Hoofdstuk1 Bacteriën

MRSA (Methicilline Resistente Staphylococcus aureus) is een afstammeling van het bacteriën. En daarom ga ik in dit tabblad kort uitleggen wat bacteriën zijn.

1.1 Taxonomische Indeling

De Taxonomie is de wetenschap van het indelen. (Taxon betekent groep.) Op het plaatje in de rechter zij-balk, zie je de taxonomische indeling voor de bacteriesoort 'Staphylococcus aureus'. Een taxogram heeft acht taxa, die onder elkaar staan. (zie 2e plaatje van boven) Dat zijn de acht basis taxonomische rangen. Er bestaan ook tussenliggende taxa, en soms kun je taxa even weglaten. De reden waarom ik de taxonomie uitleg is omdat ik een overzichtelijk beeld wil creëren, want in dit werkstuk komen veel moeilijke begrippen voor en aan de hand van de taxonomische indeling hoop ik dat de informatie beter te begrijpen is. Handig om te weten is dat bijna alles taxonomisch ingedeeld kan worden; niet alleen organismen maar plaatsen en gebeurtenissen bijvoorbeeld ook. Je maakt dus een taxonomische indeling om ergens een bepaald overzicht in te creëren. 

In de vorige eeuw verdeelden natuurwetenschappers de organismen in twee rijken:

Het 'plantenrijk' en het 'dierenrijk'. Deze indeling in twee rijken bleek later niet meer te kloppen.

Sindsdien is de indeling vaak veranderd. Maar op dit moment is er een indeling in vier rijken: 

        -bacteriën

        -schimmels

        -planten

        -dieren

De organismen worden op basis van verschillende kenmerken ingedeeld. Die kenmerken heten indelingscriteria.

1.1.1 Indelingscriteria

1 prokaryotisch of eukaryotisch

2 celgrootte 

3 bezit van organellen

4 bezit van celwanden

5 autotrofe of heterotrofe

1 Prokaryoten of eukaryoten

Er zijn eencellige organismen; de prokaryoten 

En er zijn organismen die uit veel cellen bestaan; de eukaryoten. (zie plaatje) Bacteriën zijn prokaryotische cellen.

- Prokaryotische cellen zijn alle eencellige organismen zonder celkern. Hun structuur is eenvoudig. Ze hebben geen celkern en het DNA ligt vrij in het cytoplasma*. Andere cel-organellen ontbreken ook. In het plaatje is te zien dat de cel wel een celwand en een celmembraan heeft. *Het cytoplasma is alles waar een cel uit bestaat behalve de kern.

 - Eukaryotische cellen (zie plaatje) zijn cellen met een volledige cel-bouw. Het verschil in grote is op het plaatje duidelijk te zien. 

2 Celgrootte

Bacteriën zijn heel klein. De celgrootte van de bacteriën varieert tussen 1 en 10 mm (1 mm = 0,001 mm) 

Alle andere organismen hebben celgroottes tussen 10 en 100 mm. 

3 Bezit van organellen

Organel is een deel van een cel met een eigen functie. Om organellen zitten membranen. Voorbeelden van organellen zijn; de celkern, een vacuole, mitochondriën en het endoplasmatisch riticulum. Deze organellen komen bij bacteriën niet voor. Alle andere organismen hebben wel organellen in hun cellen.

4 Bezit van celwanden

De celwand van bacteriën is gemaakt van peptidoglycaan. Door middel van een Gram-kleuring kan zichtbaar worden gemaakt of deze laag dik of dun is. De celwand ligt naast het binnenin gelegen celmembraan.

Gramkleuring is een methode om bacteriën onder een lichtmicroscoop te kunnen zien. En met gramkleuring kun je erachter komen of een bacterie Gram-positief of Gram-negatief is. Met Gramkleuring wordt er een alcoholmengsel aan de bacteriën toegevoed. 

-Als de bacterie rood wordt; is hij Gram-negatief

-Als de bacterie blauwpaars wordt; is hij Gram-positief. 

5 Autotrofe of heterotrofe organismen

Op basis van de voedingswijze zijn organismen in te delen in aurotrofe en heterotrofe organismen. 

        -Autotroof wil zeggen; zelfvoedend (autos = zelf, trophein = voeden). 

Autotrofe organismen hebben geen andere organismen nodig voor hun voedsel.

        -Heterotroof wil zeggen een ander nodig hebben voor het voedsel (heteros = ander). 

