deze informatie mag niet worden misbruikt, wij proberen puur door het creeren van een databank van verschillende informatie bronnen de uiteindelijke bron te weergeven.
Het is niet in ons belang enige commerciele activiteit uit deze site te vervaardigen.
Bacteriën
Introductie
Bacteriën zijn microscopisch kleine en meestal eencellige organismen zonder een echte celkern. De naam is afgeleid uit het grieks, namelijk bacterion, wat stok betekent.
Plaats in de levende wereld
Voor 1975 was er onderscheiding binnende bacteriën, namelijk had je bacteriën en blauwwieren. Sinds 1975 vallen blauwwieren ook onder de bacteriën als de cyanobacteriën. Het zijn prokaryte organismen, wat betekent dat ze de meest eenvoudige levensvormen zijn op aarde en te onderscheiden van de andere vier rijken. Bacteriën verschillen van virussen omdat bacteriën zelfstandig hun eigen eiwitten kunnen vermengvuldigen, iets wat virussen niet kunnen en dus een gastheercel nodig hebben.
Voeding
De voedingsstoffen van bacteriën worden via een (meestal) groot aantal chemische reacties omgezet in de organische stoffen waaruit het organisme bestaat (assimilatie). Deze omzettingen zijn echter afhankelijk van de aanwezigheid van een energiebron. Bij een groot aantal bacteriën wordt een deel van het voedsel afgebroken (dissimilatie) en de vrijkomende energie gebruikt om de assimilatieprocessen mogelijk te maken; in een aantal gevallen gebruiken specifieke soorten bacteriën geheel andere energiebronnen.
Groei en vermenigvuldiging
Bacteriën kunnen op twee manieren gekweekt worden. Soms worden ze in een suspensie (twee zouten in een vloeistof die samen niet kunnen oplossen) gebracht op het oppervlak van een met behulp van een voedingsbodem. Op deze vaste voedingsbodem vormt iedere cel in principe een afzonderlijke kolonie. Deze methode wordt bijvoorbeeld toegepast bij het rein kweken (reincultuur) van bacteriën. Processen als groei en stofwisselingsactiviteit kunnen echter meestal beter bestudeerd worden in een vloeistofcultuur.
Wanneer men spreekt over groei bij bacteriën, bedoelt men meestal de groei van de populatie, dat is de toeneming van het aantal cellen (vermenigvuldiging). Daarnaast kan men spreken van de groei van de individuele cel, ofwel het kopieëren van celmateriaal zonder dat celdeling optreedt. Bacteriën vermenigvuldigen zich over het algemeen door dwarsdeling.
Eerst wordt het DNA binnen de bacterie gekopieërd, waarna een dwarswand aan de zijkant van de bacterie wordt gevormd, zodat twee dochtercellen ontstaan. Deze groeien uit tot volwassen cellen, waarna weer deling optreedt.
Wanneer een klein aantal bacteriën van een bepaalde soort geënt wordt in een vloeibaar medium, kan men in een zogenaamd batch culture (dat wil zeggen een gesloten systeem waarin geen medium ververst wordt) een aantal fasen in het groeiproces onderscheiden.
Gedurende een korte of langere tijd, afhankelijk van de manier waarop de bacterie van tevoren gekweekt werd en de samenstelling van het nieuwe medium, vinden geen celdelingen plaats (lag fase). Tijdens deze fase, die meestal beschouwd wordt als een periode waarin de bacteriën zich aanpassen aan het nieuwe milieu, zullen de bacteriën slechts groeien, waarna de celdelingen uiteindelijk plaats zullen vinden.
In iedere cultuur komt het moment dat de groei tot stilstand komt (de stationaire fase). Het stoppen van de groei wordt meestal veroorzaakt door het opraken van een essentiële voedingsstof of door het ophopen van giftige stoffen met inbegrip van het ontstaan van een ongunstige pH in het medium. Ten slotte komt het moment dat er meer cellen afsterven dan er bijgevormd kunnen worden (de afsterffase).
In een open systeem waarbij steeds nieuwe voedingsoplossing wordt bijgedruppeld en met dezelfde snelheid een gedeelte van de cultuur wordt afgevoerd, kan men een bacteriecultuur lange tijd onder dezelfde omstandigheden handhaven: er kan, mits aan een aantal voorwaarden is voldaan, een 'steady state' ontstaan in zo'n continue cultuur. Continue cultures worden steeds meer gebruikt.
