1. Inleiding + Morfologie en structuur.pdf

# Vergelijking tussen bacteriën en eukaryoten Dit onderwerp belicht de fundamentele verschillen en overeenkomsten tussen bacteriële en eukaryote cellen op het gebied van grootte, celwandstructuur, genetisch materiaal en interne organellen. ### 1.1 Afmetingen Bacteriën zijn over het algemeen veel kleiner dan eukaryote cellen. De meeste bacteriën hebben een afmeting van minder dan 10 micrometer ($\mu$m), met een typische grootte rond de 2 $\mu$m. Eukaryote cellen daarentegen zijn groter dan 5 $\mu$m en kunnen veel groter zijn. Dit verschil in grootte betekent dat bacteriën doorgaans alleen microscopisch bekeken kunnen worden [11](#page=11). ### 1.2 Celwandstructuur Er zijn significante verschillen in de celwandstructuur tussen bacteriën en eukaryoten. Het plasmamembraan is een fosfolipide bilayer in beide celtypen. Echter, de aanwezigheid en samenstelling van de celwand variëren. Bij bacteriën is een celwand vaak aanwezig, soms aangevuld met een kapsel. Uitzonderingen hierop zijn *Mycoplasma* en *Ureaplasma* soorten, die geen celwand bezitten. Bij eukaryoten ontbreekt een celwand in het dierenrijk (Animalia). Sommige antibiotica (AB) richten zich specifiek op de celwandstructuren van bacteriën, waardoor deze worden afgebroken of de vorming ervan wordt verhinderd, wat leidt tot celdood. Het effect van het antibioticum hangt af van de specifieke componenten waarop het werkt [12](#page=12). ### 1.3 Kernmembraan Een cruciaal onderscheid is de aanwezigheid van een kernmembraan. Eukaryote cellen bezitten een goed gedefinieerd kernmembraan dat het genetisch materiaal omsluit. Bacteriën daarentegen hebben geen kernmembraan; hun genetisch materiaal bevindt zich in een regio genaamd de nucleoïde [13](#page=13). ### 1.4 Genetisch materiaal Bacteriën hebben doorgaans één chromosoom, terwijl eukaryoten meerdere chromosomen bezitten [14](#page=14). ### 1.5 Plasmamembraan en interne structuren Bij bacteriën kan het plasmamembraan invaginaties vertonen, bekend als mesosomen. In tegenstelling hiermee beschikken eukaryoten over intracellulaire, membraanomgeven structuren zoals het Golgi-apparaat en het endoplasmatisch reticulum [15](#page=15) [16](#page=16) [17](#page=17) [18](#page=18). ### 1.6 Gespecialiseerde organellen Bacteriën missen gespecialiseerde organellen voor oxidatieve processen, zoals mitochondriën, en voor fotosynthese, zoals chloroplasten. Deze functies worden in eukaryoten door specifieke organellen uitgevoerd [17](#page=17) [18](#page=18). ### 1.7 Ribosomen Een belangrijk verschil ligt in de ribosomen. Bacteriën hebben 70S ribosomen, terwijl eukaryoten 80S ribosomen bezitten. Dit verschil is van cruciaal belang voor de selectieve werking van bepaalde antibiotica en antimicrobiële middelen, zoals macroliden, tetracyclines en aminoglycosiden. Deze middelen kunnen specifiek gericht zijn tegen de 70S ribosomen van bacteriën, waardoor eiwitsynthese wordt geblokkeerd en de bacteriën worden gedood [18](#page=18). > **Tip:** Het begrijpen van de structurele en functionele verschillen tussen bacteriële en eukaryote cellen is essentieel voor het verklaren van de werking van antibiotica en het begrijpen van microbiële pathogenese. --- # Structuur en morfologie van bacteriën Dit onderdeel behandelt de diverse vormen die bacteriën kunnen aannemen, de samenstelling en functie van hun celwand (inclusief Gram-positieve en Gram-negatieve varianten), en andere structurele elementen zoals flagellen, pili, kapsels en mesosomen [21](#page=21). ### 2.1 Bacteriële vormen (morfologie) Bacteriën vertonen een scala aan microscopisch waarneembare vormen, welke vaak bepaald worden door de celwandstructuur en de aanwezigheid van specifieke appendages [22](#page=22). #### 2.1.1 Gangbare vormen * **Coccen:** Bolvormige bacteriën. Ze kunnen solitair voorkomen, in paren (diplococcen), kettingen (streptococcen), groepen die lijken op druiventrossen (stafylococcen) of vierkantige pakketjes (tetraden) [25](#page=25) [27](#page=27). * **Voorbeeld:** *Streptococcus equi* dat droes bij paarden veroorzaakt, is een Gram-positieve coccus die kettingen vormt. *Staphylococcus aureus* vormt druiventrossen [28](#page=28) [29](#page=29). * **Bacillen:** Staafvormige bacteriën. Ze kunnen kort (coccobacillen) of langwerpig zijn [24](#page=24) [25](#page=25). * **Voorbeeld:** *Clostridium perfringens* is