtingsplaats voor virussen
Net zoals de pili zijn de teichoïnezuren vasthechtingsplaatsen voor bepaalde virussen.
De celwand is geen selectieve barrière zoals het plasmamembraan. Het is doorlaatbaar voor de
meeste kleine stoffen dankzij de porines, maar is niet doorlaatbaar voor grotere moleculen zoals
enzymen.
22
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
5.2.10.5 Protoplasten
Lysozyme breekt peptidoglycaan af.
Lysozyme: enzym die de binding tussen G en M suikermoleculen in het peptidoglycaan verbeekt.
Hierdoor verzwakt de celwand en verliest hij zijn beschermingsfunctie tegen de osmotische druk. De
cel gaat nu massaal water opnemen en springt open, dit wordt lyse genoemd.
Osmotisch stabiliseren: omvat het verhogen van de osmotische concentratie van de buitenomgeving
zodat deze analoog wordt aan de osmotische concentratie in de bacteriecel.
Protoplast: peptidoglycaan verwijderd en er is geen celwandmateriaal meer aanwezig. Worden
verkregen na inwerking van lysozyme op G+ bacteriën.
Sferoplast: peptidoglycaan verwijderd maar bevat wel nog celwandmateriaal. Worden verkregen op
G- bacteriën.
Mycoplasma’s: natuurlijke protoplasten, ze kunnen overleven door de aanwezigheid van een
ongewoon stevig cytoplasmatisch membraan ofwel door te leven in osmotisch beschermende
omgevingen, zoals het menselijk lichaam.
5.2.11 Endosporen
5.2.11.1 Kenmerken van endosporen
Endospore: speciale structuur die bij bepaalde bacteriesoorten geproduceerd worden in hun
cytoplasma. Ze worden gevormd tijdens hun proces van sporulatie. Tijdens dit proces ondergaat cel
een gedaanteverwisseling. Dit gebeurt als de bacterie zich in een ongunstige situatie bevindt.
De endospore is een sterk uitgedroogde structuur met een stevige wand waarin de fysiologische
activiteit nagenoeg nul is. Bij het afsterven van de bacterie komt de endospore vrij. Ze zijn zeer
resistent. Wanneer de omstandigheden weer gunstig zijn kan de spore ontkiemen tot een normale
bacteriecel.
De endospore kan op verschillende plaatsen in de cel voorkomen:



Terminaal: aan uiteinde van de bacteriecel
Centraal: centraal in de bacteriecel
Subterminaal: indien gelegen tussen midden en het uiteinde van de cel
Bacillus anthracis: miltvuurbacterie
5.2.11.2 Opbouw van een endospore
Endosporen zijn opgebouwd uit meerdere lagen die een sporekern omhullen.
De sporekern bestaat uit cytoplasma, DNA en eiwitten. Tijdens het sporuleringsproces wordt in 1ste
instantie het DNA verdubbeld. De sporekern is sterk gedehydrateerd, hierdoor zijn de enzymen
inactief waardoor er geen metabolische activiteit is in de endospore.
23
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Meerdere lagen rond de sporekern:




Sporekernmembraan:
Van zodra het DNA verdubbeld is tijdens de sporuleringsproces, gaat het cytoplasmatisch
membraan zich gaan instulpen. Deze instulping gaat zich rond 1 kopij van het DNA leggen.
Hierdoor wordt dit DNA, samen met deel van cytoplasma, afgesloten van de rest van de cel
en vormt het nu de sporekern.
Cortex:
Rond de sporekernmembraan wordt de cortex aangelegd. Deze bestaat uit peptidoglycaan.
Sporemantel
Is rond de cortex gelegen, samengesteld uit meerdere lagen bestaande uit sporespecifieke
eiwitten.
Exosporium
De buitenste laag, samengesteld uit eiwitten.
5.3 Bacteriële reproductie
= vermenigvuldiging
5.3.1



Groeivereisten van bacteriën
Energie nodig om levensverrichtingen te laten uitvoeren
Er zijn voedingsstoffen nodig om nieuwe cellen te vormen
De uitwendige omstandigheden moeten zodanig zijn dat de bacterie kan functioneren
o Temperatuur
o Zuurstofgehalte
o Osmotische waarde
o Zuurtegraad
o Druk
5.3.1.1 Temperatuur
Optimum temperatuur: temperatuur waarbij bacterie best functioneert en zich het snelst
vermenigvuldigd.
Maximum temperatuur en minimum temperatuur: er is geen groei meer mogelijk.
4 groepen op basis van temperatuur:



Psychofriele: koudeminnende
o Optimum: 8 à 12 °C
o Minimum: 0°C of lager
o Maximum: circa 20°C
Mesofiele: liefhebbers van gematigde temperaturen
o Optimum: 30 à 40 °C
o Minimum: circa 10°C
o Maximum: circa 45°C
Thermofiele: warmteminnende
24
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!

o Optimum: 50 à 60 °C
o Minimum: circa 40°C
o Maximum: circa 70°C
Hyperthermofiele: hitteminnende
o Optimum: 90 à 105 °C
o Minimum: circa 65°C
o Maximum: boven de 110°C
5.3.1.2 Zuurstofgehalte
 Aërobe bacteriën
o Obligaat aërobe bacteriën: zuurstof is noodzakelijk en dit in hoge concentraties
o Facultatief aërobe bacteriën: zuurstof is niet noodzakelijk, maar groei is beter
o Micro-aërobe bacteriën: zuurstof noodzakelijk, maar in lagere concentraties
 Anaërobe bacteriën:
o Aërotolerante bacteriën: zuurstof is niet noodzakelijk en groei gaat niet beter als
zuurstof aanwezig is
o Obligaat anaërobe bacteriën: zuurstof is dodelijk
5.3.1.3 Zuurtegraad
pH-gebied: gebied waarin groei mogelijk is.
pH-optimum: wanneer groei maximaal is.
Acidofiele bacteriën: bacteriën die zuurminnend zijn, Alkalifiele zijn bacteriën die baseminnend zijn.
5.3.1.4 Osmotische waarde
De osmotische druk van het milieu is van belang voor behoud van de bacteriële cel. Een bacterie
ontwikkelt zich het gunstigst in een omgeving die in evenwicht is met de osmotische waarde in de
bacteriecel.
Indien het milieu een hogere osmotische waarde heeft zal cel verschrompelen.
Indien het milieu een lagere osmotische waarde heeft zal cellyse plaatsvinden.
Omgevingen met hoge concentraties aan opgeloste stoffen bezitten slecht weinig vrij water, dat door
de bacteriën kan benut worden.
3 bacteriegroepen op grond van osmose:



Osmofiele bacteriën: kunnen uitsluitend in een suikerrijk milieu groeien
Xerofiele bacteriën: kunnen uitsluitend in een vochtarm milieu groeien
Halofiele bacteriën: kunnen uitsluitend in een zoutrijk milieu groeien
5.3.1.5 Druk
3 bacteriegroepen op grond van druk:

Barotolerante bacteriën: groeien best bij lage atmosferische druk tot 400 atmosfeer is
bacterie metabolisch actief
25
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!


Barofiele bacteriën: groeien optimaal bij druk van ongeveer 400 atmosfeer, geen groei bij
zeer lage atmosferische druk
Extreem obligate barofiele bacteriën: groeien ideaal bij druk van 700 atmosfeer, een hoge
druk is essentieel, bij een lage atmosferische druk geen groei
5.3.1.6 Energie en koolstofbron
 Fototrofe bacteriën
Zetten lichtenergie om tot chemische energie door fotosynthese, beschikken over
chlorofylen.
Meeste fototrofe zijn autotroof, ze zijn in staat te groeien met CO2 als enige koolstofbron.
De groei van foto-autotrofe bacteriën:
o Lichtreacties: zetten lichtenergie op in chemische energie
o Donkerreacties: zetten CO2 om in tot organische verbindingen met bhv chemische
energie
Oxygene fotosynthese:
o Oxidatie van H2O
o O2 als bijproduct
o Plantaardig chlorofyl
o Typisch voor Cyanobacteriën
Anoxygene fotosynthese:
o Oxidatie van H2, S0, S2O32- of H2
o Geen O2 vrijstelling
o Bacteriochlorofyl
o Typisch voor groenbacteriën en purperbacteriën
 Chemotrofe bacteriën
Halen hun energie uit de oxidatie van chemische verbindingen.
o Chemolithotrofe bacteriën: verkrijgen energie uit de oxidatie van anorganische
stoffen=> meeste zijn autotroof
o Chemo-organische bacteriën: halen energie uit oxidatie van organische verbindingen
=> allemaal heterotroof
Een verdere opdeling is gebaseerd op het type koolstofbron. Heterotroof of autotroof.
5.3.1.7 Voedingsstoffen
Bestaan voornamelijk uit macromoleculen en water.
Macromoleculen: opgebouwd uit aaneenschakeling van talrijke monomeren.
Voedingsstoffen = nutriënten
Bacteriën hebben naast een koolstofbron ook nog volgende voedingsstoffen nodig:




N-bron
Macro-elementen (P, S, K, Mg, Ca, Fe en Na)
Micro-elementen
Groeifactoren die ze niet zelf kunnen aanmaken
26
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
5.3.2 Bacterieel reproductieproces
5.3.2.1 Binaire deling
Alle bacteriën delen zich ongeslachtelijk door binaire deling.
Meer den 2000 reacties, 6 hoofdstappen:






Verdubbeling van het DNA
Elongatie (verlenging) van de cel
Aanmaak van nieuw celmateriaal
Septumvorming: inwaardse groei van het cytoplasmatisch membraan en van de celwand
zodat een tussenschot (septum) ontstaat.
Scheiding van de 2 dochtercellen
Maturatie van de dochtercellen tot 2 volwaardige cellen
Generatietijd: tijdsduur van het binair delingsproces
Achter de deling van de cel in 2 dochtercellen, gaan deze 2 nieuwe cellen zicht op hun beurt gaan
delen, dit gaat niet eindeloos door, op een zeker moment geraken de voedingsstoffen op en stopt de
groei.
5.3.2.2 Groeikinetiek in een discontinue cultuur
Vermenigvuldiging van bacteriën in verschillende fases:
1. Lag-fase:
Groei begint niet onmiddellijk, bacteriën wennen zich aan de nieuwe omgeving.
2. Logaritmische fase = exponentiële fase:
Vermenigvuldiging verloopt optimaal
3. Stationaire fase:
Er treedt een gebrek op aan voedingsstoffen, er is een ophoping van toxische
stofwisselingsproducten
4. Afsterffase:
Als er meer cellen afsterven dan er bijkomen
‘batch’ cultuur: in een afgesloten recipiënt wordt een bepaalde hoeveelheid vloeibaar
voedingsmedium gebracht. Dit wordt beent let een kleine hoeveelheid bacteriën. Vervolgens laat
men de bacteriën groeien bij een ideale temperatuur. Tijdens kweek wordt recipiënt onaangeroerd
gelaten. Het is een gesloten kweeksysteem.
Diauxiegroei: afwijkende groeicurve, wanneer in een voedingsbodem bvb 2 koolstofbronnen
aanwezig zijn, dan zullen de bacteriën eerst de ene koolstofbron gebruiken en dan pas de andere. Bij
de overgang moeten de bacteriën zich gaan aanpassen.
27
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
5.4 Bestrijding van bacteriën
5.4.1 Pathogene en voedselbedervende bacteriën
5.4.1.1 Pathogene bacteriën
Plaats van indringen van een bacterie in de gastheer is belangrijk, op de ene plaats gaat de bacterie
wel een ziekte veroorzaken en op een andere plaats niet.
Het vermogen om zich te kunnen verspreiden in een lichaam hangt af van de enzymen die de
ziekteverwerker produceert.
Directe overdracht gebeurt bij ziekteverwekkende bacteriën die zo gevoelig zijn voor invloeden
vanuit de omgeving dat overdracht uitsluitend kan plaatsvinden via direct contact tussen 2
gastheren.
Enge gastheerspecifiek: bacteriën die slechts 1 gastheerspecies infecteren.
Ruime gastheerspecifiek: kunnen heel wat species ziek maken.
Intracellulair: als bacterie in de cellen van de gastheer binnendringt om zich daar verder te
handhaven en zich te vermenigvuldigen.
Extracellulair: indien bacterie de gastheercellen niet binnendringt.
Incubatietijd: de tijd tussen het moment van de besmetting en het uitbreken van de ziekte.
De infectiedosis: bv.: ID50= aantal bacteriën die nodig zijn om 50% van de gastheerpopulatie ziek te
maken. Hoe kleiner de infectiedosis hoe virulenter de bacterie m.a.w. hoe groter het ziekmakend
vermogen.
Bij de aanval op de gastheer met een groot bacterieleger is kans een stuk rijker, om te weten of een
leger groot genoeg is kunnen bacteriën de aanwezigheid van hun soortgenoten voelen met behulp
van signaalmoleculen, zogeheten quorem sensing.
De schade die pathogene bacteriën aanbrengen is in veel gevallen het gevolg van de werking van
virulentiefactoren en van exo- en endotoxines:



Virulentiefactoren: zijn eiwitten die door pathogene bacteriën worden geproduceerd en
uitgescheden. De meeste zijn enzymen. Deze breken het gastheerweefsel af of wijzigen dit
weefsel zodat de bacterie over nutriënten kan beschikken.
Exotoxines: zijn eiwitten die door pathogene bacteriën worden aangemaakt en
uitgescheden. Deze toxines kunnen de plaats van infectie verlaten en zich gaan verspreiden
in het lichaam. Ze werken specifiek in op bepaalde cellen en weefsels.
Endotoxines: zijn LPS afkomstig uit de celwand van G- bacteriën. Deze komen massaal vrij
wanneer de bacteriën afsterven. Onder heel wat omstandigheden zijn deze toxisch en
worden de endotoxines genoemd. Toxiciteit van endotoxines is veel lager dan die van
exotoxines.
28
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Pathogene bacteriën die we moeten kennen:
Neisseria gonorrhoeae = Druiper = sterke afscheiding door ontstoken slijmvliezen van de
geslachtswegen
Streptococcus pneumoniae = hersenvliesontsteking, longontsteking
Bacillus anthracis = miltvuur =huidaandoeningen, koorts, zweren, dodelijk
Ewinia salicis = watermerkziekte = verwelking
Ewinia cypripedii = bruinrot
5.4.1.2 Voedselbedervende bacteriën
Voedselvergiftigingen worden veroorzaakt door toxinevormende bacteriën.
5.4.2 Beperking van de groei van de bacteriën
Bewaartechnieken, zijn gericht op groeibeperking, niet op afdoding.
5.4.2.1 Lage temperatuurmethodes
Minimumtemperatuur


Koelkastbewaring (0-8°C)
Metabolisme van meeste bacteriën valt stil. Inkoelen gebeurt best zo snel mogelijk. Snelheid
van het inkoelproces hangt af van verschillende factoren:
o Temperatuur in de koelruimte
o Het gebruik van ventilatie voor snellere afkoeling
o De begintemperatuur van het product
o De vorm van het product
o De aard van het product
o De grootte van het product
o De aard van de verpakking
o De wijze van opstapeling in de koelruimte
Diepvriezen (-20 à -70 °C)
Bij temperaturen beneden de -15°C wordt de vermenigvuldiging van alle M.O. stopgezet,
inclusief de psychrofielen. Invriezen kan traag of snel verlopen:
o Traag invriezen:
 Bacteriën worden gedood door de vorming van grote ijskristallen
 Endosporevorming is mogelijk door de trage temperatuursdaling
 Het product ondergaat beschadigingen door de vorming van grote
ijskristallen
 Endosporen blijven intact
o Snel invriezen:
 De bacteriën blijven intact, er worden geen grote ijskristallen gevormd
 Product blijft intact wegens afwezigheid van grote ijskristallen
 Endosporevorming gaat niet of moeilijk wegens zeer snelle
temperatuursdaling
 Aanwezige endosporen blijven intact
29
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
5.4.2.2 Droogmethodes
Door de beperking van de hoeveelheid “vrij” water beschikken de aanwezige M.O. over te weinig
water om te kunnen vermenigvuldigen.
Kan op 2 manieren gebeuren:


Drogen van het product
water verdampen met behulp van warmte.
Toevoegen van osmotische componenten aan het product
Toevoegen van zout of suikers om de osmotische waarde van de buitenomgeving te
verhogen, bacteriën verschrompelen.
5.4.2.3 Vriesdrogen
= lyofiliseren: bewaartechniek dat gebruik maakt van de 2 vorige technieken. Hier wordt het water
onttrokken door het in te vriezen en vervolgens het ijs te laten sublimeren waardoor een droge stof
wordt verkregen.
Sublimatie: proces waarbij water in bevroren toestand direct in de dampfase wordt omgezet. De
vloeistoffase wordt hierbij overgeslagen.
5.4.2.4 Verzuring
Verzuring van voedingswaren.
5.4.2.5 Gas- en vacuümverpakking
Zuurstofconcentratie wijzigen door gas- en vacuümverpakking. Bij gasverpakking is het gas een
mengsel van koolzuur en stikstof.
5.4.3 Bestrijdingsmiddelen
Afdoden van bacteriën
5.4.3.1 Hitte
Meest toegepaste methode om voedingsmiddelen en andere zaken langer houdbaar te maken.
Door verhitting wordt ofwel het aantal M.O. sterk gereduceerd ofwel worden ze afgedood.
Denaturatie: het verliezen van ruimtelijke structuur en hun functie.
Bij zeer hoge temperaturen komt Denaturatie.
Lineair verband tussen de afdodingstemperatuur en de incubatietijd. Hoe hoger de temperatuur, hoe
minder lang het product aan de hitte moet worden onderworpen om de bacteriën af te doden.
Er zijn verschillende methodes voor handen om bacteriën af te doden:

Pasteurisatie
<100 °C --> de pathogene mesofielen en de meeste bederfverwekkende bacteriën worden
afgedood. Geen sterilisatie, thermofiele bacteriën en endosporen blijven actief.
o 30min bij 63 – 66°C
o 15min bij 71°C
30
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!




Stoomsterilisatie (autoclaveren)
> 100°C --> om ook de thermofiele bacteriën en de endosporen te kunnen afdoden.
Kiemdoden effect van autoclaaf is bijzonder groot. Dit wordt verkregen door gebruik te
maken van stoom bij een overdruk van 1 atmosfeer, waardoor temperatuur van 121°C wordt
bereikt, hierbij wordt volledige steriliteit verkregen na 10 à 15 minuten. Bij grote objecten
moeten vaak langere autoclaveertijden worden aangewend.
Tyndallisatie
Sommige te steriliseren stoffen kunnen geen heel hoge sterilisatietemperaturen verdragen.
Meerdere malen verhitten op 100°C met telkens een tussenpauze bij gewone temperatuur.
Droge sterilisatie
Hittebestendige, droge materialen worden in een Pasteur-oven, droogstoof of bakoven
gestoken. Kiemdodend effect van lucht is minder groot dan dat van stoom, maar 2 tot 4 uur
verhit tot 170°C.
Flamberen
Kiemdoding door de vlam van de bunsenbrander, hierdoor verkrijgt men effectieve
kiemdoding.
5.4.3.2 Bestraling
Effectieve manier om M.O. af te doden door gebruik van elektromagnetische stralingen.


Het antimicrobieel effect van microgolfstralen is vooral te wijten aan thermische effecten
UV, X en gamma stralen veroorzaken schade aan het DNA, zoals breuken, herschikkingen en
wijzigingen van de bouwstenen, wat de dood tot gevolg heeft.
UV-stralen worden vooral gebruikt voor het steriel maken van oppervlakken, lucht en ruimtes. Dit
omwille van hun gering doordringingsvermogen.
Gammastralen worden vooral gebruikt voor het steriliseren van plastieken wegwerpmateriaal. Heeft
een groot doordringingsvermogen.
5.4.3.3 Filtersterilisatie
Voor hitte-gevoelige vloeistoffen en gassen, die geen enkele hitte-behandeling kunnen verdragen.
Hier wordt het product doorheen een filter gestuurd, de M.O. worden hierdoor niet afgedood, maar
uit het product gehaald.


Dieptefilter:
Opgebouwd uit willekeurige overlapping van papier-, asbest- of glasvezels. De M.O. bevinden
zich over de volledige dikte van de filter.
Membraanfilter:
Meest gebruikte filters voor sterilisatie. Samengesteld uit polymeren, cellulosenitraat of
polymeren. Alle poriën vertonen dezelfde grootte.
Het filtratieproces kan versneld worden door te werken onder druk of onder vacuüm.
31
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Een toepassing van de filtratietechniek wordt gebruikt in de land- en tuinbouwsector om water van
diverse oorsprong te ontsmetten voor hergebruik als teelt- en drinkwater. Er wordt hier gebruikt
gemakt van een langzame zandfilter, wat een variant is op de dieptefilter.
5.4.3.4 Ultrasone geluidsgolven
Kunnen gebruikt worden voor het reinigen en steriliseren van medische instrumenten. Er wordt
hierbij gebruikt gemaakt van een sonicator. Toestel dat ultrasone geluidsgolven uitzendt in een bad
gevuld met een vloeistof. De bewegingen van de geluidsgolven doorheen de vloeistof creëren
drukwijzigingen, waardoor er in de vloeistof plaatsen ontstaan met een lage druk en plaatsen met
een hoge druk. Bovendien doen geluidsgolven microscopische bubbels ontstaan. Deze bubbels
nemen in afmeting toe in gebieden met lage druk en springen kapot in plaatsen met hoge druk. Door
het kapot springen ontstaat er een zeer sterke druk onder de vorm van schokgolven. Deze
veroorzaken een sterke kracht op de instrumenten waardoor ze enerzijds gereinigd worden en
anderzijds gesteriliseerd. Door de schokgolven worden de M.O. sterk beschadigd. Waardoor ze
afsterven.
Door ultrasone geluiden barsten algen open.
Bestrijden van biofilms via sonicatie. Een biofilm is een slijmlaag van levend en dood biologisch
materiaal en bevat een groot aantal ziekteverwekkende kiemen. Ontsmettingsmiddelen kunnen er
niet aan door de bovenliggende slijmlaag, ultrasoon geluid kan er wel aan.
5.4.3.5 Chemische reagentia
Een antimicrobiële, chemische stof is een natuurlijk of synthetisch product die de groei van bacteriën
inhibeert of M.O. afdoodt. Stoffen die M.O. afdoden worden cidale producten genoemd. Chemische
producten die de groei van M.O. stopzetten worden statische producten genoemd.
Chemische bestrijdingsmiddelen worden onderverdeeld:


Antiseptica:
doden M.O. af of remmen hun groei, zijn voldoende onschadelijk om toe te dienen aan
levend weefsel.
Desinfectantia:
doden M.O. af en kunnen niet gebruikt worden op levend weefsel.
Antiseptica die we moeten kennen:
Alcholen = oplosmiddel voor lipiden, Denaturatie van eiwitten.
Waterstofperoxide = oxiderende verbinding
Desinfectantia die we moeten kennen:
Chloorgas = oxiderende verbinding
Chloorverbindingen = oxiderende verbinding
Ozon = sterk oxiderende verbinding
Een speciale groep binnen de chemische bestrijdingsmiddelen zijn de die dat oraal, intraveneus
(rechtstreeks in de bloedvaten) of intramusculair (in spierweefsel) worden toegediend. 2
categorieën, chemotherapeutica en de antibiotica.
32
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
33
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
5.4.3.6 Chemotherapeutica
Heel wat zijn eigenlijk groeifactoranalogen; zijn synthetische verbindingen die qua bouw heel sterk
lijken op groeifactoren, maar niet dezelfde functie als groeifactoren vertonen. Groeifactoren zijn
bepaalde essentiële verbindingen die M.O. niet zelf kunnen aanmaken en die ze aldus uit hun
omgeving moeten opnemen. De werking van chemotherapeutica is dat de M.O. de
groeifactoranaloog opneemt in plaats van de groeifactor zelf, waardoor het metabolisme van het
M.O. stilvalt. Hiervoor moet de concentratie groeifactoranalogen veel groter zijn dan de eigenlijke
groeifactor.
5.4.3.7 Antibiotica
Zijn chemische producten die van nature geproduceerd worden door bepaalde M.O., zoals sommige
schimmels en bodembacteriën, het zijn stofwisselingsproducten. Ze worden aangemaakt om de groei
van andere M.O. tegen te gaan (statisch) of om andere M.O. af te doden (cidaal).
De antibiotica onderscheiden zich van de groeifactoranalogen doordat de antibiotica natuurlijke
producten zijn en de chemotherapeutica synthetische.
Tegenwoordig worden antibiotica gemaakt via chemische modificaties in het laboratorium. Dit
noemt men semi-synthetische antibiotica.
G+ zijn gevoeliger voor antibiotica dan G-, een antibiotica dat zowel inwerkt op G- als G+ bacteriën
noemt men breed spectrum antibioticum. Een smal spectrum antibioticum werkt slechts in op een
kleine groep van M.O.
Verschillende werkingsmechanismen van antibiotica:





Celwand
De Beta-lactam antibiotica zijn krachtige inhibitoren van de celwandsynthese bij bacteriën.
Zij verhinderen de aanmaak van het peptidoglycaan.
Cytoplasmatisch membraan
Antibioticum werkt in op membraan, waardoor het begint te lekken.
Eiwitsynthese
Wordt geïnhibeerd doordat het antibioticum interageert met de bacteriële ribosomen.
Nucleïnezuursynthese
Sommige antibiotica blokkeren specifiek de bacteriële transcriptie waardoor de RNAsynthese in de bacterie geïnhibeerd wordt.
Vetzuursynthese
Nieuw ontdekt antibioticum dat een enzym blokkeert dat essentieel is tijdens de bacteriële
vetzuursynthese voor de aanmaak van de lipiden voor het celmembraan.
Om na te gaan welk antibioticum in welke concentratie moet worden toegediend om een bepaalde
bacterie af te doden wordt gebruik gemaakt van een antibiogram. Hierbij wordt een voedingsbodem
beent met de bacterie en na de beënting worden antibioticumtabletjes op de voedingsbodem
aangebracht. Het geheel wordt geïncubeerd bij een optimale kweektemperatuur. Dit laat een goede
groei van de bacterie toe waardoor een troebele laag ontstaat op de voedingsbodem, alleen rond de
34
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
antibioticumtabletjes waarvoor de bacterie gevoelig is, wordt de bacteriegroei afgeremd, waardoor
heldere zones (=halo’s) rond de tabletjes zichtbaar zijn. Hoe groter de halo, hoe gevoeliger de
bacterie.
Nu moet alleen nog de nodige concentratie van het antibioticum worden bepaald. Dit gebeurt op
dezelfde manier alleen dat er in plaats van verschillende tabletjes gebruikt worden, nu tabletjes van
1 soort antibioticum gebruikt worden. De tabletjes verschillen nu gewoon van concentratie.
Een analoge techniek kan ook worden gebruikt om antibiotica op te sporen in o.a. urine, bloed en
vlees.
Bij planten kan ook antibiotica gebruikt worden. Door het antibioticum ontstaat er een
beschermende laag op het plantenoppervlak, die de bacteriën afdoodt. Het kan ook via injectie in de
plant worden aangebracht, deze zijn echter arbeidsintensief, vrij duur en moeten meerdere malen
herhaald worden.
5.5 Anti-bacteriële drugresistentie
5.5.1 Inleiding
Resistentie wijst er op dat een bacterie de weerstand heeft geworven om tegen de effecten van
bepaalde anti-bacteriële drug te kunnen. Resistentie kan van nature zijn of kan overgedragen zijn van
resistente naar een niet-resistente bacterie.
Anti-bacteriële drugresistentie is gebaseerd op voorkomen van 1 of meerdere resistentiegenen, die
zich bevinden op het chromosoom of op de plasmiden.
Resistentiegen: een stukje DNA dat de genetische informatie bezit voor de aanmaak van een eiwit
dat verantwoordelijk is voor het resistentiemechanisme.
Er zijn verschillende resistentiemechanismen:






Het organisme bezit de component niet waarop de drug inwerkt, ontbrekend doelwit
Het organisme bezit de component waarop de drug inwerkt wel, omvorming van het doelwit
Het organisme is ondoordringbaar voor de drug
Organisme verandert zijn metabolisme door optreden van genetische wijzigingen
Organisme is in staat om de drug terug buiten te pompen m.b.v. effluxpompen
Organisme kan drug omvormen tot inactieve vorm
5.5.2 Ontstaan van anti-bacteriële drugresistentie
5.5.2.1 Mutaties
Is een plotse verandering in de nucleotidevolgorde van het DNA.
Er bestaan verschillende soorten mutaties:


Puntmutaties: verandering van 1 nucleotide
Mutatie door addities of deleties: 1 of meerdere nucleotiden worden aan DNA toegevoegd
of verwijderd
35
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Door wijzigingen in de nucleotidevolgorde verandert de genetische informatie. Dit is meestal
schadelijk of dodelijk voor de M.O.’s. Soms is ze echter onschadelijk en kan ze resulteren in een
nieuwe eigenschap voor de bacterie, bv.: drugresistentie.
Nucleotidevolgorde: DNA is een zeer lange ketting samengesteld uit een aaneenschakeling van 4
verschillende soorten nucleotiden. De genetische informatie ligt vervat in de volgorde van de
nucleotiden in het DNA.
Mutaties treden ofwel spontaan of geïnduceerd op. Spontaan treden onafhankelijk van milieuinvloeden zo nu en dan op door foutief inbouwen van nucleotiden tijdens de replicatie door het
enzym DNA-polymerase. Geïnduceerd vindt plaats onder invloed van chemische stoffen of fysische
factoren.
De kans dat mutatie optreed wordt uitgedrukt in mutatiefrequentie. Dit is de kans op mutatie per cel
per deling.
5.5.2.2 Transformatie
Bacteriën kunnen nieuwe eigenschappen verkrijgen door opname van DNA uit de buitenomgeving.
Bij afsterven van een drugresistente bacterie komt DNA in de buitenomgeving terecht. Wanneer een
drug-sensitieve bacterie dit DNA opneemt, dan verwerft de bacterie de genetische informatie om
drug-resistent te worden. Dit is een zeldzaam proces in de natuur.
Een het DNA in de bacterie terecht komt, dan wordt het DNA via het proces van recombinatie in het
chromosoom geïntegreerd.
5.5.2.3 Conjugatie
Zijn bacteriën die interactie met elkaar kunnen aangaan en daarbij DNA overdragen.
Conjugatie is het proces waarbij een kopij van het DNA vanuit de donorcel wordt overgedragen naar
acceptorcel. Om dit proces mogelijk te maken beschikt de donorcel over het fertiliteitsplasmide (Fplasmide). Dit plasmide bezit de genetische informatie voor de aanmaak van een specialiseerde pilus,
de F-pilus, sex-pilus of conjugatiebuis genoemd. Bacteriën die het F-plasmide bezitten worden F+cellen genoemd. De F-pilus slaat bij aanvang van de conjugatie als het ware een brug tussen de
donor- en de acceptorcel. De acceptorcel is steeds de F—cel, deze bezit geen F-plasmide en ook geen
F-pilus. Als beide cellen met elkaar verbonden zijn, rekt de F-pilus zich in totdat beide cellen
rechtstreeks met elkaar contact maken. Nu treedt er een lokale versmelting plaats op beide
celoppervlakken. Intussen word 1 streng van het F-plasmide opengeknipt en doorgegeven aan de
acceptorcel. Nadien wordt zowel in de donor- als in de acceptorcel een 2de streng plasmide DNA
aangemaakt, zodat de F-plasmide terug dubbelstrengig wordt.
Door dit proces bezit de acceptorcel nu ook het F-plasmide en is deze oorspronkelijke F—cel door
conjugatie een F+-cel geworden. De donorcel blijft hierbij een F+-cel.
Streng: DNA, zowel chromosomaal DNA als plasmide DNA, is van nature uit steeds dubbelstrengig.
Dit wil zeggen dat het DNA opgebouwd is uit 2 lange strengen van nucleotiden. Deze 2 strengen
worden samengehouden door waterstofbruggen.
36
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Wanneer er nu op het F-plasmide een drugresistentiegen ligt, dan verkrijgt de acceptorcel de
genetische informatie om resistent te worden tegen die welbepaalde brug.
Het conjugatieproces die door het F-plasmide gestuurd worden heeft een zeer nauw gastheerbereik,
het blijft beperkt tot E Coli en Coli-achtige bacteriën. Er bestaan ook nog andere conjugatieve
plasmiden die een zeer groot gastheerbereik vertonen, waardoor zelfs conjugatie tussen G+ en Gbacteriën mogelijk is.
5.5.2.4 Transductie
Het overdragen van DNA van de ene bacterie naar de andere bacterie door middel van
bacteriofagen.
Bacteriofagen: zijn virussen die als gastheer bacteriecellen gebruiken. Tijdens hun levenscyclus
kunnen bacteriofagen stukjes bacterieel DNA van de ene bacteriecel naar de andere bacteriecel
overdragen.
Transductie kan onder 2 verschillende vormen voorkomen: algemene Transductie en de
gespecialiseerde transductie.
5.5.3 Het probleem van drug-resistente bacteriën
Meer en meer worden infecties aangetroffen veroorzaakt door bacteriën die reeds resistent zijn
tegen meerdere antibiotica.
Typisch voorbeeld is MRSA, methicillineresistente Staphylococcus aureus, ziekenhuisinfecties. Alleen
het antibioticum vancomycine blijkt in veel gevallen nog doeltreffend te zijn. Staphylococcus aureus
komt van nature voor in het slijmvlies van de neus en op de huid van warmbloedige dieren. Normaal
leven zij in vrede, maar als resistentie is aangetast kan ze infecties veroorzaken.
… zie blad
5.5.4 Probiotische reiniging
… zie blad
5.6 Classificatie van de bacteriën
= taxonomie: het is de indeling van de bacteriën in groepen volgens bepaalde eigenschappen.
Factoren die een rol spelen bij de indeling:




Morfologie
Beweeglijkheid
Voeding
Andere factoren: pigmenten, celinsluitsels, antibioticumgevoeligheid, pathogeniciteit, …
Geen enkele bron van de bacteriële taxonomie wordt als strikt officieel beschouwd.
37
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
6 Virussen
6.1 Algemene kenmerken van virussen
Virussen vertonen niet de typische celstructuur van de overige M.O.
Virussen bestaan uit DNA of RNA, nooit beide, dat omgeven wordt door een mantel van eiwitten. Ze
zijn kleiner dan andere M.O. Hun DNA of RNA bevat onvoldoende genetische informatie waardoor ze
geen eigen stofwisseling vertonen en voor hun vermenigvuldiging andere cellen nodig hebben.
6.2 Opbouw van virussen
6.2.1 Nucleïnezuur
Virussen kunnen opgesplitst worden in 2 grote groepen, de DNA- en RNA-virussen. Afhankelijk van
de aanwezigheid van RNA of DNA in het viruspartikel. Bij RNA-virussen ligt de genetische informatie
vervat in het RNA, dit in tegenstelling dat alle overige organismen de genetische informatie in het
DNA zit. Doordat virussen nooit samen RNA en DNA bezitten kunnen ze het centrale dogma niet
zelfstandig uitvoeren. Ze zijn hiervoor afhankelijk van de transcriptie- en translatiemachinerie van
een gastheercel.
Viruspartikel: term duidt 1 virus aan, de meer wetenschappelijke naam is virion.
Naargelang het type virus zijn de nucleïnezuren enkelstrengig (es) of dubbelstrengig (ds). Bij alle
andere organismen is het DNA steeds dubbelstrengig en het RNA enkelstrengig.
Sommige virussen bezitten slechts 1 nucleïnezuurmolecule, andere daarentegen bezitten er
meerdere. De nucleïnezuren bevatten slechts enkele tot meerdere honderden genen, deze bezitten
de genetische informatie voor de aanmaak van de manteleiwitten en enzymen die vereist zijn voor
de nucleïnezuurreplicatie.
De nucleïnezuren vormen de core van het viruspartikel.
6.2.2 Capside
Nucleocapside = ‘core’ + capside.
Het capside is opgebouwd uit 1 of meerdere verschillende soorten eiwitten, die zeer talrijk en mooi
geordend zijn. Hoe omvangrijker de genetische informatie van het virus, hoe meer verschillende
soorten eiwitten het capside vormen.
Binnen het capside zijn 1 of meerdere soorten virusspecifieke enzymes aanwezig, die een rol spelen
bij de infectie van de gastheercel, bij het replicatieproces of bij het vrijkomen van de virussen uit de
gastheercel.
Het capside bepaalt de vorm en de afmeting van het viruspartikel. Tss 25 en de 250 nm.
Het capside kan 1 van de 2 symmetrische vormen aannemen, ofwel staafvormig met een helicale
symmetrie ofwel sferisch met een icosahedrische symmetrie.
38
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
De capside-eiwitten zijn mooi helicaal (spiraalvormig) gerangschikt tot een staafvormige structuur.
Een icosahedron is een bolvormige, symmetrische structuur bestaande uit 20 vlakken en 12
hoekpunten.
Sommige virussen zijn complexer gebouwd, de meest ingewikkelde zijn bepaalde bacteriële virussen,
zijn samengesteld uit een icosahedron en een complexe staartstructuur.
Bacteriële virussen: zijn virussen die als gastheercel bacteriën infecteren. Worden ook bacteriofagen
genoemd.
6.2.3 Mantelvirussen
Sommige virussen hebben nog een extra membraanachtige structuur rond hun capside. Virussen die
dit niet hebben noemen we naakte virussen.
De extra virale mantel is opgebouwd uit een dubbele laag van lipiden waarin eiwitten ingebed liggen.
De lipiden zijn afkomstig van het cytoplasmatisch membraan van de gastheercel, de eiwitten zijn van
virale afkomst. Op de mantel zijn vaak spikes aanwezig, die spelen een rol bij de infectie.
6.3 Levenscyclus van virussen
6.3.1 Inleiding
Vermenigvuldiging virussen omvat volgende stappen:
1.
2.
3.
4.
5.
Infectie van de gastheercel
Aanmaak van virale onderdelen door de gastheercel
Assemblage van de virale onderdelen tot nieuwe viruspartikels
Vrijkomen van de nieuwe viruspartikels uit de gastheercel
Infectie van nieuwe gastheercellen
Virussen infecteren steeds levende gastheercellen, ze hebben het metabolisme van hun gastheer
nodig om te vermenigvuldigen.
Virussen zijn gastheercelspecifiek, sleutelslotprincipe, 1 bepaald virus kan maar 1 soort gastheercel
binnendringen. De uitstekels van virus passen perfect in receptoren van een bepaalde gastheercel.
Virussen kunnen latent in hun gastheercel verblijven, na verloop van tijd ontwaakt het virus en
begint hij te vermenigvuldigen.
6.3.2 Levenscyclus van de ds DNA-bacteriofagen
6.3.2.1 Algemene levenscyclus van ds DNA-bacteriofagen
Wanneer een bacteriofaag botst tegen een bacteriecel, die de geschikte receptoren bezit, dan zal de
faag met zijn staartvezels op deze receptoren binden. Die receptoren kunnen celwandeiwitten, LPS
of pili zijn. Na binding trekken de staartvezels zich samen waardoor de basisplaat contact maakt met
de celwand. Vervolgens wordt de celwand van de bacterie lokaal geopend door het viraal enzym
lysozyme, dat in de centrale kern van de bacteriofaag aanwezig is. Lysozyme breekt het
peptidoglycaan in de celwand van de bacterie af. Door samentrekking van de staartschede wordt de
centrale kern in de opening van de celwand geduwd. Het DNA van de bacteriofaag migreert
39
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
vervolgens vanuit het capside langsheen de centrale kern naar de bacterie. Alleen het DNA wordt in
de bacterie overgebracht; het capside blijft op de buitenkant van de bacterie zitten.
Eens het faag DNA in de bacterie aanwezig is, wordt de cellulaire machinerie van de bacterie gebruikt
om de genetische informatie op het virale DNA om te zetten tot virale eiwitten en om het virale DNA
massaal te kopiëren. Intussen wordt het DNA van de bacteriecel afgebroken. Vervolgens worden de
virale eiwitten geassembleerd tot capsiden met staartstructuren, waarin het ds faag DNA wordt
ingebouwd. Finaal ontstaan nieuwe bacteriofagen, die door lyse van de bacteriecel vrijkomen. De
lyse van de bacteriecel gebeurt door het virale lysozyme. De vrijgekomen virussen kunnen nu op hun
beurt nieuwe bacteriecellen gaan infecteren.
Wanneer het faag DNA in de bacterie terechtkomt, kan het ook gebeuren dat dit DNA integreert in
het chromosomaal DNA van de bacterie. Het geïntegreerde, virale DNA wordt dan een profaag
genoemd. De bacterie die een profaag bezit wordt een lysogene bacterie genoemd. Als het faag DNA
integreert in het bacterieel DNA, dan blijft het inactief. Er worden geen nieuwe virusonderdelen
aangemaakt. De bacterie ondervindt geen hinder van het geïntegreerde virale DNA. Als de bacterie
zicht deelt dan wordt het virale DNA meegekopieert en meegegeven aan de dochtercel. Deze cyclus
wordt de lysogene cyclus genoemd. Op een bepaald moment kan het gebeuren dat het faag DNA
opnieuw vrijkomt uit het bacteriecel chromosoom (excisie) en vervolgens de lytische cyclus aangaat.
6.3.2.2 Transductie
Overdracht van bacterieel DNA van de ene naar de andere bacterie via bacteriofagen. Transductie
kan onder 2 verschillende vormen voorkomen:


Algemene transductie
Tijdens de lytische cyclus, het bacterieel chromosoom wordt in stukken gebroken. Het kan
gebeuren dat verkeerdelijk een stuk bacterieel DNA wordt in gekapseld in plaats van faag
DNA. Wanneer een dergelijk viruspartikel vrijkomt en een nieuwe bacteriecel gaat
infecteren, dan krijgt de nieuwe gastheer nu geen viraal DNA ingespoten, maar een stuk
bacterieel DNA. Hierdoor krijgt de bacterie nieuwe genetische informatie.
Speciale transductie
Bij overgang van lysogene cyclus naar de lytische cyclus wordt het faag DNA uit het
chromosoom losgeknipt. Soms gebeurt deze excisie verkeerd, waardoor het faag DNA niet
exact aan zijn uiteinden wordt uitgeknipt. Hierdoor blijft er een stuk bacterieel DNA aan het
faag DNA hangen. Vervolgens gaat het losgeknipte faag DNA de lytische cyclus aan. Dit
bacterieel DNA wordt meegekopieerd tijdens de vermenigvuldiging van het viraal DNA. De
lytische cyclus resulteert finaal in de vrijstelling van viruspartikels dat aan het faag DNA
vastzit. Wanneer een dergelijk viruspartikel een andere bacteriecel gaat infecteren, dan
wordt het faag DNA samen met het stukje bacterieel DNA in de nieuwe bacterie
binnengebracht. Wanneer het viraal DNA nu de lysogene cyclus aangaat, komt het extra
stukje bacterieel DNA in het chromosoom van de nieuwe bacterie terecht. Dankzij deze extra
bacteriële informatie krijgt de bacterie misschien nieuwe eigenschappen.
6.3.3 Retrovirussen
40
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Zijn es RNA-virussen die bij infectie van een gastheercel hun es RNA omzetten tot ds DNA, gebeurt
door behulp van enzym reverse transcriptase. Proces wordt reverse transcriptie genoemd.
Retrovirussen zijn mantelvirussen.
41
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
6.4 Bestrijding van virussen
6.4.1 Virale aandoeningen bij mensen, planten en dieren
De 5 die wij moeten kennen:rabies hondsdolheid rabiesvirus,;varkenspest bij varkens, koorts,
hoesten, gebrekkige eetlust, …;Tarwedwerggroei tarwedwergvirus; blauwtongvirus orbivirus;
vogelpest vogelinfluenzavirussen.
6.4.2 Bestrijden van bacteriofagen in de agro-industrie
Zie p187 lezen
6.4.3 Inactivatie van virussen in de buitenomgeving (in vitro)
Om ruimtes, gereedschap of vloeistoffen virus vrij te maken, kunnen onder meer volgende
chemische en fysische agentia worden aangewend:






Ethanol: aantasting van de lipiden in de mantel van de mantelvirussen
Zware metalen: vernietiging van de capside-eiwitten
Formaldehyde: binding op de nucleïnezuren
Fenol: vernietiging van de capside-eiwitten
Hitte: uiteenvallen van het virus
UV licht: beschadiging van het nucleïnezuur
6.4.4 Antivirale chemotherapeutica
6.4.4.1 Inleiding
Antivirale chemotherapeutica is niet zo evident om te gebruiken, heel wat drugs resulteren in
toxiciteit voor de gastheer.
In de zoektocht naar antivirale chemotherapeutica worden stoffen gezocht die specifiek inwerken op
een bepaalde stap in de levenscyclus van het virus.
6.4.4.2 Belangrijkste antivirale chemotherapeutica
De meest succesvolle en meest gebruikte zijn de nucleoside analogen. In deze klasse werd het
azidothymidine (AZT) het eerst ontdekt. AZT inhibeert retrovirussen, waaronder het HIV-virus. Het
verhindert de reverse transcriptie waardoor het viraal es RNA niet wordt omgezet naar ds DNA.
Wanneer tijdens de synthese van een DNA-streng azidothymidine i.p.v. thymidine door reverse
transcriptie wordt ingebouwd dan stopt de synthese. Het veroorzaakt wel een zekere toxiciteit voor
de gastheer.
Een ander nucleoside analoog is acyclovir. Acyclovir wordt specifiek tijdens de DNA-synthese
ingebouwd door het viraal DNA-polymerase, dat verantwoordelijk is voor de aanmaak van nieuwe
virale DNA-kopijen. Door de inbouw van het acyclovir stopt de DNA-synthese.
Interferon: natuurlijke, anti-virale drug.
6.5 Kweken van virussen
Lezen p190.
42
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
6.6 Viroïden
Vormen een zeer speciale groep van organismen die sterk verwant zijn aan de virussen.
Viroïden bestaan enkel uit RNA, opgebouwd als een kleine, circulaire, es RNA-molecule, die niet
omgeven is door een capside van eiwitten. Is ook afhankelijk van de machinerie van de gastheer voor
zijn vermenigvuldiging.
Zijn voornamelijk plantenpathogenen.
43
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
7 Gisten
7.1 Inleiding
Zijn eukaryote M.O., die samen met groep van schimmels de groep van de Fungi vormen. Gisten zijn
eencellig. Gisten zijn gedegenereerde schimmels.
Gisten groeien goed in omgevingen waar suikers aanwezig zijn. Een aantal gistsoorten leven
symbiotisch met dieren, voornamelijk met insecten.
Gistcellen zijn gewoonlijk sferisch, ovaal of cilindrisch. Onder speciale condities kunnen gistcellen aan
elkaar blijven hangen waardoor lange draden, filamenten, ontstaan. Deze worden aangeduid met de
term pseudomycelium. Gistcellen hebben geen bewegingsstructuren, zoals flagellen.
Symbiotisch leven: leven in symbiose.
Symbiose: vorm van samenleving tussen 2 organismen met voordeel voor beide.
7.2 Levenscyclus van gist
7.2.1 Ongeslachtelijke vermenigvuldiging
Meeste vermenigvuldigen zich ongeslachtelijk via het proces van knopvorming, ook budding
genaamd. Hierbij ontstaat een nieuwe gistcel als een kleine uitgroei op de moederlijke gistcel. Deze
uitgroei wordt bud genoemd. De bud neemt geleidelijk toe in afmeting, intussen treed er
verdubbeling op van het DNA, gevolgd door een kerndeling. 1 van de kernen migreert naar de bud.
Finaal snoert de bud zich af van de moedercel. Hierbij ontstaat er zowel op de moedercel als op de
dochtercel een litteken, dat een scar genoemd wordt.
Het aantal scars duidt aan hoeveel dochtercellen de gistcel reeds heeft afgesnoerd.
Het proces van budding kan zowel optreden in de haploïde als de diploïde fase.
Haploïd: alle chromosomen in de kern zijn in 1 kopij aanwezig, voorgesteld met letter n.
Diploïd: alle chromosomen in de kern zijn in het dubbel aanwezig, aangegeven met 2n
7.2.2 Geslachtelijke vermenigvuldiging
Proces wordt mating genoemd. Tijdens mating fusioneren 2 haploïde gistcellen met elkaar tot een
diploïde cel. Bij gist bestaan er 2 types van haploïde cellen, mating is slechts mogelijk tussen 2
haploïde cellen van verschillend mating type. De gefusioneerde cel kan zich gaan omvormen tot een
zakvormige structuur, die een ascus wordt genoemd. In de ascus ontstaan 4 haploïde ascosporen, 2
van het ene mating type en 2 van het andere type. Wanneer de ascosporen uitkomen groeien ze uit
tot volwaardige haploïde gistcellen.
7.2.3 Levenscyclus van Saccharomyces cerevisiae
Lezen p194-195-196
44
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
7.3 Industrieel belang van gist
7.3.1 Toepassingen van gist
Meest intensief bestudeerde M.O. in de industrie. Ze worden talrijk gekweekt voor het oogsten van
de gistcellen zelf, voor het bekomen van celcomponenten of voor de eindproducten die ze
produceren.
7.3.2 Aërobe en anaërobe ademhaling
Als er O2 aanwezig is kunnen de gistcellen zich massaal gaan vermenigvuldigen. Bij deze verbanding
komt genoeg energie vrij die de gistcel kan benutten om celmateriaal aan te maken en zich zo te
vermenigvuldigen.
Bij afwezigheid van O2 treedt anaërobe ademhaling op, beter bekend als gisting of fermentatie.
Tijdens de fermentatie schakelen de gistcellen over naar een anaëroob metabolisme, waarbij suikers
niet volledig worden omgezet, waardoor naast CO2 ook ethanol ontstaat. Waardoor
vermenigvuldigen gistcellen zeer sterk vertraagd is.
Aërobe ademhaling: volledige verbranding van de suikers
C6H12O6 --> 6 H2O + 6 CO2 + veel energie
Anaërobe ademhaling = gisting = fermentatie: onvolledige verbranding van suikers
C6H12O6 --> 2 C2H5OH + 2 CO2 + weinig energie
7.3.3 Gebruik van gist in de bakkerijwereld
Gist wordt gebruikt als rijsmiddel om het deeg te doen rijzen alvorens het wordt gebakken. Gebeurt
via aërobe ademhaling.
7.3.4 Gebruik van gist bij de bier- en wijnproductie
Bij wijn worden gistcellen aan het druivensap toegediend. De eerste dagen groeien deze gistcellen
aëroob door de nog aanwezige zuurstof, waardoor ze zich kunnen vermenigvuldigen. De zuurstof
geraakt op en de gistcellen schakelen over op het fermentatieproces.
De meeste vruchtsappen ondergaan een natuurlijke fermentatie die veroorzaakt wordt door de
gistcellen die van nature op de vruchten aanwezig zijn.
Voor de aanmaak van bier worden gistcellen toegevoegd aan mout, mout ontstaat uit kiemende
gerstkorrels, waarvan het zetmeel door enzymes wordt omgezet tot suikers. De suikers worden door
gistcellen verbrand tot alcohol.
7.4 Pathogene gisten
Candida albicans: opportunistische pathogeen --> wil zeggen dat de gist normaal gezien geen
infecties veroorzaakt tenzij bepaalde omstandigheden zich voordoen.
Een candidose is een aantasting door Candida albicans.
Candidosen kunnen behandeld worden met antifungale drugs = azolen.
Azolen: verhinderen de aanmaak van een normaal cytoplasmatisch membraan bij de gistcellen.
45
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
46
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
8 Schimmels
8.1 Inleiding
Schimmels zijn eukaryote, chemoheterotrofe, meercellige, sporenvormende M.O. die een zeer grote
verscheidenheid vertonen qua morfologie en plaats van voorkomen.
Typerend voor een schimmel is dat hun celwand opgebouwd is uit chitine. Slechts enkelen bezitten
cellulose in hun celwand.
Levensvormen van een schimmel:




Vrijlevend
Saprofytisch: leven op dood plantenmateriaal
Parasitisch: deze vorm is voordelig voor de schimmel, nadelig voor gastheer
Symbiontisch: vorm van samenleving biedt voordeel aan beide partners en is zo sterk dat de
partners niet afzonderlijk kunnen leven
Schimmels kunnen nuttig zijn bij





Productie van bepaalde voedingswaren
Als opruimer in de natuur
Producent van antibiotica
Als voedsel
Als producent van alkaloïden
Alkaloïden: stoffen die de samentrek van de gladde spieren stimuleert. Wordt gebruikt als
bloedstelpend middel bij bevallingen en als pijnstiller bij migraine.
Schimmels kunnen schade veroorzaken:





Voedselbedervende
Giftige schimmels
Schadeveroorzakende schimmels aan parketvloeren, gebinten, mijnstutten, …
Pathogene schimmels voor mens, dier en plant
Mycotoxine-producerende schimmels
Plantpathogene schimmels kunnen ofwel biotrofe schimmels zijn ofwel necrotrofe schimmels.
Biotrofe zijn er die een levende waardplant parasiteren en zich voeden met de nutriënten van de
plant.
Necrotrofe scheiden bepaalde stoffen af, waardoor een deel of een volledige waardplant gedood
wordt en de schimmel zich vervolgens kan voeden met afgestorven plantenweefsel.
Ziekteverloop:
47
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!



Pathogeen komt in contact met de plant
Penetratie van de schimmel in de plant via wondjes of natuurlijke openingen, ofwel geeft de
schimmen bepaalde stoffen af waardoor zelf een toegangsweg wordt gemaakt
Slechts onder bepaalde voorwaarden grijpt een kolonisatie plaats en gaat de schimmel
woekeren in de waardplant
Planten worden door pathogene schimmels verzwakt of vertonen vormveranderingen die hun
handelswaarde doen verminderen.
Mycotoxines zijn toxische stoffen die geproduceerd worden door schimmels, als bescherming tegen
andere schimmels of bacteriën. Toxines zijn zeer stabiel en kunnen aldus gemakkelijk accumuleren in
grondstoffen, veevoeders en levensmiddelen waardoor ze in de voedselketen kunnen terechtkomen.
Het wegsnijden van de beschimmelde oppervlaktelaag volstaat niet, want toxines kunnen ver
doordringen in het product. Het toegelaten Mycotoxines is strikt gereglementeerd.
Carcinogeen: kankerverwekkend
Hepatotisch: toxisch voor de lever
Mutageen: in staat om het DNA te beschadigen
Teratogeen: misvormingen veroorzakend in de prenatale ontwikkeling
Nefrotoxisch: toxisch voor de nieren
Neurotoxisch: toxisch voor het zenuwweefsel
Dermatoxisch: toxisch voor de huid
Genitotoxisch: toxisch voor de geslachtorganen
8.2 Morfologie van een schimmel
Opbouw van macroscopische schimmels is zeer vergelijkbaar met die van de microscopische
schimmels.
Mycelium = zwamvlok: netwerk van hyfen = schimmeldraden
De hyfen kunnen al dan niet tussenschotten vertonen:


Coenocytische hyfen:
Er is geen tussenschot in de hyfen aanwezig, het mycelium is niet gesepteerd. Er zijn
meerdere kernen aanwezig
Apocytische hyfen:
Er is wel een tussenschot aanwezig in de hyfen, het mycelium is wel gesepteerd. De
tussenschotten worden aangeduid met de term septa. Ieder septum vertoont een centrale
porie zodat de verschillende kernen toch nog met elkaar in contact staan, ieder
compartiment bezit 1 kern.
Bij heel wat schimmels ontstaan op het mycelium gespecialiseerde hyfen die zich naar boven toe
uitstrekken. Op deze hyfen ontstaan vruchtlichamen waarin of waarop sporen worden gevormd.
De sporen komen terecht in de buitenwereld. In een ideale omgeving kunnen de sporen gaan kiemen
en uitgroeien tot nieuwe hyfen, zodat een nieuw mycelium ontstaat.
48
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Niet alle schimmels vormen vruchtlichamen, bij sommige ontstaan de sporen in de hyfen.
49
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
8.3 Vermenigvuldiging bij schimmels
Sporen kunnen op een geslachtelijke of ongeslachtelijke manier ontstaan.
8.3.1 Ongeslachtelijke vermenigvuldiging
8.3.1.1 Inleiding
Schimmels slachten zich bij voorkeur ongeslachtelijk voor, 5 verschillende asexuele sporen worden
teruggevonden in het schimmelrijk.
8.3.1.2 Arthrospore
Arthrosporen ontstaan in de hyfen en komen vrij bij het fragmenteren van de hyfen. De vrijgekomen
hyfestukjes zijn de eigenlijke arthrosporen die opnieuw uitgroeien tot schimmeldraden.
8.3.1.3 Blastospore
Ontstaan door knopvorming ook budding genoemd. Aan de moedercel ontstaat een uitstulping, die
uitgroeit tot een Blastospore. Deze spore komt los en ontwikkeld zich tot een nieuwe cel.
De bud op de cel is de eigenlijke Blastospore.
8.3.1.4 Chlamydospore
Ontstaan in de hyfen door contractie van het cytoplasma in de compartimenten waaruit de hyfen zijn
opgebouwd.
De sporen bevatten weinig water en zijn door een dikke wand omgeven, deze ontstaat door de
verdikking van de celwand. In deze chlamydosporen stapelt de schimmel reservestoffen op.
8.3.1.5 Conidiospore
Ook conidie genoemd, ontstaat door afsnoering aan het uiteinde van een gespecialiseerde hyfe, de
conidiofoor genoemd. Aan de top van de conidiofoor liggen speciale cellen, de sterigmata, die de
sporen afsnoeren. De sporen liggen niet gegroepeerd in een omhulsel en worden daarom exosporen
genoemd. De vorm van conidioforen is soortspecifiek:


Penicillium
Conidioforen zijn vertakt, elke tak eindigt op een metula waarop de sterigmata ontstaan. De
conidiofoor vertrekt vanuit een verbrede cel van het mycelium, die de voetcel wordt
genoemd.
Aspergillus
Conidiofoor is niet vertakt, het vertoont een bolvormig uiteinde dat het vruchtblaasje wordt
genoemd. Vanuit het vruchtblaasje ontspringen de sterigmata in 1 of 2 rijen.
In gunstige omstandigheden gaan de conidiën kiemen en uitgroeien tot nieuwe hyfen, waardoor
nieuwe mycelia ontstaan.
Bij ongunstige omstandigheden ontwikkelt de Conidiospore zich tot een zoösporangium, of sporezak.
In zo’n sporezak worden 6 tot 8 zoösporen gevormd. Deze zijn beweeglijk omwille van de
aanwezigheid van hun 2 flagellen. Wanneer de zoösporen vrijkomen kunnen ze kiemen en uitgroeien
tot nieuw mycelium.
50
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
Bij sommige schimmels kunnen zoösporangia ook rechtstreeks op de hyfen ontstaan en niet via
conidiën.
8.3.1.6 Sporangiospore
Worden gevormd in een sporangium, sporezak, dat ontstaat op het uiteinde van een
gespecialiseerde hyfe, die de sporangiofoor wordt genoemd. Binnen in het sporangium verlengt de
sporangiofoor zich tot een columella waarop de sporen ontstaan. De sporen liggen gegroepeerd
binnenin een omhulsel = sporangium en worden endosporen genoemd. Dus = sporangiosporen
De sporangiosporen komen vrij door het openscheuren van het sporangium. De vrijgekomen sporen
kunnen kiemen en uitgroeien tot nieuwe mycelia.
8.3.2 Geslachtelijke voortplanting
8.3.2.1 Inleiding
Er zijn 4 verschillende soorten geslachtelijke sporen.
8.3.2.2 Oöspore
Vormen vrouwelijke en mannelijke structuren op hun mycelium. De vrouwelijke worden oögnia
genoemd en de mannelijke antheridia. Wanneer een oögnia versmelt met een antheridia ontstaat er
een oöspore. Dit versmeltingsproces wordt oögamie genoemd. In de oögamie treedt er een
reductiedeling op, waarna de oöspore gaat kiemen met vorming van een sporangium. In dit
sporangium ontstaan zoösporen. Als deze vrijkomen kunnen ze kiemen en uitgroeien tot nieuwe
mycelia.
8.3.2.3 Zygospore
Wanneer een + en een – mycelium, die zich geslachtelijk vermenigvuldigd via een zygospore, bij
elkaar in de buurt komen, dan snoeren beide op hun mycelium een veelkernige cel af die niet
loskomt van het mycelium. Wanneer zo’n veelkernige cel van een + mycelium met een veelkernige
cel van een – mycelium, dan ontstaat een zygospore, dit versmeltingsproces wordt zygogamie
genoemd.
Met + en – mycelium wordt bedoeld dat de 2 veelkernige cellen elk op een verschillend mycelium
moeten voorkomen alvorens ze met elkaar kunnen versmelten.
In de zygospore treedt vervolgens een reductiedeling op, waarna de zygospore gaat kiemen met
vorming van sporangium. In het sporangium ontstaan aplanosporen. Als deze vrijkomen kunnen ze
kiemen en uitgroeien tot nieuwe mycelia.
8.3.2.4 Ascospore
Vormen zakvormige structuren, die asci worden genoemd. In de asci ontstaan de ascosporen,
ascosporen zijn endosporen doordat ze omgeven zijn door de ascus. Een ascus is meestal langwerpig
waarin 8 ascosporen mooi op een rijtje zijn gelegen. De meeste asci bezitten bovenaan een porie, die
kan krimpen of uitzetten naargelang de vochtigheidsgraad. Bij rijping van de ascosporen neemt de
druk in de ascus toe, waardoor de ascosporen via de porie naar buiten worden geperst.
51
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
De asci komen afzonderlijk of gegroepeerd voor in een vruchtlichaam, dat ascocarp genoemd wordt.
Als de ascus afzonderlijk voorkomt noemt men dit een naakte ascus. Hierbij worden geen
vruchtlichaam gevormd en staan de asci gewoon naast elkaar.
3 verschillende soorten ascocarpen komen voor:



Cleistothecium
Is een volledig afgesloten vruchtlichaam waarbinnen de asci gelegen zijn. De ascosporen
komen in de buitenwereld terecht door verrotting van het Cleistothecium.
Perithecium
Is een urnvormig vruchtlichaam met een kleine opening bovenaan. De opening wordt min of
meer afgesloten door verlengde hyfen. Binnen in het Perithecium bevindt zich een kiemvlies,
dat ook het hymenium wordt genoemd. Het is een aaneengesloten laag opgebouwd uit asci
en steriele hyfen , de parafysen. Parafysen zijn eigenlijk de uiteinden van hyfen die geen
ascus vormen en daarom steriel worden genoemd. 1 voor 1 strekken de asci zich en worden
de ascosporen doorheen de opening naar buitenwereld afgeschoten.
Apothecium
Is een volledig open vruchtlichaam, dat een schotel of schijfvormige structuur aanneemt.
Daarin licht het hymenium, dat ook hier opgebouwd is uit asci en parafysen. Zo liggen de asci
in een apothecium mooi blootgesteld aan de buitenwereld, zodat ascosporen na afschieten
onmiddellijk vrijkomen.
Ontstaan van ascosporen: zie p 219, 220, 221
8.3.2.5 Basidiospore
Zijn exosporen, ze ontstaan niet in een zakvormige structuur, maar op een soort steel, dat een
basidium wordt genoemd. Per basidium komen meestal 4 basidiosporen voor.
Basidiosporen worden door drukverschillen weggeschoten en vervolgens verspreid door de wind.
Net zoals de asci liggen ook de basidia, samen met de parafysen, gegroepeerd in een hymenium. Dit
bevindt zich op of in een vruchtlichaam. De vruchtlichamen van basidiosporenvormende schimmels
zijn algemeen gekend als macroscopische paddenstoelen. Bij openliggende vruchtlichamen bekleed
het hymenium de volledige onderzijde van de paddenstoel.
Ontstaan van basidiosporen: zie figuur 103.
Om geslachtelijke voorplanting te verkrijgen moet er een versmelting optreden tussen 2
verschillende mycelia, de + en – mycelia. Deze 2 mycelia zijn monokaryotisch en haploïd. Typerend is
dat de versmelting zeer vroeg in hun ontstaan optreedt. Bij versmelting treedt alleen plasmogamie
op en geen karyogamie. Na versmelting ontwikkelt zich een dikaryotisch mycelium. Verlenging van
de dikaryotische hyfen gebeurt via haakvorming. Finaal blijft de haak achter op de hyfe als een
gespvormige structuur. Op een bepaald moment bundelen de dikaryotische hyfen zicht tot een
vruchtlichaam. Vervolgens treedt karyogamie op in de topcel van de dikaryotische hyfen in het
vruchtlichaam. De kernversmelting wordt direct gevolgd door een reductiedeling, waardoor 4
haploïde kernen in de topcel ontstaan. Intussen vormt de topcel zich om tot een basidium. De 4
52
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
kernen migreren naar kleien uitstulpingen aan de top van de basidium, waardoor de 4 basidiosporen
ontstaan.
Rest zie bladjes cursus: van p223 – 248
53
Generated by Unregistered Batch DOC & DOCX Converter 2012.4.109.1532, please register!
54