de microbi ë le cel van molecuul tot leven
DESCRIPTION
De microbi ë le cel Van molecuul tot leven. Cursus voor tweedejaars Biologen November 2008 Docenten: Fred Boogerd (cursusleider), en Hans Westerhoff. Leerstof: de leerstof bestaat uit basisdeel en vier thema delen. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/1.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
De microbiële celVan molecuul tot leven
• Cursus voor tweedejaars Biologen• November 2008• Docenten:• Fred Boogerd (cursusleider), en Hans Westerhoff.• Leerstof: de leerstof bestaat uit basisdeel en vier
thema delen.• 'Brock: Biology of microorganisms' (twelfth edition);
Auteurs: MT Madigan and JM Martinko.
![Page 2: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/2.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Date Name Chapter pp Title
27-10 fcb 1 25 Microorganisms and Microbiology
28-10 fcb 2 25 A brief journey to the microbial world
29-10 fcb 4 40 Cell structure and function in Bacteria and Archaea
30-10 wff 5 33 Nutrition, culture, and metabolism of microorganisms
31-10 wff 6 30 Microbial growth
3-11 fcb 10 27 Overview of viruses and virology
4-11 fcb20 (1,2,4,5,6, 8,9,14,15)
18 Metabolic diversity I
5-11 wff21 (1,2,4, 14,17,18)
13 Metabolic diversity II
6-11 wff 13 22 Microbial genomics
6-11 wff 14.1 t/m 14.4 10 Microbial evolution
7-11 wff 18 7 Eukaryotic organelles
7-11 wff 15.1 t/m 15.13 27 Bacteria: The Proteobacteria
10-11 fcb 9.1 t/m 9.9 15 Regulation of gene expression (+ werkcollege lac)
12-11 fcb 16.1 t/m 16.8 22 Bacteria: Gram-positive and other bacteria
13-11 fcb 17.1 t/m 17.8 22 Archaea
14-11 fcb Syllabus Calculations
![Page 3: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/3.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
De microbiële celVan molecuul tot leven
![Page 4: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/4.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
College ppt: komt op blackboard
• En:
• www.bio.vu.nl\hwconf\teaching
![Page 5: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/5.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Ik behandel:
• Groei
• Regulatie
• Evolutie
• Genomics
![Page 6: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/6.jpg)
Algemene Microbiologie
Groei
Het maken van leven
![Page 7: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/7.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groei: 4 verschillende betekenissen
Maken: Het maken van de benodigde materie
Vergroten: Het vergroten van het organisme
Vermeerderen: Het vermeerderen van het celaantal
Veranderen: Het differentiëren naar verschillende celtypes
![Page 8: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/8.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groei: 4 verschillende betekenissen
Maken: Het maken van de benodigde materie– Voeding en Metabolisme (Hfdstk 5.1-5.3 & 5.14-5.17)
Vergroten: Het vergroten van het organisme– Celvolumegroei (Hfdstk. 6.1-6.3)
Vermeerderen: Het vermeerderen van het celaantal– (Hfdstk. 6.4 -6.6)
Veranderen: Het differentiëren naar verschillende celtypes
![Page 9: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/9.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Eerst maar even differentiatie
• Differentiatie– Sporen– Exospore, coat, cortex en dan ongeveer een cel
– Dehydratie, Dipicolinezuur, SASP’s
• Differentiatie ‘tot eukaryoot’– Kern, Organellen
• Differentiatie tot multicellulair organisme
![Page 10: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/10.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groei: 4 verschillende betekenissen
Maken: Het maken van de benodigde materie– Voeding en Metabolisme (Hfdstk 5.1-5.3 & 5.14-5.17)
Vergroten: Het vergroten van het organisme– Celvolumegroei (Hfdstk. 6.1-6.3)
Vermeerderen: Het vermeerderen van het celaantal– (Hfdstk. 6.4 -6.6)
Veranderen: Het differentiëren naar verschillende celtypes
![Page 11: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/11.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
MicrobiMicrobiëële groei:le groei: Principes Principes
• Reproductie!Reproductie!• Alle reacties gekatalyseerd door enzymenAlle reacties gekatalyseerd door enzymen• Organismen kunnen (bijna) alles maken wat Organismen kunnen (bijna) alles maken wat
mogelijk ismogelijk is• ONmogelijkheden: geconserveerde zakenONmogelijkheden: geconserveerde zaken• ‘‘Verwende organismen’Verwende organismen’• Enzymen zijn eiwitten, soms met cofactorenEnzymen zijn eiwitten, soms met cofactoren
![Page 12: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/12.jpg)
Algemene Microbiologie
Microbiële groei is:
Reproductie
(dwz meer van hetzelfde; de machine maakt zichzelf)
![Page 13: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/13.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Reproductie dus: wat moeten ze maken?
• Membraan en celwand:Membraan en celwand:– LipidenLipiden– polysaccharidenpolysacchariden
• Eiwit:Eiwit:– AminozurenAminozuren– Prosthetische groepen en cofactorenProsthetische groepen en cofactoren
• Coenzymen:Coenzymen:– ATP, ADPATP, ADP– NADHNADH– Coenzym QCoenzym Q– ……
• DNA en RNA:DNA en RNA:– NucleotidenNucleotiden
![Page 14: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/14.jpg)
Algemene Microbiologie
Alle reacties gekatalyseerd door enzymen
Elk enzym wordt gecodeerd door een gering aantal (een) gen(en)
![Page 15: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/15.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Organismen kunnen (bijna) alles zelf maken!
• Tabel 13.1: duizenden genen– (bv. E. coli: 4 000)
![Page 16: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/16.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Table13.1Table13.1
![Page 17: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/17.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Organismen kunnen (bijna) alles zelf maken!
• Tabel 13.1: duizenden genen– (bv. E. coli: 4 000)
• Tabel 13.2: Hoog percentage metabole genen– (bv. E. coli: (21%=800))
![Page 18: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/18.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
13.213.2
![Page 19: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/19.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Omvangrijk metabolisme;
het kan ‘alles’, ………………………………
………..
![Page 20: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/20.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges WesterhoffFig. 13.2Fig. 13.2
![Page 21: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/21.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Omvangrijk metabolisme:Kan ‘alles’, maar toch maar toch
zijn er zijn er beperkingen.beperkingen.
Welke?Welke?
![Page 22: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/22.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Balansprincipe
• Groei is een langdurig steady state proces en moet dus in balans zijn (micro-organisme als voorbeeld voor de planeet aarde en de mens)
• Toename is netto import plus netto productie
afbraaksyntheseoutin vvJJt
X
![Page 23: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/23.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Metabole rijkdom
• Alles kan gemaakt worden wat mogelijk is
• Toename is netto import plus netto productie; voor de meeste stoffen is import niet nodig
afbraaksyntheseoutin vvJJt
X
![Page 24: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/24.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Metabole beperkingen
• Sommige dingen kunnen niet gemaakt worden• En moeten dan dus geïmporteerd worden• En moeten dan dus in het groeimedium zitten
• Toename is netto import plus netto productie
afbraaksyntheseoutin vvJJt
X
X
![Page 25: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/25.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Metabole beperkingen, nog preciezer
• Sommige dingen kunnen niet gemaakt worden• En moeten dan dus geïmporteerd worden• En moeten dan dus in het groeimedium zitten
• Toename is netto import plus netto productie
afbraaksyntheseoutin vvJJt
X
XX XX
![Page 26: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/26.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Metabole beperkingen
• Sommige dingen kunnen niet gemaakt worden: Gibbs energie noch elementenGibbs energie noch elementen• En moeten dan dus geïmporteerd worden• En moeten dan dus in het groeimedium zitten• Voor Gibbs energie (gaat verloren in processen) moet de balans positief zijn• Voor elementen moet de balans nul zijn
• Toename is netto import plus netto productie
afbraaksyntheseoutin vvJJt
X
XX XX
![Page 27: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/27.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Welke elementen zijn van belang voor levende organismen?
• C• H• O• N• S• P• K• Fe, Mg, Mn, Ca, Co
![Page 28: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/28.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Behouden grootheden(kunnen niet gemaakt worden)
• Elementen:Elementen:– CC
– H =Electronen (redox) +HH =Electronen (redox) +H++
– NN
– {O (komt gratis van water)}{O (komt gratis van water)}
– SS
– PP
• Vrije energie (gaat verloren, maar kan niet gemaakt Vrije energie (gaat verloren, maar kan niet gemaakt worden is dus ook nodig) (‘ATP’)worden is dus ook nodig) (‘ATP’)
![Page 29: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/29.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Omvangrijk metabolisme:Kan ‘alles’,
maar toch zijn maar toch zijn er beperkingen.er beperkingen.
