Presentatie hoofdstuk 1 (1) PDF

A brief history of microbiology The early years of microbiology Antoni Van Leeuwenhoek (1673-1723) Maakte en gebruikte eenvoudige microscopen Onderzocht vijverwater en kon kleine dieren, fungi, protozoa en microalgen waarnemen: “animalcules” Onderzocht ook bloed, tandplak, luizen,...

A brief history of microbiology The early years of microbiology Antoni Van Leeuwenhoek (1673-1723) Maakte en gebruikte eenvoudige microscopen Onderzocht vijverwater en kon kleine dieren, fungi, protozoa en microalgen waarnemen: “animalcules” Onderzocht ook bloed, tandplak, luizen, … Tegen het einde van de 19de eeuw werden de “animalcules” die Van Leeuwenhoek waarnam micro-organismen genoemd Lens Specimen holder Classificatie van micro-organismen Carolus Linnaeus (1707-1778) ontwikkelde een taxonomisch systeem om dieren en planten te benoemen en om gelijkaardige organismen te groeperen Dierenrijk Plantenrijk Vandaag de dag worden de micro-organismen die Van Leeuwenhoek observeerde gegroepeerd in 6 categorieën: 1. Bacteriën 2. Archaea 3. Fungi 4. Protozoa 5. Algae 6. Kleine multicellulaire wormen 1. Bacteriën en Archaea Unicellulair en ze bezitten geen celkern (nucleus) → prokaryoten Veel kleiner dan eukaryoten Komen voor in zowat elk habitat (voorwaarde: voldoende water/vocht), Aracheae leven in extreme omstandigheden Planten zich aseksueel voort Bacteriële celwanden bevatten peptidoglycaan (sommige hebben geen celwand) De celwanden van Archaea bezitten geen peptidoglycaan Prokaryotic Nucleus of bacterial cells eukaryotic cheek cell 2. Fungi Eukaryoten (bezitten een duidelijke celkern) Verkrijgen voedsel van andere organismen Bezitten celwanden (opgebouwd uit chitine) Omvatten: Schimmels — multicellulair; groeien als lange filamenten (= hyfen). Planten zich voort via seksuele en aseksuele sporen. Gisten — unicellulair; Planten zich aseksueel voort door knopvorming (budding). Sommige produceren seksuele sporen. Hyphae Spores Budding cells 3. Protozoa Eencellige eukaryoten Hun nutritionele behoeften en hun cellulaire structuur komen overeen met die van dieren Vrijlevend in water. Sommige leven in dierlijke gastheren Aseksuele (meestal) en seksuele voortplanting De meeste kunnen bewegen via: Pseudopoden Cilia Flagella 4. Algae Eukaryoten, unicellular or multicellular Doen aan fotosynthese Eenvoudige voortplantingsstructuren (itt planten) Worden onderverdeeld op basis van hun pigmentatie en samenstelling van de celwand 5. Virussen Acellulair Bezitten kleine hoeveelheden gentisch materiaal (DNA of RNA) omringd door een proteïnemantel Repliceren alleen als ze zich bevinden in een levende gastheer 6. Multicellulaire dierlijke parasieten Eukaryoten Eigenlijk geen MO Microscopische stadia in levenscyclus Red blood cell The golden age of microbiology Wetenschappers zochten antwoorden 4 vragen: 1. Is spontane generatie van microbieel leven mogelijk? 2. Wat veroorzaakt fermentatie? 3. Wat veroorzaakt ziekte? 4. Hoe kunnen we infecties en ziektes voorkomen? 1. Is spontane generatie van leven mogelijk? Sommige filosofen en wetenschappers uit het verleden dachten dat levende organismen via 3 processen kunnen ontstaan: Aseksuele reproductie Seksuele reproductie Niet levende materie De theorie van spontane generatie werd naar voren gebracht door Aristoteles Levende organismen kunnen uit niet levende materie ontstaan Een “vitale kracht” vormt levend materiaal. 1. Is spontane generatie van leven mogelijk? Franscesco Redi (1626 – 1697) Wanneer bedorven vlees weggehouden werd van vliegen, ontwikkelen er zich nooit maden/larven in. Vlees blootgesteld aan vliegen werd snel gekoloniseerd door maden Wetenschappers begonnen te twijfelen aan de theorie van Aristoteles 1. Is spontane generatie van leven mogelijk? John Needham (1731 – 1781) Wetenschappers waren het er stilaan over eens dat grotere dieren (zoals maden) niet spontaan konden ontstaan, maar ze geloofden nog altijd dat micro-organismen dat wel konden Experimenten met gekookte vleesbouillon en infusies van plantenmateriaal (uitgevoerd door John Needham) ondersteunde deze gedachte. 