een lange, bacilvormige, sporevormende bacterie. *Escherichia coli* is een Gram-negatieve bacterie [30](#page=30) [32](#page=32). * **Spirocheten:** Gram-negatieve, spiraalvormige en langgerekte bacteriën [25](#page=25). * **Voorbeeld:** *Brachyspira* *Leptospira* [33](#page=33) [34](#page=34). * **Fusiform:** Spoelvormig [24](#page=24). * **Voorbeeld:** *Fusobacterium* [35](#page=35). #### 2.1.2 Afwijkende en speciale vormen * **Actinomyceten:** Gram-positieve bacteriën die vertakte structuren vormen, lijkend op schimmeldraden [25](#page=25) [36](#page=36). * **Mycoplasma en Ureaplasma:** Deze bacteriën hebben geen celwand en zijn daardoor niet te kleuren met een Gram-kleuring. Ze hebben wel een celmembraan die cholesterol bevat [25](#page=25). #### 2.1.3 Grootte Bacteriële grootte varieert aanzienlijk, van minder dan 1 micrometer (µm) tot wel 10-15 µm in lengte. Spirocheten kunnen langer dan 10 µm zijn [38](#page=38). ### 2.2 Bacteriële celwand De celwand is een cruciaal structureel element van bacteriën, essentieel voor hun vorm en overleving. De samenstelling ervan bepaalt mede de Gram-kleuring [22](#page=22). #### 2.2.1 Gram-kleuring De Gram-kleuring is een differentiële kleuring gebaseerd op de chemische samenstelling van de celwand, met name de hoeveelheid peptidoglycaan [22](#page=22). * **Gram-positief:** Kleurt paars/blauw. Deze bacteriën hebben een dikke peptidoglycaanlaag [22](#page=22) [52](#page=52). * **Gram-negatief:** Kleurt rood. Deze bacteriën hebben een dunne peptidoglycaanlaag, omgeven door een buitenmembraan [22](#page=22) [52](#page=52). Het proces omvat het aanbrengen van een kleurstof (kristalviolet), fixatie met jodium, ontkleuring met aceton (waardoor Gram-negatieven hun kleur verliezen), en naderhand tegenkleuring met een rode kleurstof (safranine) [22](#page=22). #### 2.2.2 Peptidoglycaan Peptidoglycaan is een complex polymeer dat de ruggengraat van de bacteriële celwand vormt. Het bestaat uit afwisselende N-acetylglucosamine (NAG) en N-acetylmuraminezuur (NAM) eenheden, versterkt door peptidebruggen. De synthese van peptidoglycaan vindt plaats in het cytoplasma en de inbouw gebeurt door enzymen genaamd Penicilline Binding Proteins (PBPs), zoals transglycolylasen en transpeptidasen. Antibiotica zoals bèta-lactam middelen interfereren met deze synthese, met name de peptidebrugvorming, wat leidt tot cellyse, vooral bij delende cellen [49](#page=49) [53](#page=53) [54](#page=54) [55](#page=55) [56](#page=56) [57](#page=57). #### 2.2.3 Celwand van Gram-positieve bacteriën * **'Gewone' Gram-positieven:** Bestaan voornamelijk uit een dikke laag peptidoglycaan. Daarbovenop bevinden zich eiwitten (zoals adhesines) en lipoteichoïnezuren (LT) en teichoïnezuren (T) [52](#page=52) [63](#page=63). * **Lipoteichoïnezuren:** Bevatten lipiden en glycerofosfaateenheden, verankerd in de plasmamembraan met lange ketens die door de peptidoglycaanlaag lopen. Ze spelen een rol als oppervlakte antigenen, stabiliseren de celwand, en kunnen bijdragen aan adhesie en het opwekken van ontstekingsreacties. Ze kunnen ook 'toxische' eigenschappen hebben en bijdragen aan algemene ziektetekens door interactie met Toll-like receptoren (TLRs) op immuuncellen [63](#page=63) [64](#page=64) [65](#page=65) [66](#page=66) [67](#page=67). * **Teichoïnezuren:** Vergelijkbaar met LT, maar zonder de lipideanker in de plasmamembraan [63](#page=63). * **'Bijzondere' Gram-positieven (Actinobacteria):** Zoals *Mycobacterium*, *Corynebacterium*, *Nocardia*, en *Rhodococcus equi*. Deze hebben een unieke celwandopbouw [68](#page=68): 1. Peptidoglycaan (dunne laag) [68](#page=68). 2. Myco-membraan (lipidenrijk, o.a. mycolaten) [68](#page=68). 3. Eiwitten (bv. lipoproteïnen) [68](#page=68). 