Welke?Welke?De behouden De behouden groothedengrootheden
![Page 30: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/30.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Behouden grootheden(kunnen niet gemaakt worden)
• Elementen:Elementen:– CC
– H =Electronen (redox) +HH =Electronen (redox) +H++
– NN
– {O (komt gratis van water)}{O (komt gratis van water)}
– SS
– PP
• Vrije energie (gaat verloren, maar kan niet gemaakt Vrije energie (gaat verloren, maar kan niet gemaakt worden is dus ook nodig) (‘ATP’)worden is dus ook nodig) (‘ATP’)
![Page 31: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/31.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Overzicht metabolisme; Overzicht metabolisme; katabolisme, anabolisme en centrale rol van katabolisme, anabolisme en centrale rol van
twee energiëentwee energiëen
Gibbs
Gibbs harvest
![Page 32: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/32.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Overzicht metabolisme; Overzicht metabolisme; katabolisme, anabolisme en centrale rol van twee katabolisme, anabolisme en centrale rol van twee
energiëen: vlinderdas (bow-tie) structuurenergiëen: vlinderdas (bow-tie) structuur
Gibbs harvest
Gib
bs
Gib
bs
har
vest
![Page 33: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/33.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Vlinderdas voor elk benodigde substantie
ATPATP
voedin
gsstoffenvoed
ingsstoffen
celstructu
ur
celstructu
ur
![Page 34: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/34.jpg)
Algemene Microbiologie
Belangrijkste Gibbs energiedrager=
ATP
Of eigenlijk ADP:
ADP~P=ATP
![Page 35: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/35.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Behouden grootheden(kunnen niet gemaakt worden)
• Elementen:Elementen:– CC
– H =Electronen (redox) +HH =Electronen (redox) +H++
– NN
– {O (komt gratis van water)}{O (komt gratis van water)}
– SS
– PP
• Vrije energie (gaat verloren, maar kan niet gemaakt Vrije energie (gaat verloren, maar kan niet gemaakt worden is dus ook nodig) (‘ATP’)worden is dus ook nodig) (‘ATP’)
![Page 36: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/36.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Vlinderdas voor elk benodigde substantie
PyruvaPyruvaat en at en Acetyl-Acetyl-CoACoA
(‘C’)(‘C’)
voedin
gsstoffenvoed
ingsstoffen
celstructu
ur
celstructu
ur
![Page 37: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/37.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pyruvaat en acetyl
• Pyruvaat:
• CH3-CH2-COOH
• AcetylCoA
• CH3-COO-CoA
• Eigenlijk is Coenzym A de C2 drager
![Page 38: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/38.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Vlinderdas voor elk benodigde substantie
GlutaGlutamaatmaat
(‘N’)(‘N’)
voedin
gsstoffenvoed
ingsstoffen
celstructu
ur
celstructu
ur
![Page 39: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/39.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Vlinderdas voor elk benodigde substantie
NADHNADH
‘‘H’ of H’ of ‘e‘e--’ of ’ of ‘redox’‘redox’
voedin
gsstoffenvoed
ingsstoffen
celstructu
ur
celstructu
ur
![Page 40: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/40.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
NADH 2-electron drager of eigenlijk..
• NADH = NAD+ + H+ + 2e-
• NAD is de 2-electroncarrier en heeft dan de vorm NADH
![Page 41: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/41.jpg)
Algemene Microbiologie
De absolute vereisten van Gibbs energie en Koolstofbron leidden tot:
Classificatie van organismen naar voor groei
benodigde Gibbs energie- en koolstofbron
(gemakkelijke test)
Hoe wordt dit Hoe wordt dit dan getest?dan getest?
![Page 42: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/42.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe wordt dit dan getest?Hoe wordt dit dan getest?
Een batterij van platen met Een batterij van platen met verschillende groeimediaverschillende groeimedia
![Page 43: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/43.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Wat zijn mogelijke Gibbs energiebronnen?
• Licht
• Anorganische stoffen
• ……
• ……
• Organische stoffen
![Page 44: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/44.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
In voeding moet dus Gibbs vrije energie zitten
• Troof: voedsel (Grieks trophē, voedsel )
• Licht voor fototrofe organismen
• Hoog energetische stof voor chemotrofe organismen:– Anorganisch: chemolithotrofe organismen
• (Grieks Lithos: steen)
– Organisch: chemoorganotrofe organismen
![Page 45: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/45.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 5:Voeding
Diversiteit wat betreft Gibbs energie bron
• zie sectie 5.14
• fotonen: fototroof
• chemische stoffen: chemotroof– organisch: chemoorganotroof
– anorganisch: chemolithotroof
![Page 46: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/46.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk Hoofdstuk 55:Voeding: :Voeding: Diversiteit wat Diversiteit wat betreft betreft koolstofbronkoolstofbron voor biomassa voor biomassa
• CO2: autotroof
• Organisch materiaal: heterotroof
• chemoorganoheterotroof bestaat
• chemoorganoautotroof is zeldzamer• (want als je organische stoffen hebt voor energie
kun je ze ook gebruiken voor koolstof)
• chemolithoheterotroof komt voor (Fe2+voor energie, organische stof voor koolstof)
Fig. 5.23koolstofkoolstofenergieenergie trooftroof
![Page 47: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/47.jpg)
Algemene Microbiologie
Oefenvraag
Wat zijn we zelf voor organisme?
Chemolithoautotroof?
Neen: chemo-organo-hetero-troofNeen: chemo-organo-hetero-troof
![Page 48: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/48.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Chemoorganoheterotroofvoorbeeld P. denitrificans
Fig. 5.23a
![Page 49: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/49.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Chemolithoautotroof
Fig. 5.23b
Oefenvraag: wat voor Oefenvraag: wat voor type is dit organisme?type is dit organisme?
![Page 50: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/50.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Gecombineerd: Diversiteit naar energie- en koolstofbron
Zie ook Fig. 20.1
![Page 51: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/51.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
MicrobiMicrobiëële groei:le groei: Principes Principes
• ReproductieReproductie• Alle reacties gekatalyseerd door enzymenAlle reacties gekatalyseerd door enzymen• Organismen kunnen (bijna) alles maken wat Organismen kunnen (bijna) alles maken wat
mogelijk ismogelijk is• ONmogelijkheden: geconserveerde zakenONmogelijkheden: geconserveerde zaken• ‘‘Verwende organismen’Verwende organismen’• Enzymen zijn eiwitten, soms met cofactorenEnzymen zijn eiwitten, soms met cofactoren• Verscheidenheid aan energie en koolstofbronnenVerscheidenheid aan energie en koolstofbronnen• Classificatie (‘energie-koolstofbron-’troof)Classificatie (‘energie-koolstofbron-’troof)
![Page 52: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/52.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe is hetgeen zojuist besproken is van groot belang voor de hygiëne?
• Schoonhouden behoeft geen antibiotica• Weghalen van koolstof en/of energiebron• Dan kunnen veel microorganismen er niet groeien• De chemoorganoheterotrofen• Echter wel: de fotoautotrofen• Maar dat zijn geen pathogenen, want ….• Die kunnen niet in ons lichaam leven
![Page 53: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/53.jpg)
Algemene Microbiologie
Oefenvraag:
•Verklaar:–Schoon houden werkt niet voor alle organismen
–Wel voor de meeste pathogenen
Fotoautotrofe organismen kunnen groeien Fotoautotrofe organismen kunnen groeien waar licht iswaar licht is
Maar deze kunnen niet in ons lichaam levenMaar deze kunnen niet in ons lichaam leven
![Page 54: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/54.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Omvangrijk metabolisme:Kan ‘alles’,
maar toch zijn maar toch zijn er beperkingen.er beperkingen.
Welke?Welke?De behouden De behouden grootheden, grootheden,
en?en?