Heterotrofe organismen kunnen geen organische stoffen maken uit alleen anorganische stoffen als grondstoffen. Ze moeten organische stoffen uit hun voedsel halen. Uit deze organische stoffen maken ze hun eigen organische stoffen. Hierbij zijn ook anorganische stoffen nodig. Deze nemen ze uit hun omgeving op. De meeste soorten bacteriën zijn heterotroof.

1.2 Bacteriën

Bacteriën worden ook wel bacillen genoemd (=staafvormig). Op elektronenmicroscopische foto's van bacteriën zijn geen organellen te zien. Dit komt omdat bacteriën geen kernmembraan, geen mitochondriën en geen endoplasmatisch reticulum hebben. Sommige soorten bacteriën hebben trilharen of zweepharen (=fagel) waarmee ze kunnen bewegen. Ze hebben misschien niet veel organellen, maar bijzonder zijn ze wel! 

Leuk weetje

(Ieder mens draagt 1 kilo bacteriën met zich mee. 99% van de bacteriën die je bij je draagt wonen in je dikke darm. De bacteriën die dus in je lichaam wonen, helpen je lichaam om gezond te blijven. Ze vechten tegen (slechte) bacteriën.

1.2.1 Voortplanting

        -Bacteriën vermenigvuldigen zich in het algemeen door celdeling

Dit heet aseksuele voortplanting. In korte tijd kan één enkele bacterie cel bij voldoende voedsel toenemen tot een kolonie van miljoenen cellen. Bij een celdeling dupliceert het DNA zich waarna een cel ontstaat met twee identieke cirkelvormige DNA moleculen. Nadat het DNA is vermenigvuldigd binnen de celwand en er treedt celdeling op waarbij twee dochtercellen ontstaan met ieder een identiek DNA molecuul. Als er twee cellen zijn ontstaan, dan worden in de cellen eiwitten en celmembraan geproduceerd en de cellen groeien. Na de groei kunnen deze cellen zich ook weer delen.

        -Bacteriën kunnen in bijzondere omstandigheden seksueel voortplanten.

Twee cellen maken daarbij contact. Vanuit de ene cel ontstaat een brugvormige uitstulping van de celwand. Deze brug dringt de ander cel binnen, waarna er DNA materiaal overgedragen wordt.

Door een ingewikkeld mechanisme, wordt dit “vreemde” DNA in het cirkelvormige “eigen” DNA ingebouwd. Dit noemt men conjugatie; Het ingebouwde stuk DNA leidt ertoe dat de bacterie nieuwe genen bezit en mogelijk nieuwe eiwitten kan produceren. Seksuele voortplanting heeft voordelen in slechte omstandigheden. Doordat genetische eigenschappen met elkaar combineren kunnen dan snel aanpassingen ontstaan aan de slechte omstandigheden.

Door de kennis die de wetenschap heeft verzameld over dit DNA overdrachtsmechanisme, is het mogelijk om bepaalde DNA fragmenten in een bacteriecel in te brengen. De bacteriecel kan, na inbouwen van "vreemd" DNA, eiwitten produceren die als antibiotica dienen. 

1.2.2  Plasmiden

Het DNA van veel soorten bacteriën bestaat uit alleen maar één kringvormige chromosoom. (DNA is de belangrijkste chemische drager van erfelijke informatie in alle organismen.) Maar sommige soorten bacteriën hebben daarnaast ook kleinere, kringvormige chromosomen (plasmiden). 

"Plasmiden zijn kleine, extra-chomosomale, circulaire ds-DNA-moleculen, die zich onafhankelijk van de gastheercel repliceren."

Ofterwijl: Een Plasmide is een streng DNA in de vorm van een ring die zich buiten de celkern bevindt. Met dit DNA kan genetische informatie tussen bacteriën onderling worden uitgewisseld (conjugatie). Het is een van de oorzaken waardoor bacteriën langzamerhand resistent kunnen worden tegen antibiotica. Plasmiden kunnen namelijk genen bezitten voor het maken van eiwitten die bijvoorbeeld resistent zijn tegen een antibioticum. 

  (in het tabblad Mutatie en Resistentie ga ik hierop verder in.)

1.2.3 Basisvormen
We onderscheiden drie soorten basisvormen;

        -bolvormige cellen: de cocci

        -cylindrische cellen: de bacilli

        -spiraalvormige cellen: de spirila