4. Lipo-glycaan (bv. Lipoarabinomannan - LAM) [68](#page=68) [71](#page=71). Deze lipidenrijke celwand maakt ze zeer resistent tegen macrofagen en omgevingsfactoren, wat bijdraagt aan persistentie en de vorming van abcessen [70](#page=70) [71](#page=71). #### 2.2.4 Celwand van Gram-negatieve bacteriën Gram-negatieve bacteriën hebben een complexere structuur met een dunne peptidoglycaanlaag die zich bevindt in de periplasmatische ruimte, omgeven door een buitenmembraan [78](#page=78). * **Peptidoglycaan:** Een dunne laag, die de stabiliteit van de celwand waarborgt via lipoproteïnen [76](#page=76) [78](#page=78). * **Periplasmatische ruimte:** De ruimte tussen het plasmamembraan en de buitenmembraan, waarin de peptidoglycaanlaag zich bevindt [78](#page=78). * **Buitenste membraan (Outer membrane):** Een dubbele laag van fosfolipiden, eiwitten en lipopolysacchariden (LPS) [73](#page=73) [78](#page=78). * **Lipopolysacchariden (LPS, Endotoxine):** Bestaat uit Lipid A (het toxische deel), een kern, en O-antigenen (variabel en antigenisch). LPS fungeert als een barrière tegen toxische stoffen en het complementsysteem en veroorzaakt een sterke ontstekingsreactie wanneer het in contact komt met immuuncellen via TLR4 (endotoxine-activiteit). LPS kan vrijkomen bij cellyse of via membraanvesikels [74](#page=74) [75](#page=75) [79](#page=79) [81](#page=81) [85](#page=85) [86](#page=86) [87](#page=87). * **Eiwitten (Outer Membrane Proteins - OMP):** Inclusief lipoproteïnen voor structurele stabiliteit, porines voor transport van voedingsstoffen, en adhesines die betrokken zijn bij pathogenese, zoals ijzeropname [73](#page=73) [77](#page=77) [78](#page=78). > **Tip:** De verschillende celwandstructuren verklaren waarom Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën verschillend reageren op antibiotica en het immuunsysteem. #### 2.2.5 Impact van celwand op pathogenese De celwand is niet alleen een structureel element, maar speelt ook een cruciale rol in pathogenese. Het kan bescherming bieden tegen fagocytose, de immuunrespons moduleren (bv. door LPS of teichoïnezuren), en fungeren als aangrijpingspunt voor adhesie aan gastheercellen [65](#page=65) [70](#page=70) [85](#page=85). ### 2.3 Andere bacteriële structuren Naast de celwand beschikken bacteriën over diverse structuren die belangrijk zijn voor hun levenscyclus, interactie met de omgeving en pathogeniciteit [41](#page=41). #### 2.3.1 Genetisch materiaal Bacteriën bezitten circulair dubbelstrengs DNA (dsDNA) dat zich bevindt in het cytoplasma. Naast het chromosoom kunnen ze plasmiden (kleine, circulaire DNA-moleculen), faag DNA, en insertiesequenties bevatten. Genomische eilanden, die groepen genen coderen voor virulentie- of resistentiefactoren, kunnen zowel chromosomaal als op plasmiden voorkomen [42](#page=42) [43](#page=43) [45](#page=45). #### 2.3.2 Cytoplasma Het cytoplasma is de interne vloeistof van de cel en bevat ribosomen. In tegenstelling tot eukaryoten missen bacteriën organellen zoals ER, Golgi-apparaat, chloroplasten en mitochondriën [47](#page=47). * **Ribosomen:** Bacteriële ribosomen zijn van het 70S-type, bestaande uit een 50S en een 30S subeenheid. Veel antibiotica, zoals die welke inwerken op rRNA, richten zich specifiek op deze bacteriële ribosomen om eiwitsynthese te blokkeren [47](#page=47). #### 2.3.3 Plasmamembraan Het plasmamembraan, bestaande uit een dubbele laag fosfolipiden en eiwitten, is verantwoordelijk voor transport van stoffen en energieproductie. Een uitzondering hierop zijn Mycoplasma en Ureaplasma, die sterolen in hun plasmamembraan hebben [46](#page=46). #### 2.3.4 Mesosomen Mesosomen, waaronder septale mesosomen, zijn instulpingen van het plasmamembraan die betrokken zijn bij de binaire deling van bacteriën, met name bij de replicatie en scheiding van het chromosoom. Verstoring van mesosomen kan leiden tot celwanddefecten en lyse [41](#page=41) [60](#page=60) [61](#page=61). #### 2.3.5 Kapsel Een kapsel is een extracellulaire laag, niet bij alle bacteriën aanwezig, die kan bestaan uit polysacchariden en/of eiwitten. Het functioneert als een virulentiefactor voor kolonisatie en invasie, beschermt tegen fagocytose en complement, en speelt een rol bij adhesie. Kapsels worden ook aangeduid als K-antigenen . #### 2.3.6 Flagellen Flagellen zijn beweeglijke aanhangsels die bacteriën voortstuwing verlenen. Ze bestaan uit eiwitten en worden aangeduid als H-antigenen. Hun beweging is vaak gericht door chemotaxis. Flagellen zijn belangrijk voor migratie naar gunstige omgevingen, zoals de plaats van infectie [19](#page=19) [41](#page=41). * **Voorbeeld:** *Helicobacter suis* gebruikt flagellen om zich van de zure maaginhoud naar de maagwand te bewegen . #### 2.3.7 Pili en Fimbriae Pili (ook wel gewone pili of fimbriae genoemd) zijn draadvormige structuren die belangrijk zijn voor adhesie aan gastheercellen. Ze kunnen ook fungeren als F-antigenen. Conjugatieve pili (sex pili) zijn betrokken bij de overdracht van genetisch materiaal (DNA-uitwisseling) tussen bacteriën [41](#page=41). * **Voorbeeld:** Enterotoxigene *E. coli* (ETEC) gebruikt specifieke fimbriae (bv. F4, F18) om zich aan enterocyten te hechten, wat essentieel is voor kolonisatie en het veroorzaken van diarree . #### 2.3.8 IJzeropname systemen IJzer is een essentieel element voor bacteriële groei, maar in de gastheer is vrij ijzer beperkt. Pathogene bacteriën hebben diverse systemen ontwikkeld om ijzer op te nemen, waaronder siderofoor-receptoren, transferrine-receptoren en hemoglobine-receptoren [88](#page=88) [89](#page=89) [90](#page=90). * **Sideroforen:** Kleine moleculen die ijzer kunnen chelaten uit ijzerbindende eiwitten van de gastheer. Ze binden aan siderofoor-receptoren op de bacteriële celwand . * **Voorbeeld:** Neonatale septische *E. coli* maakt gebruik van sideroforen voor ijzeropname. Colostrale antistoffen kunnen de siderofoor-receptor blokkeren, wat bescherming biedt [92](#page=92). * **Voorbeeld:** *Actinobacillus pleuropneumoniae* gebruikt transferrine- en hemoglobine-bindende proteïnen voor ijzeropname in de longen . #### 2.3.9 Endosporen Bepaalde bacteriën, zoals *Bacillus* en *Clostridium* genera, kunnen endosporen vormen als overlevingsvormen in ongunstige omstandigheden. Endosporen zijn zeer resistent tegen hitte, chemicaliën en uitdroging. Wanneer de omstandigheden gunstig worden, kunnen ze ontkiemen tot vegetatieve cellen [30](#page=30). * **Voorbeeld:** *Clostridium perfringens* vormt endosporen in aerobe omstandigheden en wordt weer vegetatief in anaërobe milieus. *Paenibacillus larvae* veroorzaakt Amerikaans vuilbroed bij bijen door de productie van exotoxines die de larven doen verslijmen [30](#page=30). ### 2.4 Afwijkende bacteriële structuren * **Mycoplasma en Ureaplasma:** Deze bacteriën missen een celwand en bevatten cholesterol in hun plasmamembraan. Hierdoor zijn ze intrinsiek resistent tegen antibiotica die gericht zijn op de celwandsynthese . * **Spirocheten:** Gram-negatieve, spiraalvormige bacteriën met flagellen in de periplasmatische ruimte, die zorgen voor hun beweeglijkheid. Ze kunnen tot meer dan 10 µm lang zijn en zijn fijn van structuur . > **Tip:** Het begrijpen van de diverse bacteriële structuren is essentieel voor het ontwikkelen van effectieve antimicrobiële strategieën, aangezien veel antibiotica specifiek gericht zijn op deze structuren of processen. --- # Metabolisme en groei van bacteriën Dit onderwerp behandelt de chemische en fysische voorwaarden die nodig zijn voor bacteriële groei, inclusief hun stofwisseling, energieproductie, en voorkeuren voor zuurgraad, CO2, zuurstof en temperatuur . ### 3.1 Indeling van bacteriën op basis van stofwisseling Bacteriën kunnen worden ingedeeld op basis van hun koolstofbron en energiebron . #### 3.1.1 Koolstofbron * **Autotroof:** Gebruikt koolstofdioxide (CO2) als koolstofbron . * **Heterotroof:** Gebruikt organische stoffen als koolstofbron, zoals polysachariden, eiwitten en vetten. Pathogene bacteriën voor dier en mens zijn doorgaans chemoheterotroof . #### 3.1.2 Energiebron * **Chemotroof:** Verkrijgt energie uit chemische reacties, waarbij zowel organische als anorganische stoffen als substraat kunnen dienen . * **Fototroof:** Verkrijgt energie uit licht . ### 3.2 Energieproductie Bacteriën kunnen energie verkrijgen via respiratie of fermentatie . #### 3.2.1 Respiratie Respiratie is een proces waarbij elektronen worden overgedragen van een energiebron naar een elektronenacceptor . * **Aerobe respiratie:** Gebruikt zuurstof (O2) als eindelektronenacceptor . * **Anaerobe respiratie:** Gebruikt andere moleculen dan zuurstof als eindelektronenacceptor, zoals sulfaat ($SO_4^{2-}$), sulfiet ($SO_3^{2-}$), sulfide ($S^{2-}$), nitraat ($NO_3^-$) of nitriet ($NO_2^-$) . #### 3.2.2 Fermentatie Fermentatie is een proces waarbij geen netto-elektronenoverdracht plaatsvindt, maar wel fosforylatie-energiestappen. De eindproducten zijn organische zuren, alcoholen of gassen. Voorbeelden van nuttige fermentatieproducten zijn boterzuur, dat ontstekingsremmend kan werken . #### 3.2.3 Indeling van pathogene bacteriën op basis van energie Pathogene bacteriën zijn chemo-heterotroof en worden verder ingedeeld op basis van hun energieverkrijging : * **Obligaat oxydatieve bacteriën:** Vertrouwen uitsluitend op respiratie . * **Obligaat fermentatieve bacteriën:** Vertrouwen uitsluitend op fermentatie . * **Facultatief fermentatieve bacteriën:** Kunnen zowel oxidatie (respiratie) als fermentatie uitvoeren . ### 3.3 Vereisten voor groei Bacteriële groei is afhankelijk van verschillende omgevingsfactoren. #### 3.3.1 Zuurgraad (pH) * De meeste pathogene bacteriën groeien optimaal rond een pH van 7 tot 7.5 . * Groei wordt geremd bij een pH lager dan 4, en kan leiden tot afdoding . * Uitzonderingen zijn maagbacteriën zoals *Helicobacter* en *Mycobacterium* soorten, die lagere pH-waarden kunnen verdragen. Dit laatste is te danken aan hun dikke, lipiderijke celwand, wat hen helpt de zure omgeving te ontwijken . * Het aanpassen van de pH wordt gebruikt bij de conservering van voedsel en in desinfectieprocessen . > **Tip:** Het isoleren van specifieke bacteriën kan baat hebben bij het aanpassen van de pH van het kweekmedium, vooral wanneer men zuurtolerante kiemen wil bestuderen . #### 3.3.2 Koolstofdioxide (CO2) * De normale atmosfeer bevat ongeveer 0.03% CO2 . * **Capnofiele bacteriën** vereisen hogere concentraties CO2, typisch 5% tot 10%, voor optimale groei . * Voorbeelden van capnofiele bacteriën zijn *Taylorella equigenitalis* (veroorzaker van contagieuze equine metritis) en *Enterococcus cecorum* (veroorzaker van bacteriële chondronecrose met osteomyelitis bij vleeskippen) . > **Tip:** Voor het isoleren van capnofiele bacteriën is incubatie onder een atmosfeer met verhoogde CO2-concentratie noodzakelijk . #### 3.3.3 Zuurstofgevoeligheid Zuurstof kan schadelijke reactieve zuurstofspecies vormen, zoals superoxide ($O_2^-$), waterstofperoxide ($H_2O_2$) en hydroxylionen ($OH^\circ$). De gevoeligheid van bacteriën voor zuurstof hangt af van de aanwezigheid van enzymen die deze toxische producten kunnen afbreken. Belangrijke enzymen hiervoor zijn superoxide dismutase, katalase en peroxidase . * **Obligaat aeroob:** Vereist zuurstof voor groei (bv. *Pseudomonas*). Deze bacteriën produceren detoxyficatie-enzymen . * **Facultatief anaeroob:** Kan groeien in de aan- of afwezigheid van zuurstof, waarbij ze aerobe of anaerobe respiratie toepassen (bv. *Salmonella*) . * **Micro-aerofiel:** Vereist zuurstof, maar bij lagere concentraties (ongeveer 6%) dan de normale atmosfeer (bv. *Helicobacter*, *Campylobacter*). Deze bacteriën produceren detoxyficatie-enzymen in lagere concentraties . * **Obligaat anaeroob:** Kan niet overleven in de aanwezigheid van zuurstof. Overlevingsvormen zoals *Clostridium* sporen kunnen wel aanwezig zijn . * **Zuurstoftolerant:** Kan overleven in de aanwezigheid van zuurstof, maar groeit hier niet optimaal (bv. *Brachyspira*) . #### 3.3.4 Temperatuur Bacteriële groei is afhankelijk van temperatuur, met een minimale, optimale en maximale temperatuur voor groei . * **Minimale temperatuur:** Onder deze temperatuur vindt geen groei plaats, maar de bacteriën kunnen overleven. Koelkastbewaring remt groei, maar laat overleving toe. Bevriezen remt ook groei en overleving is mogelijk . * **Optimale temperatuur:** Temperatuur waarbij de bacteriën het snelst groeien. Voor de meeste pathogenen ligt deze rond de 37°C . * **Maximale temperatuur:** Boven deze temperatuur vindt afdoding plaats . * **Psychrotolerant:** Bacteriën die kunnen overleven en soms langzaam groeien bij lage temperaturen (bv. *Listeria*), wat relevant is voor voedselbederf en koudbloeddieren . #### 3.3.5 Vocht en osmotische druk * De meeste pathogenen geven de voorkeur aan een **isotonisch** milieu, waarbij de osmotische druk binnen en buiten de cel gelijk is . * In een **hypotoon** milieu (bv. gedestilleerd water) vindt geen groei plaats en veel Gram-negatieve bacteriën worden niet direct afgedood omdat water de cel binnendringt . * In een **hypertoon** milieu groeien halofiele bacteriën (zoutminnende bacteriën), zoals die in zeevissen . * Hypertoon milieu wordt toegepast voor het bewaren van voedsel, bijvoorbeeld door toevoeging van zout of suiker, drogen of vriesdrogen . ### 3.4 Groei en vermenigvuldiging * Individuele bacteriële cellen vermenigvuldigen zich door **binaire deling**, wat resulteert in klonale nakomelingen . * De **generatietijd** is de tijd die een bacterie nodig heeft om zich te delen. Voor de meeste pathogenen is dit 15 tot 30 minuten, maar er zijn uitzonderingen zoals *Mycobacterium* soorten die 6 weken nodig hebben . --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Bacteriën | Eéncellige