![Page 55: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/55.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Maar sommige organismen zijn verwend:
• Moeilijke, abundante verbindingen kunnen ze niet meer maken. Deze heten dan:
• vitamines
![Page 56: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/56.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Aminozuren in 3D kunnen niet alles katalyseren:
• Prosthetische groepen (bv heem)
• Cofactoren (bv Mg2+, Mn2+,…. )
![Page 57: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/57.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Coenzymen dragen behouden zaken van het ene enzym naar het andere
• ADP (ATP): ~P (vrije energie)
• NAD+ (NADH): 2 electronen
• UQ (UQH2): 2 electronen in membranen
• UDP (of ADP): glucose resten
• Soms zijn dit type cofactoren vitamines
![Page 58: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/58.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
MicrobiMicrobiëële groei:le groei: Principes Principes
• ReproductieReproductie• Alle reacties gekatalyseerd door enzymenAlle reacties gekatalyseerd door enzymen• Organismen kunnen (bijna) alles maken wat Organismen kunnen (bijna) alles maken wat
mogelijk ismogelijk is• ONmogelijkheden: geconserveerde zakenONmogelijkheden: geconserveerde zaken• ‘‘Verwende organismen’Verwende organismen’• Enzymen zijn eiwitten, soms met cofactorenEnzymen zijn eiwitten, soms met cofactoren
![Page 59: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/59.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 5:Voeding en metabolisme
• Celsamenstelling: C, N, O, H, S, in eiwitten DNA, lipiden
• Fe, Ca, kleine stoffen, etc.• Balansvergelijking; Elementen versus stoffen• Elementen en Gibbs energie kunnen niet gemaakt
worden• Verbindingen kunnen veelal gemaakt worden;
behalve vitamines• Bovenstaande bepaalt voeding en metabolisme
![Page 60: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/60.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 5.1:Benodigde Voeding
• Macronutriënten Biomassa• Micronutriënten Katalytisch (nodig om
de andere stoffen te maken, worden daarbij zelf niet gebruikt)
• Groeifactoren Organisch chemische micronutriënten
• (Gibbs) energie: de drijvende kracht
![Page 61: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/61.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 5:Voeding Stoffen• Macronutriënten
– Koolstof:autotroof (CO2) versus heterotroof (organische verbindingen)
• Micronutriënten– Anorganische moleculen Tabel. 5.2
• Groeifactoren Tabel 5.3– Organische moleculen
![Page 62: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/62.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
IJzer (als element): een micro!!nutrient
Fig. 5.2a
![Page 63: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/63.jpg)
Algemene Microbiologie
Groeimedia
Moeten dus alles bevatten wat voor groei nodig is
![Page 64: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/64.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groeimedia
• Minimaal medium: precies gedefinieerd• Rijk medium: complex mengsel erbij (vaak extract van
levende organismen; gist extract, bloed,..)• Dan nog zijn veel organismen niet te kweken
(unculturable)
• Selectief medium• Indicator medium (differentieel medium)
![Page 65: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/65.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
5.2, 5.3: Hoe wordt gekeken of een bepaald organisme
bepaalde stoffen nodig heeft om te groeien?
![Page 66: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/66.jpg)
Algemene Microbiologie
Oefenvraag
Hoe komt het dat sommige organismen niet goed bekend zijn?
Hoe zou U dat oplossen?
Ze kunnen niet geweekt wordenZe kunnen niet geweekt worden
Vele kweekplaten proberen onder veel conditiesVele kweekplaten proberen onder veel condities
Kweken op lysaat van levende cellenKweken op lysaat van levende cellen
Genomics: pathway analyseGenomics: pathway analyse
![Page 67: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/67.jpg)
Algemene Microbiologie
5.14: Katabole alternatieven
Eerst even het standaardkatabolisme herhalen: 5.4-5.13
![Page 68: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/68.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Vlinderdas voor koolstof en energie metabolisme (vaak samen voor
chemoheterotrofen)
ATPATP
‘‘C’C’
catabolism
ecatab
olisme
anab
olisme
anab
olisme
![Page 69: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/69.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Geef 4 principes en leidt daaruit af wat er in Geef 4 principes en leidt daaruit af wat er in voeding van microorganismen moet zittenvoeding van microorganismen moet zitten
• Ze kunnen ‘alles' maken• Gekatalyseerd: enzymen• Behouden dingen: elementen, energie• Reproductie
Dus organismen•maken: DNA, eiwitten, lipiden, coenzymen•nemen op: elementen C, N, O, H, energie: veel•nemen op: weinig: vitaminen, cofactoren [zware metalen zoals Fe, Co, Zn] (=micronutriënten)
![Page 70: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/70.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Oefenvraag:In voeding moet zitten
• Gibbs energiebron (tenzij fototroof)
• Bron voor elk element; macronutriënt (C: tenzij autotroof)
• Bron voor elk element; micronutriënt
• Vitamines
![Page 71: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/71.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Eerst even het standaardkatabolisme herhalen
• Koolstof…..
• Energie….
![Page 72: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/72.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
glycolyseglycolyse
citroenzuurccitroenzuurcyclusyclus
pyruvaat pyruvaat dehydrogenatiedehydrogenatie
koolstofkoolstof
![Page 73: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/73.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme en ademhaling: energie
• Electronen met lage Electronen met lage (sterk negatieve) (sterk negatieve) redox potentiaal redox potentiaal afplukken van afplukken van voedingstof (electron voedingstof (electron donor) donor)
• Ademhalingsketen Ademhalingsketen geleidt die geleidt die electronen naar electronen naar zuurstof, hun Gibbs zuurstof, hun Gibbs energie gebruikend energie gebruikend om protonen te om protonen te pompenpompen
• HH++-ATPase gebruikt -ATPase gebruikt protonen om ADP te protonen om ADP te fosforylerenfosforyleren
![Page 74: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/74.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme en ademhaling
• Electronen met lage Electronen met lage (sterk negatieve) (sterk negatieve) redox potentiaal redox potentiaal afplukken van afplukken van voedingstof (electron voedingstof (electron donor) donor)
• Ademhalingsketen Ademhalingsketen geleidt die geleidt die electronen naar electronen naar zuurstof, hun Gibbs zuurstof, hun Gibbs energie gebruikend energie gebruikend om protonen te om protonen te pompenpompen
• HH++-ATPase gebruikt -ATPase gebruikt protonen om ADP te protonen om ADP te fosforylerenfosforyleren
![Page 75: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/75.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
glycolyseglycolyse
citroenzuurccitroenzuurcyclusyclus
pyruvaat pyruvaat dehydrogenatiedehydrogenatie
electronenelectronen
![Page 76: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/76.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
glycolyseglycolyse
![Page 77: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/77.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolyse
![Page 78: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/78.jpg)
Algemene Microbiologie
Oefenvraag
Wijs de belangrijke zaken in dit schema aan
![Page 79: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/79.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolyseenergie
![Page 80: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/80.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolyseenergie
Netto opbrengst: Netto opbrengst: 2ATP/glucose2ATP/glucose
![Page 81: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/81.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolyse:koolstof
Netto opbrengst: Netto opbrengst: 2pyruvaat/glucose2pyruvaat/glucose
![Page 82: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/82.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolyse:redox
Netto opbrengst: Netto opbrengst: 2NADH/glucose2NADH/glucose
![Page 83: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/83.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Behouden grootheden(kunnen niet gemaakt worden)
• Elementen:Elementen:– CC
– H =Electronen (redox) +HH =Electronen (redox) +H++
– NN
– {O (komt gratis van water)}{O (komt gratis van water)}
– SS
– PP
• Vrije energie (gaat verloren, maar kan niet gemaakt Vrije energie (gaat verloren, maar kan niet gemaakt worden is dus ook nodig) (‘ATP’)worden is dus ook nodig) (‘ATP’)
![Page 84: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/84.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
glycolyseglycolyse
citroenzuurccitroenzuurcyclusyclus
pyruvaat pyruvaat dehydrogenatiedehydrogenatie
![Page 85: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/85.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
pyruvaat pyruvaat dehydrogenatiedehydrogenatie
![Page 86: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/86.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pyruvaat dehydrogenatie
Fig. 5.22
![Page 87: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/87.jpg)
Algemene Microbiologie
Oefenvraag
Wijs de belangrijke zaken in dit schema aan
![Page 88: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/88.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pyruvaat dehydroge
neringenergieenergie
Fig. 5.22 (bovenaan)
Geen (direct) Geen (direct) effect op effect op energiebalansenergiebalans
![Page 89: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/89.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pyruvaat dehydroge
neringkoolstofkoolstof
Fig. 5.22
2 acetyl (2 C2) per 2 acetyl (2 C2) per 2 pyruvaat (2 C3)2 pyruvaat (2 C3)
![Page 90: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/90.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pyruvaat dehydroge
neringredoxredox
Fig. 5.22
2 NADH (4e2 NADH (4e--) per ) per 2 pyruvaat2 pyruvaat
![Page 91: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/91.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
glycolyseglycolyse
citroenzuurccitroenzuurcyclusyclus
pyruvaat pyruvaat dehydrogenatiedehydrogenatie
![Page 92: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/92.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
citroenzuurccitroenzuurcyclusyclus
![Page 93: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/93.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Citroenzuur
cyclus
Fig. 5.22
![Page 94: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/94.jpg)
Algemene Microbiologie
Oefenvraag
Wijs de belangrijke zaken in dit schema aan
![Page 95: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/95.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Citroenzuur
cyclus:energie
Fig. 5.22 1 ATP (GTP) per acetyl1 ATP (GTP) per acetyl
![Page 96: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/96.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Citroenzuur
cyclus:koolstof
Fig. 5.22 2 CO2 CO22 ↑ ↑ per acetylper acetyl
![Page 97: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/97.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Citroenzuur
cyclus:redox
Fig. 5.22 3 NADH, 1 FADH per acetyl3 NADH, 1 FADH per acetyl
8 e8 e-- per acetyl per acetyl
![Page 98: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/98.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme en ademhaling
• Electronen met lage Electronen met lage (sterk negatieve) (sterk negatieve) redox potentiaal redox potentiaal afplukken van afplukken van voedingstof (electron voedingstof (electron donor) donor)
• Ademhalingsketen Ademhalingsketen geleidt die geleidt die electronen naar electronen naar zuurstof, hun Gibbs zuurstof, hun Gibbs energie gebruikend energie gebruikend om protonen te om protonen te pompenpompen
• HH++-ATPase gebruikt -ATPase gebruikt protonen om ADP te protonen om ADP te fosforylerenfosforyleren
![Page 99: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/99.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme en ademhaling
• Electronen met lage Electronen met lage (sterk negatieve) (sterk negatieve) redox potentiaal redox potentiaal afplukken van afplukken van voedingstof (electron voedingstof (electron donor)donor)
• Ademhalingsketen Ademhalingsketen geleidt die geleidt die electronen naar electronen naar zuurstof, hun Gibbs zuurstof, hun Gibbs energie gebruikend energie gebruikend om protonen te om protonen te pompenpompen
• HH++-ATPase gebruikt -ATPase gebruikt protonen om ADP te protonen om ADP te fosforylerenfosforyleren
![Page 100: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/100.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Ademhalingsketen
Fig. 5.20
![Page 101: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/101.jpg)
Algemene Microbiologie
Oefenvraag
Wijs de belangrijke zaken in dit schema aan
![Page 102: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/102.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Ademhalingsketen:energie:energie:
8? H8? H++ per NADH per NADH
6 H6 H++ per FADH per FADH
![Page 103: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/103.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Ademhalingsketen:geen koolstof:geen koolstof:
![Page 104: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/104.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Ademhalingsketen:redox:redox:
½ O½ O22 gereduceerd per gereduceerd per
NADHNADH
½ O½ O22 gereduceerdgereduceerd per per
FADHFADH
![Page 105: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/105.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
ATP synthese uit protonkracht
1 ATP per1 ATP per
3? H3? H++
![Page 106: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/106.jpg)
Algemene Microbiologie
Oefenvraag
Hoeveel ATP krijgt men per glucose met dit catabolisme?
