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

INTRODUCTIE MICROBIOLOGIE Uw docent Kees Boele

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

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.

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

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.

https://www.youtube.com/watch?v=nscbplh8fgs

http://www.micropia.nl/nl

Microbiologie begint met Anthonie van Leeuwenhoek (1632-1723) (vernoemde zich zelf naar de Delftse Leeuwenpoort) Zijn graftekst: Hier legt de grijze wetenschap Begraven. Portret van Jan Verkolje

Zijn voorganger: Girolamo Fracastoro (1476-1553) kleine deeltjes brengen besmetting over en niet de uitwaseming (Hippocrates)

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

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

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

Voordelen raster electronen microscopie: Vergroting tot 100.000 x Grote scherptediepte (Escherichia colii, rechts)

Microbiologische diversiteit Autotrofe cyanobacteriën uit de tuinvijver

Microbiologische diversiteit Autotrofe groenwieren en een goudwier (rechtsonder)

Microbiologische diversiteit Autotrofe kiezelwieren)

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

Microbiologische diversiteit Heterotrofe wimperdiertjes

Microbiologische diversiteit Heterotrofe wimperdiertjes - klokdiertje

Heterotrofe grotere eukaryoten Tardigrada - beerdiertjes

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

Microbiologische diversiteit Slijmzwammen - Myxomyceten

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

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

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.

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

Ribosoom: eiwit fabriek

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

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

https://en.wikipedia.org/wiki/bacteria

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

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

Ernst Haeckel 1866

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

Virussen Grootte: 20 300 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

Informatie: G.A. Harrewijn: Elementaire microbiologie, deel 1 en 2 http://www.micropia.nl/nl https://www.facebook.com/micropia/ https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/microbewiki http://www.microbiologie.info/index.html H. Streble / D. Krauter: Das Leben in Wassertropfen (2012, Kosmos) Jan Sapp: The new foundations of evolution (Oxford, 2009)

Dank voor uw aandacht www.natuurpresentaties.nl