micro-organismen die behoren tot het domein van de bacteriën en gekenmerkt worden door hun prokaryote celstructuur zonder celkern of membraan-gebonden organellen. Ze komen in diverse vormen voor en hebben uiteenlopende metabolische capaciteiten. | | Fungi (Schimmels) | Een divers rijk van eukaryote organismen, waaronder gisten (unicellulair) en schimmels (multicellulair). Ze hebben celwanden die chitine bevatten en zijn heterotroof, waarbij ze nutriënten absorberen uit hun omgeving. | | Eukaryoten | Organismen waarvan de cellen een duidelijke celkern en membraan-gebonden organellen bevatten, zoals mitochondria en het endoplasmatisch reticulum. Dit omvat planten, dieren, schimmels en protisten. | | Prokaryoten | Organismen waarvan de cellen geen celkern of membraan-gebonden organellen bezitten. Bacteriën en Archaea zijn voorbeelden van prokaryoten. | | Pathogenen | Micro-organismen die ziekte kunnen veroorzaken bij een gastheer. Dit kan variëren van milde infecties tot levensbedreigende aandoeningen. | | Normale Microbiota | De gemeenschap van micro-organismen die van nature op of in een gastheer leven, vaak zonder ziekte te veroorzaken en soms zelfs met nuttige functies, zoals hulp bij de vertering of bescherming tegen pathogenen. | | Facultatief pathogeen | Een micro-organisme dat onder bepaalde omstandigheden ziekte kan veroorzaken, maar dat normaal gesproken deel uitmaakt van de normale microbiota of een vrije-levende levenswijze heeft. | | Obligaat pathogeen | Een micro-organisme dat altijd ziekte veroorzaakt wanneer het een geschikte gastheer infecteert. Het kan niet overleven of zich vermenigvuldigen zonder gastheer. | | Zoönose | Een ziekte die van dieren op mensen kan worden overgedragen. | | Antroponose | Een ziekte die primair bij mensen voorkomt en zelden of nooit op dieren wordt overgedragen. | | Peptidoglycaan | Een complex polymeer dat een essentieel bestanddeel vormt van de celwand van de meeste bacteriën. Het bestaat uit een suikerrug van afwisselende N-acetylglucosamine (NAG) en N-acetylmuraminezuur (NAM) residuen, versterkt door korte peptideketens. | | Gram-kleuring | Een differentiële kleuringstechniek die wordt gebruikt om bacteriën te classificeren op basis van de samenstelling van hun celwand. Gram-positieve bacteriën behouden de paarse kristalviolet-kleurstof, terwijl Gram-negatieve bacteriën ontkleuren en rood worden na tegenkleuring. | | Gram-positief | Bacteriën die bij Gram-kleuring paars kleuren. Ze hebben een dikke laag peptidoglycaan in hun celwand. | | Gram-negatief | Bacteriën die bij Gram-kleuring rood kleuren. Ze hebben een dunne laag peptidoglycaan en een buitenmembraan met lipopolysacchariden. | | Coccen | Bacteriën met een bolvormige of sferische morfologie. | | Bacillen | Bacteriën met een staafvormige of cilindrische morfologie. | | Spirocheten | Een groep Gram-negatieve bacteriën die spiraalvormig zijn en zich voortbewegen met behulp van flagellen die zich in de periplasmatische ruimte bevinden. | | Actinomyceten | Een groep Gram-positieve bacteriën die vertakte, draadachtige structuren kunnen vormen, vergelijkbaar met schimmels. | | Mycoplasma | Een genus van bacteriën die geen celwand hebben en daardoor intrinsiek resistent zijn tegen veel antibiotica die de celwand aanvallen. Ze hebben een variabele vorm en bevatten cholesterol in hun celmembraan. | | Ureaplasma | Een genus van bacteriën dat nauw verwant is aan Mycoplasma, eveneens zonder celwand, en dat ureum kan metaboliseren. | | Mesosoom | Een instulping van het cytoplasmamembraan in bacteriën, vaak geassocieerd met celdeling en DNA-replicatie, hoewel hun exacte functie nog onderwerp van onderzoek is. | | Kapsel | Een buitenste laag van polysacchariden of peptiden die sommige bacteriën omgeeft. Het kan helpen bij adhesie, bescherming tegen fagocytose en uitdroging. | | Flagellen | Lange, zweepachtige aanhangsels die de beweging van veel bacteriën en andere micro-organismen mogelijk maken. Ze bestaan uit het eiwit flagelline en worden aangedreven door een roterende motor. | | Pili en Fimbriae | Filamentachtige eiwitstructuren aan het buitenoppervlak van bacteriën. Fimbriae zijn korter en talrijker en spelen een rol bij adhesie aan oppervlakken en gastheercellen. Pili kunnen langer zijn en betrokken zijn bij DNA-uitwisseling (conjugatieve pili) of beweging. | | Chromosoom | Het primaire genetische