![Page 107: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/107.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Totale energie balans per glucose
• Glycolyse tot pyruvaat: ½ Glucose → pyruvaat + ATP + NADH• Pyruvaat dehydrogenatie: pyruvaat → NADH + acetylCoA+ CO2
• Citroenzuur cyclus: acetylCoA → 3 NADH + FADH + GTP + 2CO2
• 5xAdemhalingsketen vanaf NADH: 5 NADH + 2 ½ O2→ 40 H+
• 1xAdemhalingsketen vanaf FADH: FADH + ½ O2→ 6 H+
• 46/3xH+-ATPase: 46 H+ → 15.3 ATP
• Nucleotide diphoshate kinase: GTP → ATP
• Totaal:• ½ Glucose +3O2 + → 3CO2 + 17.3 ATP
• Totaal Boek: 19 ; rekent 3 ATP/NADH
![Page 108: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/108.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
ATP balans
volgens boek
Fig. 5.22
Verschil:Verschil:
Hier geeft NADH 3 ATPHier geeft NADH 3 ATP
![Page 109: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/109.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme• Suikers (bv glucose):
– naar pyruvaat (glycolyse)• →~P (op ADP) (energie) en →electronen (op NAD)
– Pyruvaat dehydrogenase naar acetylCoA (‘C’)• →electronen (op NAD)
• Vetten: naar acetyl CoA (‘C’)• Eiwitten naar aminozuren (’N’) en dan verder..• AcetylCoA door citroenzuurcyclus naar CO2
– →~P (op ADP) en →electronen (op NAD)
• Electronen op NADH via oxidatieve fosforylering naar zuurstof– →protondrijvende kracht
• Protonen vanaf protondrijvende kracht– →~P (op ADP) (energie)
![Page 110: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/110.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme en ademhaling
• Electronen met lage Electronen met lage (sterk negatieve) (sterk negatieve) redox potentiaal redox potentiaal afplukken van afplukken van voedingstof (electron voedingstof (electron donor) donor)
• Ademhalingsketen Ademhalingsketen geleidt die geleidt die electronen naar electronen naar zuurstof, hun Gibbs zuurstof, hun Gibbs energie gebruikend energie gebruikend om protonen te om protonen te pompenpompen
• HH++-ATPase gebruikt -ATPase gebruikt protonen om ADP te protonen om ADP te fosforylerenfosforyleren
![Page 111: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/111.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme (bij chemoorganoheterotrofen) heeft nodig:
• Suiker, vet of eiwit
• Zuurstof
![Page 112: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/112.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Gisteren
• Groei
• Verschillende begrippen
• Wetten voor metabolisme
• Implicaties
![Page 113: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/113.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme (bij chemoorganoheterotrofen) heeft nodig:
• Suiker, vet of eiwit
• Zuurstof
Oefenvraag: waarvoor?Oefenvraag: waarvoor?…………………………....
Oefenvraag; Klopt dit wel?Oefenvraag; Klopt dit wel?
………………………………..
![Page 114: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/114.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Standaard katabolisme (bij chemoorganoheterotrofen) heeft nodig:
• Suiker, vet of eiwit
• Zuurstof
Oefenvraag: waarvoor?Oefenvraag: waarvoor?Suiker plus zuurstof voor energieSuiker plus zuurstof voor energie
Suiker voor koolstofSuiker voor koolstof
En stikstofbron etc.En stikstofbron etc.
![Page 115: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/115.jpg)
Algemene Microbiologie
Woensdag 5 november
Om 9 uur ipv 9h45 beginnen?
![Page 116: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/116.jpg)
Algemene Microbiologie
5.14: Katabole alternatieven:Wat als een van de benodigdheden voor
bovenstaand catabolisme ontbreekt:O2, of glucose?
Eerst even het standaardkatabolisme Eerst even het standaardkatabolisme herhalenherhalen
En dan nu: alternatievenEn dan nu: alternatieven
![Page 117: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/117.jpg)
Algemene Microbiologie
Vele micro-organismen hebben variaties op standaard katabolisme, waardoor ze
kunnen leven op plaatsen waar bovenstaande
{Suiker, vet of eiwitZuurstof} ontbreekt
(hoofdstuk 5.14)
![Page 118: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/118.jpg)
Algemene Microbiologie
De principes blijven
Variaties binnen de principiële beperkingen
![Page 119: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/119.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Het zich handhavende leven
• Elementen balansen moeten kloppen
• Redox balans moet kloppen
• Gibbs energie balans moet negatief kunnen zijn
![Page 120: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/120.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Beperkingen bij zich handhavend leven
• Sommige dingen kunnen niet gemaakt worden• En moeten dan dus geïmporteerd worden• En moeten dan dus in het groeimedium zitten• Voor vrije energie (gaat verloren in processen) moet de balans positief zijn• Voor elementen moet de balans nul zijn
• Export moet gelijk zijn aan import: voor elementen en redoxExport moet gelijk zijn aan import: voor elementen en redox• Import moet export overtreffen (voor Gibbs energie)Import moet export overtreffen (voor Gibbs energie)
afbraaksyntheseoutin vvJJt
X
0 XX XX
![Page 121: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/121.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Beperkingen bij zich vermeerderend leven
• Sommige dingen kunnen niet gemaakt worden• En moeten dan dus geïmporteerd worden• En moeten dan dus in het groeimedium zitten• Voor vrije energie (gaat verloren in processen) moet de balans positief zijn• Voor elementen moet de balans nul zijn
• Import moet export overtreffen (voor Gibbs energie Import moet export overtreffen (voor Gibbs energie èèn n elementen)elementen)
afbraaksyntheseoutin vvJJt
X
0 XX XX
![Page 122: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/122.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Voor vrije energie (gaat verloren in processen) moet de balans positief zijn
Voor elementen moet de balans nul zijn (handhaven) of positief
• Netto ATP productie
• Netto C productie (nodig voor biomassa)
• Redox balans (indien voeding even gereduceerd als biomassa; dan moet catabolisme redox neutraal zijn); tenzij er externe electronacceptor is voor electron overschot (bv Zuurstof))
![Page 123: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/123.jpg)
Algemene Microbiologie
Gibbs energie en koolstof moeten toch ergens vandaan komen
Er moet ook een redox (electron) balans zijn
![Page 124: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/124.jpg)
Algemene Microbiologie
Geen zuurstof?
Hoe lossen sommige microorganismen dit op?
![Page 125: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/125.jpg)
Algemene Microbiologie
Geen zuurstof.Wel energie uit redox halen.
Hoe?
5.10: Fermentatie: geen externe electronacceptor
of
Anaerobe ademhaling: andere electronacceptor dan zuurstof
![Page 126: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/126.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Fermentatie (interne oxidatie en reductie): redox balans; geen externe electron acceptor
Oxidized-Oxidized-
![Page 127: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/127.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolysein melkzuurbacteriën: fermentatie: redox redox
balansbalans
Glucose:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO-CH2OH
Lactic acid/melkzuur:
CH3-CHOH-COOH
gereduceerd
geoxideerd
![Page 128: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/128.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Voor vrije energie (gaat verloren in processen) moet de balans positief zijn
Voor elementen moet de balans nul zijn
• Netto ATP productie ?