Milieu-eisen
Voor bacteriemilieus is noodzakelijk dat er voldoende zuurstof aanwezig is, dat de zuurgraad (pH) optimaal is voor een specifieke bacteriesoort en dat de temperatuur op een optimum zit, zodat celdelingen zo snel mogelijk plaatsvinden. Er bestaan zelfs bacteriën met een optimumtemperatuur tussen de 65 °C en 105 °C, hoewel de meeste bacteriën een optimumtemperatuur van 20 °C hebben.
Milieu-aanpassing
Bacteriën bezitten veelal verbluffende mogelijkheden om zich aan te passen aan de in hun milieu heersende omstandigheden. Deze aanpassingen kunnen van genetische aard zijn of wel het gevolg zijn van direct door het milieu geïnduceerde veranderingen in de enzymatische samenstelling van de bacteriën.
Een bekend voorbeeld van een genetische aanpassing is de resistentieontwikkeling tegen antibiotica, zoals penicilline, en streptomycine. In een populatie van bacteriën, die als geheel gevoelig is voor het antibioticum, kan een zeer klein aantal bacteriën (bijv. 1 op de 10.000.000) voorkomen dat door een spontane verandering (mutatie) in hun erfelijke eigenschappen ongevoelig is geworden voor het desbetreffende antibioticum. Terwijl de normale bacteriën vergiftigd worden, zullen deze bacteriën (de mutanten) juist de kans krijgen zich ongestoord te ontwikkelen.
Het is vooral de mogelijkheid hun enzymatische samenstelling te wijzigen onder invloed van de milieuomstandigheden die vele bacteriën in staat stelt zich snel aan te passen en op de meest efficiënte manier te groeien (fysiologische aanpassing). Alle chemische reacties in levende organismen verlopen onder invloed van enzymen (eiwitten met katalytische werking voor zeer specifieke reacties). Of een bacterie een bepaald enzym kan vormen, hangt in de eerste plaats af van haar genetische samenstelling. De aanpassing bestaat nu hierin dat de bacterie in werkelijkheid niet alle enzymen maakt waartoe zij genetisch in staat wordt gesteld, maar in vele gevallen slechts die welke onder de gegeven omstandigheden noodzakelijk zijn. Deze regulering van de enzymsynthese komt ook bij hogere organismen voor, maar is bij bacteriën het best bestudeerd.
Het is duidelijk dat regulerende mechanismen de bacteriën in staat stellen zeer economisch met hun voedings- en energiebronnen om te springen; over het algemeen synthetiseren ze alleen die eiwitten (enzymen) die onder de heersende omstandigheden ook werkelijk nodig zijn.
Het sterkst is deze regulering van de enzymsynthese bij bacteriën met een 'flexibele' stofwisseling en het minst bij organismen met een starre fysiologie.
Ecologie
Bacteriën komen vrijwel overal voor: in de lucht, in het water, op het land, op de huid en in ingewanden van mens, dier en op planten. Men treft ze aan in gematigde milieus, maar ook onder extreme omstandigheden, zoals die heersen in hete bronnen, op Antarctica en in zoutmeren (bijvoorbeeld de Dode Zee). Terwijl men zich meestal vooral bewust is van de mogelijke gevaren van een betrekkelijk gering aantal ziekteverwekkende bacteriesoorten, staat men in de regel onvoldoende stil bij het nut van bacteriële activiteiten in de natuur.
Bacteriën als ziekteverwekkers
Bacteriën kunnen bij mens, dier en plant ziekten verwekken. De bestudering van bacteriën geschiedt door de bacteriologie; de medische bacteriologie beperkt zich tot bacteriën die eventueel voor de mens ziekteverwekkend kunnen zijn.
Men noemt bacteriën die bekend of berucht zijn als ziekteverwekkers pathogene bacteriën. Een bacterie wordt pathogeen voor een bepaalde diersoort (inclusief de mens) genoemd wanneer het een kenmerk van talrijke tot die soort behorende stammen is, ziekteverschijnselen bij die diersoort te kunnen veroorzaken onder 'natuurlijke' omstandigheden. Het is ook gebruikelijk van pathogeniteit te spreken wanneer ziekteverschijnselen uitsluitend door kunstmatige besmetting kunnen worden veroorzaakt.
Als de weerstand van het besmette individu lager is dan normaal, kunnen ook avirulente stammen van een pathogene soort of zelfs apathogene soorten tot ziekteverschijnselen leiden. Men spreekt dan van potentieel pathogene soorten. Vele potentieel pathogene soorten vindt men normaal op de huid en slijmvliezen van mens en dier. Voor de determinatie gebruikt de (medisch) bacterioloog de technieken van de algemene bacteriologie, daarnaast ook het onderzoek naar de antigene werking, de pathogeniteit en de toxinen die door de bacteriën gevormd worden.