materiaal van een bacterie, meestal een circulair dubbelstrengs DNA-molecuul dat zich in het cytoplasma bevindt (niet omgeven door een kernmembraan). | | Plasmiden | Kleine, circulaire, extrachromosomale DNA-moleculen die in veel bacteriën voorkomen. Ze kunnen genen bevatten die bijdragen aan de virulentie, zoals resistentie tegen antibiotica. | | Faag DNA | DNA van een bacteriofaag, een virus dat bacteriën infecteert. Faag-DNA kan integreren in het bacteriële genoom en nieuwe eigenschappen verlenen. | | Genomische Eilanden | Discrete regio's in het bacteriële genoom die genen bevatten die vaak coderen voor specifieke functies, zoals virulentiefactoren (pathogeniciteitseilanden) of resistentiegenen (resistentie-eilanden). | | Pathogeniciteitseilanden | Genomische eilanden die genen bevatten die essentieel zijn voor de pathogeniteit van een bacterie, zoals toxines, invasiefactoren of mechanismen voor gastheerimmmuunontwijking. | | Resistentie-eilanden | Genomische eilanden die groepen genen bevatten die coderen voor resistentie tegen antimicrobiële middelen. | | Plasmamembraan | De binnenste membraanlaag van een bacteriële cel, bestaande uit een fosfolipide bilayer met ingebedde eiwitten, die de celinhoud scheidt van de omgeving en betrokken is bij transportprocessen. | | Cytoplasma | De gel-achtige substantie die de organellen en het genetisch materiaal van een cel omgeeft. In bacteriën bevat het ribosomen en diverse metabolische componenten. | | Ribosomen (70S) | Kleine cellulaire deeltjes die verantwoordelijk zijn voor eiwitsynthese. Bacteriële ribosomen hebben een sedimentatiecoëfficiënt van 70S, bestaande uit een 50S en een 30S subeenheid, wat ze onderscheidt van eukaryote ribosomen (80S). | | Cellyse | Het proces waarbij een cel barst, meestal als gevolg van osmotische druk of de afbraak van de celwand. | | Beta-lactam antibiotica | Een klasse antibiotica (bv. penicilline, amoxicilline, cefalosporines) die de synthese van peptidoglycaan in de bacteriële celwand remmen door te binden aan penicilline-bindende eiwitten (PBP's). | | Penicilline-bindende eiwitten (PBP's) | Enzymen die betrokken zijn bij de synthese en cross-linking van peptidoglycaan in de bacteriële celwand. Ze zijn het doelwit van bèta-lactam antibiotica. | | Lipoteichoïnezuren | Glycerofosfaat-bevattende moleculen die in de celwand van Gram-positieve bacteriën voorkomen en verankerd zijn in het plasmamembraan. Ze spelen een rol bij adhesie en het induceren van ontstekingsreacties. | | Teichoïnezuren | Glycerofosfaat-bevattende polymeren die in de celwand van Gram-positieve bacteriën voorkomen, maar niet verankerd zijn in het plasmamembraan. Ze dragen bij aan de stabiliteit van de celwand en de afweerrespons. | | Lipopolysacchariden (LPS) | Een complex molecuul dat een belangrijk bestanddeel is van het buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën. Het bestaat uit lipid A (endotoxine), een kernpolysaccharide en O-antigenen. | | Lipid A | Het endotoxische deel van lipopolysacchariden (LPS). Het kan bij Gram-negatieve bacteriële infecties ernstige ontstekingsreacties en shock veroorzaken. | | Endotoxine | Een toxische component van de celwand van Gram-negatieve bacteriën, voornamelijk lipid A in LPS, dat een krachtige immuunrespons kan opwekken. | | Periplasmatische ruimte | De ruimte tussen het cytoplasmamembraan en het buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën. Deze ruimte bevat het dunne peptidoglycaanlaagje en diverse enzymen. | | Binaire deling | De primaire methode van ongeslachtelijke voortplanting bij bacteriën, waarbij een cel zich in twee genetisch identieke dochtercellen deelt. | | Generatietijd | De tijd die een bacteriepopulatie nodig heeft om te verdubbelen door middel van binaire deling. | | Siderofoor | Een klein molecuul met een hoge affiniteit voor ijzer, geproduceerd door veel bacteriën om ijzer uit de omgeving te cheleren en op te nemen. | | Siderofoor receptor | Een eiwit op het oppervlak van bacteriën dat specifieke sideroforen bindt, waardoor ijzer kan worden opgenomen in de cel. | | Transferrine | Een eiwit in het bloedplasma dat ijzer bindt en transporteert. | | Hemoglobine | Het zuurstoftransport-eiwit in rode bloedcellen, dat ook ijzer bevat. | | Exotoxinen | Toxines die door bacteriën worden uitgescheiden in hun omgeving. Ze zijn vaak eiwitten en kunnen specifieke effecten hebben