• Netto C productie (nodig voor biomassa)?
• Redox balans (indien voeding even gereduceerd als biomassa; dan moet catabolisme redox neutraal zijn); tenzij er externe electronacceptor is voor electron overschot (bv Zuurstof)
![Page 129: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/129.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolysein
melkzuurbacteriën : fermentatie:
Gibbs energie Gibbs energie surplussurplus
Glucose:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO-CH2OH
Lactic acid/melkzuur:
CH3-CHOH-COOH
gereduceerd
geoxideerd
Glycolyse in melkzuurbacteriGlycolyse in melkzuurbacteriëën levert op:n levert op:
2 ATP/ glucose2 ATP/ glucose
Ipv 34,6 ATP/glucose in standaard Ipv 34,6 ATP/glucose in standaard metabolismemetabolisme
![Page 130: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/130.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolysein
melkzuurbacteriën : fermentatie:
Koolstof surplusKoolstof surplusGlucose:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO-CH2OH
Lactic acid/melkzuur:
CH3-CHOH-COOH
gereduceerd
geoxideerd
![Page 131: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/131.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Electron toren
• Electron acceptor koppels moeten positievere redox potentiaal hebben dan glucose [-0.43 eV]
• (‘electron moet erheen willen’)
![Page 132: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/132.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Electrontoren in het geval van standaard
metabolisme:
• Electron acceptor koppels moeten positievere redox potentiaal hebben dan glucose [-0.43 eV]
• Zuurstof is ideaal
Glucose+6OGlucose+6O22→6CO→6CO22+6H+6H22OO
~~241kJ/2e=-2e*241kJ/2e=-2e*96.5 kJ/eV/e*(-0.43-0.82) eV96.5 kJ/eV/e*(-0.43-0.82) eV
Gibbs energie ATP=48 kJ/mol: Gibbs energie ATP=48 kJ/mol:
theoretisch mogelijk: 12x241/48=60.2ATP/glucose theoretisch mogelijk: 12x241/48=60.2ATP/glucose (>>34.6ATP/glucose: echte effici(>>34.6ATP/glucose: echte efficiëëntie is maar ntie is maar 34.6/60.2=57%)34.6/60.2=57%)
![Page 133: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/133.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Chemoorganoheterotroofvoorbeeld P. denitrificans; met zuurstof als terminale electron
acceptor
Fig. 5.23a
![Page 134: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/134.jpg)
Algemene Microbiologie
Geen zuurstof?
Fermentatie: geen externe electronacceptor
of
Anaerobe ademhaling: andere electronacceptor dan zuurstof
![Page 135: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/135.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Chemoorganoheterotroofvoorbeeld P. denitrificans; Met alternatieve electron acceptoren
Fig. 5.23a
![Page 136: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/136.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Electrontoren in het geval van standaard
metabolisme:
• Electron acceptor koppels moeten positievere redox potentiaal hebben dan glucose [-0.43 eV]
• Nitraat reductie
Glucose+6OGlucose+6O22→6CO→6CO22+6H+6H22OO
~~163kJ/2e=163kJ/2e=
-2e*-2e*96.5 kJ/eV/e*(-0.43-0.42) eV96.5 kJ/eV/e*(-0.43-0.42) eV
XX
Gibbs energie ATP=48 kJ/mol: Gibbs energie ATP=48 kJ/mol:
theoretisch mogelijk: 12x163/48=41ATP/glucose (ipv 60.2)theoretisch mogelijk: 12x163/48=41ATP/glucose (ipv 60.2)
![Page 137: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/137.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Chemoorganoheterotroofvoorbeeld P. denitrificans; Met alternatieve electron acceptoren
Fig. 5.23a
![Page 138: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/138.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Electrontoren in het geval van standaard
metabolisme:
• Electron acceptor koppels moeten positievere redox potentiaal hebben dan glucose [-0.43 eV]
• Nitraat reductie; fumaraat reductie, sulkfaat reductie
Glucose+6OGlucose+6O22→6CO→6CO22+6H+6H22OO
XX
![Page 139: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/139.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Oefenvraag
• Hoeveel ATP zou men kunne maken uit de Gibbs energie die vroijkomt by alternatieve ademhaling met nitrat, fumaraat of sulfaat als electron acceptor?
Glucose+6OGlucose+6O22→6CO→6CO22+6H+6H22OO
XX
Gibbs energie ATP=48 kJ/mol: Gibbs energie ATP=48 kJ/mol:
Bij zuurstof theoretisch mogelijk: 12x163/48=41ATP/glucose Bij zuurstof theoretisch mogelijk: 12x163/48=41ATP/glucose (ipv 60.2)(ipv 60.2)
![Page 140: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/140.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
MicrobiMicrobiëële groei:le groei: Principes Principes
• ReproductieReproductie• Alle reacties gekatalyseerd door enzymenAlle reacties gekatalyseerd door enzymen• Organismen kunnen (bijna) alles maken wat Organismen kunnen (bijna) alles maken wat
mogelijk ismogelijk is• ONmogelijkheden: geconserveerde zakenONmogelijkheden: geconserveerde zaken• ‘‘Verwende organismen’Verwende organismen’• Enzymen zijn eiwitten, soms met cofactorenEnzymen zijn eiwitten, soms met cofactoren
![Page 141: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/141.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
MicrobiMicrobiëële groei:le groei: Principes Principes
• Vlinderdas principeVlinderdas principe• Catabolisme, intermediair, anabolismeCatabolisme, intermediair, anabolisme• Energie catabolisme:Energie catabolisme:
– Directe koppeling aan ATP productie enDirecte koppeling aan ATP productie en– Indirecte koppeling (electronen eraf, door electronenketen heen, gekoppeld aan proton gradiIndirecte koppeling (electronen eraf, door electronenketen heen, gekoppeld aan proton gradiëënt gedreven ATP synthese)nt gedreven ATP synthese)
• Standaard metabolisme: glucose (glycolyse, pyruvaatdeh, citroenzuurcyclus) naar COStandaard metabolisme: glucose (glycolyse, pyruvaatdeh, citroenzuurcyclus) naar CO22 – Directe synthese 1 ATP en 1 GTP (per halve glucose)Directe synthese 1 ATP en 1 GTP (per halve glucose)– Electronen via NADH + FADH naar zuurstofElectronen via NADH + FADH naar zuurstof
• AnaAnaëëroob: roob: – FermentatieFermentatie– Alternatieve electron acceptor (nitraat, sulfaat, …)Alternatieve electron acceptor (nitraat, sulfaat, …)
• Geen organisch substraat: HGeen organisch substraat: H22, ammoniak, sulfide, Fe , ammoniak, sulfide, Fe 2+2+ als electron donor, zuurstof als acceptor als electron donor, zuurstof als acceptor• Geen substraat: fotonen als energiebron; electronen aangeslagen, rollen terug electronenketen af, protongradiGeen substraat: fotonen als energiebron; electronen aangeslagen, rollen terug electronenketen af, protongradiëënt nt
makend, ATP synthesemakend, ATP synthese– Z schema; oxygeen, NAD(P)H producerendZ schema; oxygeen, NAD(P)H producerend– Half Z-schema: anoxygeenHalf Z-schema: anoxygeen
• Steeds variaties op thema; vaak dezelfde componenten hergebruiktSteeds variaties op thema; vaak dezelfde componenten hergebruikt• Koolstof: intermediairen Acetyl op CoA, pyruvaatKoolstof: intermediairen Acetyl op CoA, pyruvaat• Stikstof: intermediairen -NHStikstof: intermediairen -NH22 groep op glutamaat en glutamine) groep op glutamaat en glutamine)• Mogelijkheid bij hoge en lage NHMogelijkheid bij hoge en lage NH33 concentratie (ATP gebruik) concentratie (ATP gebruik)
![Page 142: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/142.jpg)
Algemene Microbiologie
Wat is leuk hieraan?
De microbiele wereld vindt oplossingen op (bijna) elk probleem.
Uitdaging die te begrijpen.Ideëen voor technologie
![Page 143: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/143.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Ik behandel:
• Groei
• Regulatie
• Evolutie
• Genomics
![Page 144: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/144.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groei: 4 verschillende betekenissen
Maken: Het maken van de benodigde materie– Voeding en Metabolisme (Hfdstk 5.1-5.3 & 5.14-5.17)
Vergroten: Het vergroten van het organisme– Celvolumegroei (Hfdstk. 6.1-6.3)
Vermeerderen: Het vermeerderen van het celaantal– (Hfdstk. 6.4 -6.6)
Veranderen: Het differentiëren naar verschillende celtypes
![Page 145: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/145.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Individu versus populatiegroeiIndividu versus populatiegroei
Individu groeit
Populatie groeit
Fig. 6.1
![Page 146: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/146.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
![Page 147: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/147.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Gezien in BioCentrum Amsterdam…..