1. Is spontane generatie van leven mogelijk? Lazzaro Spallanzani (1729 – 1799) Concludeerde dat: Needham de vials/flessen onvoldoende verwarmde om alle micro-organismen te doden of dat hij de flessen onvoldoende afsloot Micro-organismen komen in de lucht voor en kunnen experimenten contamineren Spontane generatie treedt niet op, alle levende organismen komen voort uit andere levende organismen Critici beweerden echter dat er in de afgesloten flessen van Spallanzani onvoldoende O2 aanwezig was om microbieel leven te ondersteunen 1. Is spontane generatie van leven mogelijk? Louis Pasteur (1822 – 1895) Gebruikte flessen met een S-vormige hals (zwanenhals). Houden de micro-organismen buiten en laten lucht binnen Bouillon in de flessen vertoonde geen teken van leven (geen microbiële groei) Wanneer de fles na verloop van tijd schuin opgetild werd, kon er stof dat zich in de bocht van de hals bevond in de fles komen. Na 1 dag veroorzaakte dit reeds het troebel worden van de bouillon (= microbiële groei). Micro-organismen kwamen uit de lucht, er zijn geen mystieke krachten (geen spontane generatie!) 2. Wat veroorzaakt fermentatie? In de 19de eeuw veroorzaakte het zuur worden van wijn belangrijk inkomensverlies bij wijntelers De overheid subsidieerde daarom onderzoek naar methoden om de productie van alcohol te bevorderen en tegelijkertijd het verzuren van de wijn te voorkomen In die tijd wist men van het bestaan van fermentatie, maar het was niet duidelijk hoe fermentatie precies ontstond. Sommige dachten dat lucht fermentatie veroorzaakte, anderen dachten dat levende organismen hiervoor verantwoordelijk waren 2. Wat veroorzaakt fermentatie? De experimenten van Pasteur Hebben geleid tot de techniek pasteurisatie Proces waarbij vloeistoffen verwarmd worden bij een temperatuur net hoog genoeg om de meeste bacteriën te doden Na de pasteurisatie werden gistcellen toegevoegd om ervoor te zorgen dat alcohol fermentatie kan plaatsvinden Begin van de industriële microbiologie Het doelbewust gebruiken van micro-organimen voor de aanmaak van bepaalde producten The scientific method Geen examenleerstof 2. Wat veroorzaakt fermentatie? Eduard Buchner (1860 - 1917) Toonde aan dat levende cellen niet strikt noodzakelijk zijn voor fermentatie Celvrije extracten (die enzymen bevatten) zijn verantwoordelijk voor de fermentatiereacties. Buchners werk heeft geleid tot het ontstaan van de Biochemie 3. Wat veroorzaakt ziekte? Pasteur ontwikkelde de germ theory of disease Robert Koch (1843-1910) bestudeerde de oorzaken van ziektes (etiologie) Anthrax Bestudeerde kolonies van micro-organismen Figure 1.15 Robert Koch. 3. Wat veroorzaakt ziekte? De experimenten van Koch Eenvoudige kleuringstechnieken Eerste foto van bacteriën Eerste foto van bacteriën in ziek weefsel Technieken om het aantal bacteriën te schatten in een oplossing Gebruik van stoom om groeimedium te steriliseren Gebruik van Petridishes Laboratoriumtechnieken om bacteriën te transfereren Beschouwen van bacteriën als aparte species 3. Wat veroorzaakt ziekte? De postulaten van Koch 1. De verdachte ziekteverwekker moet in de zieke gastheer worden aangetroffen maar niet in een gezonde gastheer 2. De ziekteverwekker moeten kunnen worden geïsoleerd en verder gekweekt 3. Een gastheer die met de gekweekte ziekteverwekker besmet wordt, moet dezelfde ziekte krijgen 4. De ziekteverwekker moet uit de experimentele gastheer geïsoleerd kunnen worden, en moet gelijk zijn aan de ziekteverwekker in het lichaam van de oorspronkelijke zieke gastheer 3. Wat veroorzaakt ziekte? Gram kleuring Meest gebruikte kleuringstechniek in de microbiologie Eén van de eerste stappen om een bacterie te identificeren Figure 1.17 Results of Gram staining. Gram-positive Gram-negative 4. Hoe kunnen we ziekte voorkomen? Eduard Jenner (1689-1762) Vond de techniek vaccinatie uit Een jongen met pokken in 1898. 4. Hoe kunnen we ziekte voorkomen? Paul Ehrlich (1854-1915) Zocht naar een “magic bullet” die pathogenen kon vernietigen zonder toxisch te zijn voor de gastheer Ontwikkelde een op arsenium-gebaseerd medicijn om syphilis te behandelen Ontstaan chemotherapie