INTRODUCTIE MICROBIOLOGIE - ONZICHTBARE WERELD - College 1 Inleiding, celbouw en systematiek

Transcriptie

1 INTRODUCTIE MICROBIOLOGIE - ONZICHTBARE WERELD - College 1 Inleiding, celbouw en systematiek

2 INTRODUCTIE MICROBIOLOGIE Uw docent Kees Boele

3 Programma 1. Inleiding, celbouw en systematiek 2. Archaea en Bacterieën 3. Amoeboïde eencelligen en overige protisten 4. Gisten, schimmels en slijmzwammen 5. Eencellige wieren 6. Virussen en afsluiting cursus

4 Microbiologie: Bestudeert organismen in hun milieu en daarbuiten die zo klein zijn dat ze alleen onder een microscoop te zien zijn. Bestudeert organismen die ten minste één periode doormaken waarin één enkele cel zich als individu vermenigvuldigt. Bestudeert organismen opgebouwd uit één (1) cel of meerdere cellen waarbij geen of zeer weinig celdifferentiatie optreedt, deze differentiatie betreft altijd de voortplanting of overleving.

5 Geen specialisatie? Anabaena sp. - een zeer algemene cyanobacterie (vroeger blauwwier genoemd) Lange ketens van groene, autotrofe cellen Daartussen heterocysten.

6 Cyanobacteriën waren de belangrijkste leveranciers van zuurstof in het Precambrium In een stikstofarme omgeving vormt Anabaena heterocysten waarin gasvormig N₂ met behulp van nitrogenase vastgelegd wordt als NH₃. Nitrogenase werkt anaeroob. Vastgelegd stikstof doorgegeven aan andere cellen. DUS WEL CELSPECIALISATIE MOGELIJK.

7

8

9

10 PAUZE

11 Microbiologie begint met Anthonie van Leeuwenhoek ( ) (vernoemde zich zelf naar de Delftse Leeuwenpoort) Zijn graftekst: Hier legt de grijze wetenschap Begraven. Portret van Jan Verkolje

12 Zijn voorganger: Girolamo Fracastoro ( ) kleine deeltjes brengen besmetting over en niet de uitwaseming (Hippocrates)

13 Microscoop tot 480 x vergrotend. (Swammerdam kwam niet verder dan 30 x) Bron van inspiratie: Robert Hooke, 1664: Micrographia: or Some Physiological Descriptions of Miniature Bodies Made by Magnifying Glasses. Vliegenoog, vlo, plantencel

14 1674: protisten / eencelligen uit water maar ook draadwieren als Spirogyra en klokdiertjes / ciliaten als Vorticella (rechtsonder) en foraminiferen (linksonder) 1676: ontdekking bacteriën

15 Met een optische microscoop blijft vergroting én scherptediepte echter beperkt Optische microscoop Raster electronen microscoop

16 Voordelen raster electronen microscopie: Vergroting tot x Grote scherptediepte (Escherichia colii, rechts)

17 Microbiologische diversiteit Autotrofe cyanobacteriën uit de tuinvijver

18 Microbiologische diversiteit Autotrofe groenwieren en een goudwier (rechtsonder)

19 Microbiologische diversiteit Autotrofe kiezelwieren)

20 Microbiologische diversiteit Autotrofe flagellaten Rechts: dinoflagellaten Onder: Euglaena, oogdiertje

21 Microbiologische diversiteit Heterotrofe wimperdiertjes

22 Microbiologische diversiteit Heterotrofe wimperdiertjes - klokdiertje

23 Heterotrofe grotere eukaryoten Tardigrada - beerdiertjes

24 Microbiologische diversiteit Schimmels Onder: Spinellus fusiger op papilmycena Links: Tinea ( ringworm ) op docent

25 Microbiologische diversiteit Slijmzwammen - Myxomyceten

26 Opbouw van cellen: Prokaryote cellen: bacteria en archaea Eukaryote cellen: overigen

27

28

29 Belangrijkste verschillen prokaryoten en eukaryoten Prokaryoten Eukaryoten DNA Circulair Lineair Locatie DNA Los in het plasma In de celkern Plasmide DNA Aanwezig Afwezig Organellen Alleen ribosomen Diverse typen

30 Celmembraan: Extracellulaire bacteriele structuren: 1. Bacterieel kapsel 2. Glycocalyx (slijmlaag) 3. microbiële biofilm bestaande uit extracellulaire polymere stoffen (EPS). Pili (pilus): haarachtige structuren, bieden verbindingsmogelijkheden met andere cellen Speciale pili bieden ook mogelijkheid om plasmid DNA uit te wisselen.

31 Flagellen van prokaryoten: bestaat uit twee eiwitten, geen microtubuli Aangedreven door een wieltje - beweging parallel aan de as van de flagel

32 Ribosoom: eiwit fabriek

33

34 1. Nucleolus, 2. Celkern, 3. Ribosoom, 4. Vesikel, 5. Ruw endoplasmatisch reticulum, 6. Golgiapparaat, 7. Cytoskelet, 8. Glad endoplasmatisch reticulum, 9. Mitochondrion, 10. Vacuole, 11. Cytoplasma, 12. Lysosoom, 13. Centriool

35 1. Nucleolus productie mrna (vertaling DNA naar (uiteindelijk) eiwitten 2. Celkern, bevat nucleolus en dubbelstrengs DNA 3. Ribosoom, eiwitproductie 4. Vesikel, opslaan of transport van stoffen 5. Ruw endoplasmatisch reticulum, bevat de ribosomen 6. Golgiapparaat, ombouw producten afkomstig uit endoplasmatisch reticulum, opslag en transport 7. Cytoskelet, stevigheid en vorm cellen 8. Glad endoplasmatisch reticulum, transport van stoffen van ruw endoplasmatisch reticulum naar Golgi apparaat 9. Mitochondrion, energiecentrales 10. Vacuole, vocht gevulde blaasjes, vrijwel alleen bij planten. Opslag, osmotische regulatie 11. Cytoplasma, celvocht en organellen 12. Lysosoom, afvalverwerking en uitscheiding 13. Centriool, rol bij celdeling

36

37

38 Ontstaan eukaryoten 2,0 miljard jaar geleden Endosymbiontenhypothese Prokaryote cellen gaan met elkaar samenwerken, elk met een eigen functie - mitochondriën, chloroplasten Eencellige autotrofe én heterotrofe organismen

39 1. Kernvorming door instulping membraan 2. Samenwerking 3. Conjugatie van samenwerkende cellen

40

41

42 Ernst Haeckel 1866

43 Phylogenetische boom met de relaties tussen: Archaea (groen) Bacteria (blauw) Eukaryota (rood). Ciccarelli et al. (2006)

44 Virussen Grootte: nanometer (nanometer = 10-9 meter; in 1 nanometer passen 5 atomen) Geen eigen stofwisseling Geen eigen voortplanting Feitelijk niets ander dan een envelop gevuld met Genetisch materiaal RNA virussen DNA virussen Retrovirussen die vanuit RNA door een gastheer DNA kunnen laten vormen

45 Informatie: G.A. Harrewijn: Elementaire microbiologie, deel 1 en H. Streble / D. Krauter: Das Leben in Wassertropfen (2012, Kosmos) Jan Sapp: The new foundations of evolution (Oxford, 2009)

46 Dank voor uw aandacht