Fase contrastFase contrast
NucleoNucleoïïdede
FtsZFtsZ
CombinatieCombinatie
![Page 148: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/148.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groei: 4 verschillende betekenissen
Maken: Het maken van de benodigde materie– Voeding en Metabolisme (Hfdstk 5.1-5.3 & 5.14-5.17)
Vergroten: Het vergroten van het organisme– Celvolumegroei (Hfdstk. 6.1-6.3)
Vermeerderen: Het vermeerderen van het celaantal– (Hfdstk. 6.4 -6.6)
Veranderen: Het differentiëren naar verschillende celtypes
![Page 149: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/149.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Populatiegroei: toename in celaantal
Fig. 6.8
![Page 150: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/150.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groei exponentieel, dus onverwacht
• Laten we eens kijken:• Figuren 6.1, 6.8a, 6.8b
![Page 151: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/151.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Cellen lijken plotseling op te komen!Cellen lijken plotseling op te komen!
Fig. 6.8
![Page 152: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/152.jpg)
Algemene Microbiologie
De vleeswaren in Uw koelkast blijven de hele week ‘goed’, maar op zaterdag morgen, stikt het ineens van de witten ronde vlekjes
erop. Wat is dat? Opeens is het vlees bedorven.
Exponentiële groei; de kolonies ontstaan uit enkele bacteriën. Die waren er al die tijd al, maar de grootte wordt opeens zichtbaar; opeens door de exponentiële
groei.
![Page 153: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/153.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Populatiegroei
• Hoofdstuk 6:Microbiële groei– Groei door splitsing: exponentieel Fig. 6.8, – Meetmethodes:
• telkamer Fig 6.14
• platen [levende cellen] Fig. 6.15, 6.16
• troebeling Fig. 6.17
![Page 154: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/154.jpg)
Algemene Microbiologie
Waar schendt het leven de wiskunde?
In de microbiologie: microörganismen vermenigvuldigen zich door zich te
delen
![Page 155: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/155.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Wat is het eenvoudigste groeimodel?
• dN (toename in het aamtal cellen) in een stukje tijd dt:
• Neemt toe met…..
![Page 156: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/156.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Exponentiële groei
NdtdN • Toename in het aantal (dN) is rechtevenredig
met:– het aantal zelf (N)– tijdsduur (dt)– overigens constant (vaak)
• evenredigheidsconstante is specifieke groeisnelheid ‘’
![Page 157: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/157.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
dN per stukje tijd neemt steeds meer toe, omdat er steeds meer cellen zijn
tijd
dNdN
tijd
NN
![Page 158: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/158.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Exponentiële kinetiek
)()ln( tddtN
dNNd
dtNd )ln(
NdtdN
dtN
dN
0)ln()ln( 0 tNN
teN
N
0
Fig. 6.8
tN
N)ln(
0
![Page 159: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/159.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Wanneer geen exponentiële groei?• Op gang komen
(inductie)
• Sex
• Gebrek aan voeding
• Afsterving, migratie
NdtdN
2NdtdN
NdtkNdtkNdtdN DD )(
NdttSdN ))((
NdttdN )(
![Page 160: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/160.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Generatietijd
220
teN
N
2)2ln(693.0 t
Fig. 6.9a
teN
N
0
![Page 161: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/161.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groeisnelheid
• Microbiële groeikinetiek
• Omgevingsfactoren
• Groeicontrole
![Page 162: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/162.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 6:Microbiële groeikinetiek
• Batch groei– lag, exponential, stationary, ‘death’ Fig. 6.10
• Continu cultuur Fig 6.11, 6.13
![Page 163: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/163.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pot groei (batch growth); practicum experiment)
NdtdN Fig. 6.10
![Page 164: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/164.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pot groei (batch growth)
NdtdN Fig. 6.10
![Page 165: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/165.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pot groei (batch growth): inductie fase
NdtdN NdttdN )(Fig. 6.10
![Page 166: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/166.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pot groei (batch growth)
NdtdN NdttSdN ))((Fig. 6.10
![Page 167: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/167.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pot groei (batch growth)
NdtdN NdtkNdtkNdtdN DD )(
![Page 168: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/168.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pot groei (batch growth):groei en dood gelijk in stationaire fase
NdtdN D
DD
k
NdtkNdtkNdtdN
)(0
(max)
(max))( )(
N
eNtN tkD
![Page 169: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/169.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pot groei (batch growth)alleen dood in afsterffase
NdtkNdtkNdtdN DD tk
tk
D
D
eN
eNtN
(max)
(max))( )(
![Page 170: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/170.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Oefenvraag
• Vaak wordt gedacht dat bacterien exponentieel groeien. Dit is niet altijd het geval echter. Geef 3 redenen.
• Bacterie adapteert nog; groei komt op gang
• Substraat raakt op, specifieke groeisnelheid loopt terug
• Stefte groter dan groei
![Page 171: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/171.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pot groei (batch growth)
NdtdN Fig. 6.10
![Page 172: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/172.jpg)
Algemene Microbiologie
Nadeel potgroei
De cel verandert steeds
Liever een constante conditie
![Page 173: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/173.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
NdtDSdN ))((0
Continu cultuur; chemostaat
[S] stelt zich in zodat (S)= D
Fig. 6.11
![Page 174: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/174.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
[Substraat] bepaalt groeisnelheid; batch cultuur
Fig. 6.12
![Page 175: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/175.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groeisnelheid bepaalt [substraat] chemostaat
Fig. 6.12
![Page 176: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/176.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Nu:
• Hoe meten we groei
• Waardoor wordt groei bepaald/beperkt
• Hoe kunnen we groei beperken?
![Page 177: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/177.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe meten we populatiegroei?
• Totaal aantal cellen tellen
• Levende cellen tellen
• Troebelheidsmeting (turbidometry)
![Page 178: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/178.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Total aantal cellen tellen
Fig. 6.14
![Page 179: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/179.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Levende cellen tellen
Let op: ‘viable non-culturable’ cells
worden niet geteld!Fig. 6.15
![Page 180: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/180.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
![Page 181: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/181.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Ook ‘Most probable number’ methode: tussen 0 en 1*106
![Page 182: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/182.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Turbidometrie
Fig. 6.17
![Page 183: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/183.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 6: Groei en Omgevingsfactoren:
– substraat (concentratie of type)– Temperatuur Fig. 6.18, 6.19– pH Fig. 6.24– wateractiviteit [conservering, watersimulerende
stoffen] Fig. 6.25– zuurstof Fig. 6.27, 6.29, 6.30
NdtdN NdtpOapHTSdN OH ),,,,( 22
![Page 184: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/184.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
[Substraat] bepaalt groeisnelheid; batch cultuur
Fig. 6.12
![Page 185: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/185.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
TemperatuurafhankelijkheidTemperatuurafhankelijkheid
Fig. 6.18
![Page 186: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/186.jpg)
Algemene Microbiologie
Conserveringsmethode
Pasteuriseren
Steriliseren-autoclaveren
![Page 187: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/187.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Leven boven het kookpuntLeven boven het kookpunt
Fig. 6.22
![Page 188: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/188.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
pH (zuurtegraad)pH (zuurtegraad)
Fig. 6.24
Zouden deze Zouden deze organismen organismen pathogeen pathogeen kunnen zijn?kunnen zijn?
Zouden deze Zouden deze organismen organismen pathogeen pathogeen kunnen zijn?kunnen zijn?
![Page 189: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/189.jpg)
Algemene Microbiologie
Conserveringsmethode
Zure bom/ augurken
![Page 190: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/190.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 6: Groei en Omgevingsfactoren:
– substraat (concentratie of type)– Temperatuur,– pH – wateractiviteit [conservering, watersimulerende
stoffen]– zuurstof
NdtdN NdtpOapHSTdN OH ),,,,( 22
![Page 191: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/191.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Osmotische druk• Osmotische druk: binnen 0.3 M opgeloste deeltjes,
buiten geen
• Deze moet gebalanceerd worden door en mechanische druk (celwand), anders gaat het water naar binnen
atmospheremN
mllmolKKmolJ
V
nTRa
V
TROH
OH
5.7/105.7
/1000/3.0300//3.8
)ln(
25
3
2
2
![Page 192: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/192.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Osmotische druk• Kleiner buiten: zwelling tot celwand de nodige
tegendruk levert
• Groter buiten: krimping tot intracellulaire ruimte dezelfde osmotische waarde krijgt– dan: verminderde en aH20
– verminderde wateractiviteit– verminderde metabole activiteit– conservering (zoute haring; jam)– of: aanmaak compatibele opgeloste stoffen
![Page 193: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/193.jpg)
Algemene Microbiologie
Conserveringsmethode
Inzouten
Inzoeten
Drogen
![Page 194: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/194.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Compatibele opgeloste stoffen:
Fig. 6.26
![Page 195: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/195.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Evolutionaire aanpassing organismen aan wateractiviteit
Fig. 6.25
![Page 196: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/196.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Zuurstofspanning
• Aerobe organismen– obligaat– facultatief– microaerofiel
• Anaerobe organismen– aerotolerant– obligaat
Oae Oan F M AtFig. 6.27
![Page 197: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/197.jpg)
Algemene Microbiologie
Conserveringsmethode
Inblikken
Begraven
![Page 198: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/198.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Zuurstof is gevaarlijk/kan gevaarlijk worden…….