op gastheercellen. | | Endosporen | Hittebestendige overlevingsstructuren die door sommige bacteriën, zoals Bacillus en Clostridium, worden gevormd onder ongunstige omgevingsomstandigheden. Ze kunnen langdurig overleven en weer ontkiemen tot vegetatieve cellen wanneer de omstandigheden gunstig zijn. | | Capnofiele bacteriën | Bacteriën die een verhoogde concentratie CO2 (meestal 5-10%) nodig hebben voor optimale groei, hoger dan de atmosferische concentratie. | | Chemoheterotroof | Een organisme dat organische verbindingen gebruikt als bron van zowel koolstof als energie. De meeste pathogenen vallen in deze categorie. | | Respiratie | Een metabolisch proces waarbij energie wordt gewonnen door de oxidatie van organische of anorganische verbindingen, waarbij een externe elektronacceptor (zoals zuurstof) wordt gebruikt. | | Fermentatie | Een metabolisch proces waarbij energie wordt gewonnen uit de afbraak van organische verbindingen in afwezigheid van een externe elektronacceptor. Eindproducten zijn vaak organische zuren, alcoholen of gassen. | | Isotonisch milieu | Een oplossing waarbij de osmotische druk gelijk is aan die van de cel, wat resulteert in geen netto waterbeweging. | | Hypotoon milieu | Een oplossing met een lagere osmotische druk dan de cel, wat leidt tot water dat de cel binnendringt. | | Hypertoon milieu | Een oplossing met een hogere osmotische druk dan de cel, wat leidt tot water dat de cel verlaat. | | Motiliteit | Het vermogen van een organisme om zich zelfstandig te verplaatsen. Bij bacteriën gebeurt dit vaak via flagellen. | | Conjugatie | Een proces waarbij genetisch materiaal, meestal in de vorm van plasmiden, wordt overgedragen van de ene bacterie naar de andere via directe cel-cel-contact, vaak gemedieerd door conjugatieve pili. | | Enterotoxines | Toxines geproduceerd door bacteriën die specifiek inwerken op de cellen van de darmwand, wat leidt tot diarree. | | Villi (darm) | Vingerachtige uitsteeksels aan de binnenwand van de dunne darm die het absorptie-oppervlak vergroten. | | Crypten (darm) | Groeven of klieren aan de basis van de villi in de darmwand, waar enterocyten worden geproduceerd. | | O-antigenen | De variabele, buitenste suikerketens van lipopolysacchariden (LPS) in het buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën. Ze zijn belangrijk voor serotypering en de immuunrespons. | | H-antigenen | Antigenen die geassocieerd zijn met flagellen van bacteriën. | | F-antigenen | Antigenen die geassocieerd zijn met pili of fimbriae van bacteriën. | | K-antigenen | Antigenen die geassocieerd zijn met het kapsel van bacteriën. | | Autotroof | Een organisme dat zijn eigen organische verbindingen produceert uit anorganische bronnen, zoals CO2. | | Fototroof | Een organisme dat licht gebruikt als energiebron voor de productie van organische verbindingen. | | Chemotroof | Een organisme dat energie verkrijgt uit chemische reacties, door de oxidatie van organische of anorganische verbindingen. | | Pasteurellaceae | Een familie van Gram-negatieve bacteriën die vaak voorkomen bij dieren, waaronder Actinobacillus en Mannheimia. Ze zijn meestal facultatief anaëroob. | | RTX toxines | Een klasse van eiwittoxines die een kenmerkende herhalende sequentie bevatten en vaak de plasmamembraan van gastheercellen perforeren. | | Lipoarabinomannan (LAM) | Een complex glycolipide dat wordt aangetroffen in de celwand van Mycobacteriën en een belangrijke rol speelt in de interactie met het immuunsysteem van de gastheer. | | Macrophagen | Grote fagocyterende cellen van het immuunsysteem die betrokken zijn bij het opruimen van pathogenen, celresten en lichaamsvreemde stoffen. | | Toll-like receptoren (TLRs) | Receptoren op immuuncellen die specifieke moleculaire patronen van micro-organismen herkennen en zo een immuunrespons initiëren. | | Cytokines | Signaalmoleculen die door immuuncellen worden uitgescheiden en die communicatie tussen cellen reguleren en ontstekingsreacties moduleren. | | Complement | Een systeem van eiwitten in het bloed die een rol spelen bij de immuunrespons, waaronder het herkennen en elimineren van pathogenen. | | Hageman factor | Een factor in het bloedstollingssysteem die ook een rol speelt in de ontstekingsreactie. | | Membraanvesikels | Kleine, membraangebonden blaasjes die door bacteriën worden afgesnoerd en die virulente componenten kunnen bevatten. |