Fig. 6.29
![Page 199: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/199.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Zuurstofradicaal verwijderende enzymen
Fig. 6.30
![Page 200: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/200.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 6: Groei en Omgevingsfactoren:
– substraat (concentratie of type)– Temperatuur– pH– wateractiviteit [conservering, watersimulerende
stoffen]– zuurstof
NdtdN NdtpOapHSTdN OH ),,,,( 22
![Page 201: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/201.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groei: samenvatting van de geleerde concepten
• Populatie groei
• Groeivergelijkingen: standaard is exponentieel; 4 andere vormen
• Cel aantal meten (4 methodes) levend/dood
NdtpOapHTSdN OH ),,,,( 22
![Page 202: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/202.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Groei: 4 verschillende betekenissen
Maken: Het maken van de benodigde materie– Voeding en Metabolisme (Hfdstk 5)
Vergroten: Het vergroten van het organisme– Celvolumegroei (Hfdstk. 6.1-6.3)
Vermeerderen: Het vermeerderen van het celaantal– (Hfdstk. 6.4 -6.11)
Veranderen: Het differentiëren naar verschillende celtypes
![Page 203: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/203.jpg)
Algemene Microbiologie
21.1,2,4,14,17,18: Diversiteit: Katabole alternatieven
Standaardkatabolisme
Alternatieven
![Page 204: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/204.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Overzicht metabolisme; Overzicht metabolisme; katabolisme, anabolisme en centrale rol van katabolisme, anabolisme en centrale rol van
twee energiëentwee energiëen
Gibbs
Gibbs harvest
![Page 205: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/205.jpg)
Algemene Microbiologie
Geen zuurstof?
Hoe lossen sommige microorganismen dit op?
![Page 206: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/206.jpg)
Algemene Microbiologie
Diversiteit in fermentatie
![Page 207: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/207.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Belang
![Page 208: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/208.jpg)
Algemene Microbiologie
Geen zuurstof.Wel energie uit redox halen.
Hoe?
5.10: Fermentatie: geen externe electronacceptor
of
Anaerobe ademhaling: andere electronacceptor dan zuurstof
![Page 209: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/209.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Letten op dingen die de cel niet kan maken: electronen; redox
• Electronen afplukken van substraat (electrondonor) en afstaan aan externe electronacceptor: ademhaling
• Waarom? • Omdat hierbij Gibbs energie gewonnen kan worden.• Indien er geen externe electron acceptor is, dan:
– fermentatie• Hoe dan Gibbs energie winnen?
– interne redox– verborgen electron acceptorverborgen electron acceptor
![Page 210: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/210.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Electron toren
• AcetylCoA maken om daaruit Gibbs energie te halen, maar hoe dan het redox probleem oplossen?
(AcetatylCoA+CO(AcetatylCoA+CO22)/pyuvate)/pyuvate2e2e-- ??--
![Page 211: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/211.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Electron toren
• AcetylCoA maken om daaruit Gibbs energie te halen, maar hoe dan het redox probleem oplossen?
(AcetatylCoA+CO(AcetatylCoA+CO22)/pyuvate)/pyuvate2e2e-- ??--
Dit kan alleen omdat er Dit kan alleen omdat er voldoende energie in voldoende energie in acetylCoA zitacetylCoA zit
![Page 212: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/212.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Dit heet toch ‘fermentatie’ omdat Dit heet toch ‘fermentatie’ omdat HH++ niet van buiten komt, maar van niet van buiten komt, maar van water in het medium: Hwater in het medium: H22OOHH+++OH+OH--
2H2H+++2e+2e-- HH22
![Page 213: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/213.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Letten op dingen die de cel niet kan maken: electronen; redox
• Electronen afplukken van substraat (electrondonor) en afstaan aan externe electronacceptor: ademhaling
• Waarom? • Omdat hierbij Gibbs energie gewonnen kan worden.• Indien er geen externe electron acceptor is, dan:
– fermentatie• Hoe dan Gibbs energie winnen?
– interne redox– verborgen electron acceptorverborgen electron acceptor
![Page 214: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/214.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Letten op dingen die de cel niet kan maken: electronen; redox
• Electronen afplukken van substraat (electrondonor) en afstaan aan externe electronacceptor: ademhaling
• Waarom? • Omdat hierbij Gibbs energie gewonnen kan worden.• Indien er geen externe electron acceptor is, dan:
– fermentatie• Hoe dan Gibbs energie winnen?
– interne redoxinterne redox– verborgen electron acceptor
![Page 215: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/215.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Fermentatie: geen externe electronacceptor: interne redox balans
![Page 216: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/216.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Energiewinnende routes met fosforylering op substraatniveau (dwz niet met de electronketen)
![Page 217: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/217.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
En dan dus nog electron acceptatie
![Page 218: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/218.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Electronen bv. weer naar HElectronen bv. weer naar H++
![Page 219: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/219.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Of naar interne verbinding
![Page 220: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/220.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Fermentatie (interne oxidatie en reductie): redox balans; geen externe electron acceptor
Oxidized-Oxidized-
![Page 221: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/221.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolysein melkzuurbacteriën: fermentatie: redox redox
balans in het balans in het process zelfprocess zelf
Glucose:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO-CH2OH
Lactic acid/melkzuur:
CH3-CHOH-COOH
gereduceerd
geoxideerd
![Page 222: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/222.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Voor vrije energie (gaat verloren in processen) moet de balans positief zijn
Voor elementen moet de balans nul zijn
• Netto ATP productie ?
• Netto C productie (nodig voor biomassa)?
• Redox balans (indien voeding even gereduceerd als biomassa; dan moet catabolisme redox neutraal zijn); tenzij er externe electronacceptor is voor electron overschot (bv Zuurstof)
![Page 223: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/223.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glycolysein
melkzuurbacteriën : fermentatie:
Gibbs energie Gibbs energie surplussurplus
Glucose:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO-CH2OH
Lactic acid/melkzuur:
CH3-CHOH-COOH
gereduceerd
geoxideerd
Glycolyse in melkzuurbacteriGlycolyse in melkzuurbacteriëën levert op:n levert op:
2 ATP/ glucose2 ATP/ glucose
Ipv 34,6 ATP/glucose in standaard Ipv 34,6 ATP/glucose in standaard metabolismemetabolisme
![Page 224: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/224.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Glucose:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO-CH2OH
Lactic acid/melkzuur:
CH3-CHOH-COOH
gereduceerd
geoxideerd
Glycolysein melkzuurbacteriën :
fermentatie: Koolstof Koolstof surplus als surplus als enkel enkel
molecuul: melkzuur molecuul: melkzuur (lactic acid)(lactic acid)
HomoHomofermentatieffermentatief
![Page 225: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/225.jpg)
Algemene Microbiologie
Alternatieven op glycolyse
Heterofermentatief (lactaat plus alcohol)
Homofermentatief Entner-Douderoff
![Page 226: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/226.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Heterofermentatief
wat is het verschil?
![Page 227: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/227.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hetero-fermentatief
Wat is het verschil?
![Page 228: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/228.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Entner-Douderoff
22
![Page 229: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/229.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Mixed acid fermentation
![Page 230: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/230.jpg)
Algemene Microbiologie
Wat moet ik hier nu in … van leren?
U moet het kunnen beargumenterenU moet het kunnen beargumenterenU moet erover kunnen nadenkenU moet erover kunnen nadenkenDe gouden regel: de microorganismen kunnen allles… wat De gouden regel: de microorganismen kunnen allles… wat mogelijk ismogelijk isMaar ze hebben Gibbs vrije energie nodigMaar ze hebben Gibbs vrije energie nodigEn elementen om te groeien.En elementen om te groeien.
![Page 231: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/231.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Zoals, wanneer ik de vraag stel:
• De Gibbs vrije energie van ATP is zo’n 45 kJ/mol (standaard Gibbs vrije energie 32 kJ/mol)
• De Gibbs vrije energie die anaeroob vrij kan komen uit stoffen zoals succinaat (barnsteenzuur) is 21 kJ/mol
• Succinaat + H2O propionaat +bicarbonaat • –G0’=-20.5 kJ/mol• Verwacht U bacteriën op barnsteenzuur onder de
grond?
![Page 232: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/232.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Aanwijzing
![Page 233: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/233.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Antwoord33
33
![Page 234: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/234.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Antwoord33
33
Maak NaMaak Na++ gradient gradient met Gibbs energie met Gibbs energie van 18 kJ/molvan 18 kJ/mol
Het NaHet Na++-ATPase -ATPase gebruikt 3 Nagebruikt 3 Na++ per per ATP dus 3x18=54 kJ ATP dus 3x18=54 kJ voor een mol ATP voor een mol ATP van 48 kJ.van 48 kJ.
Energie zonder ademhaling of Energie zonder ademhaling of substraatniveaufosforyleringsubstraatniveaufosforylering
![Page 235: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/235.jpg)
Algemene Microbiologie
Zuurstof
Rol als electron acceptor om Gibbs energie Rol als electron acceptor om Gibbs energie op te leverenop te leveren
Rol als chemische groep in verbindingenRol als chemische groep in verbindingen
![Page 236: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/236.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
In ademhaling
• 4 e- + O2 + 4 H+ H2O
• Zuurstof komt hierbij NIET in een voor het leven nodige stof terecht
![Page 237: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/237.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Bij oxygenatie wel
• A + O2 + AO + H2O mono-oxygenase
• Een zuurstofatoom komt hierbij WEL in een voor het leven nodige stof terecht
• A + O2 + AO2 + H2O di-oxygenase
• Beide zuurstofatomen komen hierbij WEL in een voor het leven nodige stof terecht
![Page 238: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/238.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Afbraak van aromaten, bijvoorbeeld
![Page 239: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/239.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Paradoxen rondom suiker
• Cellulose, zetmeel en glycogeen
• Structuur materiaal, energieopslag
• Niet, wel, wel afbreekbaar
![Page 240: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/240.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Pentose fosfaat route
• Pentoses voor nucleotiden
• NADPH
• C4, C5, C6, C7 suiker gevormd
![Page 241: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/241.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Citroenzuurcyclus probleem:kun je groeien op acetaat?
![Page 242: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/242.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Citroenzuurcyclus probleem:kun je groeien op acetaat of succinaat?
Neen, want dan Neen, want dan verbruik je verbruik je cyclus cyclus intermediairenintermediairen
![Page 243: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/243.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Citroenzuurcyclus probleem:kun je groeien op acetaat of succinaat?
Oplossing: glyoxylaat cyclus
![Page 244: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/244.jpg)
Algemene Microbiologie
Microbiële genomics
![Page 245: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/245.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 13: Genomics
• Cloning• Genome sequencing• Genomes• Omics:
– Transcriptomics– Proteomics– Metabolomics– Integrative Bioinformatics
![Page 246: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/246.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Cloning: Artificial chromosomes
Figs. 13.2 en 13.3
![Page 247: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/247.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Sequentiebepaling• Systematisch: contigs, of:
• ‘Random’ shotgun’ (aan flarden, dan sequenties bepalen), plus bioinformatica: via overlap aan elkaar leggen en dan genen (ORFs) herkennen
Fig. 13.4
atgcgcgtatatg
atatgcgcgtatatg
![Page 248: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/248.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe groot zijn de
genomen?
Tabel 15.1
![Page 249: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/249.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Genoom sequentie en bioinformaticaGenoom sequentie en bioinformatica
• Shot-gun sequentiebepaling
• Stambomen maken
• Identificatie van genfuncties middels homologie van ORF’s aan bekende genen
• Netwerk reconstructie
• Begrijpen netwerk functioneren (=integratieve bioinformatica en systeembiologie)
![Page 250: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/250.jpg)
Algemene Microbiologie
Sequenties zijn homoloog maar ook Sequenties zijn homoloog maar ook uniekuniek
Voor organismen
Voor eiwitten
![Page 251: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/251.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Eiwitsequenties zijn uniek:hulp bij identificatie van mRNA en
eiwitten• Knip eiwitband uit• Sequence een paar
aminozuren• Bepaal welk eiwit
het is uit de genoom sequentie
![Page 252: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/252.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
De ‘omes’
Genoom
Transcriptoom
Proteoom
Metaboloom
![Page 253: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/253.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Transcriptoom: hybridization array
Fig. 13.15 & 13.16
![Page 254: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/254.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Proteoom2-D gelelectroforese
(Wordt vervangen door massaspectrometrie)
Kan voor prokaryoten
Nog niet voor zoogdieren
Vanwege genoom groottes
Fig. 15.13
![Page 255: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/255.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Integratieve BioinformaticaIntegratieve Bioinformatica
• Combineer DNA, mRNA, eiwit and metabolieten /functie informatie
Fig. 13.6
![Page 256: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/256.jpg)
Algemene Microbiologie
Metagenomics(Ecogenomics aan de VU)
Genomen van alle organismen in een ecosysteem (bv de darm of de
Saragossazee)
![Page 257: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/257.jpg)
Algemene Microbiologie
Metabolomics
NMR
Massa spectrometrie
Robot enzym assays
![Page 258: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/258.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Dit was hoofdstuk 13: Genomics
• Cloning• Genome sequencing• Genomes• Omics:
– Transcriptomics– Proteomics– Metabolomics– Integrative Bioinformatics
![Page 259: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/259.jpg)
Algemene Microbiologie
Hoofdstuk 18 (18.1 – 18.4)
EvolutieEvolutie
![Page 260: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/260.jpg)
Algemene Microbiologie
Eerst
Twee grote principes:
Vinogradsky/Beyerinck
Kluyver
![Page 261: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/261.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Het principe van Winogradsky/BeijerinckHet principe van Winogradsky/Beijerinck;verrijkingsculture
Azotobacter chroococcum (aerobe stikstoffixeerder)
![Page 262: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/262.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
• Alles is overal
• Wat er groeit hangt slechts af van wat je aanbiedt
Het principe van Winogradsky (1890)/Beijerinck
![Page 263: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/263.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Het principe van Winogradsky/Beijerinck verklaard• activiteit komt op achtereenvolgens door:
– metabolisme van al aanwezige organismen,– inductie van zulk mechanisme in al aanwezige
organismen,– groei van de organismen– selectie van beter aangepaste mutanten die al in
de populatie aanwezig waren – mutatie en dan selectie van nieuwe organismen
![Page 264: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/264.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Het principe van Winogradsky/Beijerinck
tijd
omze
ttin
gsac
tivi
teit
indu
ctie
met
abol
ism
e
groe
i
sele
ctie
mut
atie
![Page 265: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/265.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
• Principe:– Alles is overal– Wat er groeit hangt slechts af van wat je aanbiedt
• Methodiek: – Verrijkingsculture:
• Om organismen te vinden en dan te bestuderen:» bv long pathogenen (TB)
• Om industriële processen biologisch te maken» bv. Alcohol resistente gist
Het principe van Winogradsky (1890)/Beijerinck
![Page 266: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/266.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Diversiteit en evolutieDiversiteit en evolutie
• Enorme diversiteit qua functie
• Enorme overeenkomsten qua componenten en netwerken (homologie) [eenheid in de biochemie=principe van Kluyver]
![Page 267: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/267.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Principe van KluyverPrincipe van Kluyver: eenheid in de biochemie van de grote verscheidenheid
van organismen• Verklaring: door de grote homologie• Alle organismen stammen van hetzelfde organisme af• Mutaties leven alleen voort als ze geen nadeel opleveren• Als je reeds optimaal bent, dan zijn alle mutaties negatief• Dubbele mutaties zijn zeldzaam• Wel: evolutie door het overnemen/anders toepassen van reeds
succesvolle eenheden
![Page 268: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/268.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Principe van KluyverPrincipe van Kluyver: eenheid in de biochemie van de grote verscheidenheid
van organismen
• Verklaring: door de grote homologie• Dit kan gezien worden als bewijs voor de evolutie• Het alternatief zou analogie geweest zijn (dezelfde
functionaliteit maar verschillende oorsprong): de DNAsequentie wijst op gelijke afstamming, dus op homologie)
![Page 269: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/269.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Diversiteit en evolutieDiversiteit en evolutie
• Enorme diversiteit qua functie• Enorme overeenkomsten qua samenstelling
(homologie) [eenheid in de biochemie=principe van Kluyver]
• Diversiteit: Bergey’s handleiding (Appendix 2)• Beyerink principe. Uitdaging: elke soort lost zijn eigen
problemen op
![Page 270: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/270.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe oud zijn wij?Hoe oud zijn wij?
4 miljard jaar4 miljard jaar
![Page 271: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/271.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe oud zijn wij?Hoe oud zijn wij?
• U: 20 jaar• De mens: 0.25 Mjaar• Multicellulaire organismen: 0.7 Gjaar• Oxygeen leven: 2.9 Gjaar• Aards leven: 3.9 Gjaar [300 genen??]• De Aarde: 4.6 Gjaar• Zonnestelsel: 4.6 Gjaar• Het heelal: 14 Gjaar
![Page 272: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/272.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Het begin
300 genen (??)
Ontstaan van de soorten
Ontstaan van het leven
300 genen (!!)
LUCA: Last Universal LUCA: Last Universal Common AncestorCommon Ancestor
![Page 273: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/273.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
The origin of speciesHet ontstaan van de soorten
• Evolutie is de zeer waarschijnlijke verklaring– Evolutionaire stambomen worden bevestigd door de
DNA-sequentie homologie– Diversiteit, maar toch een gemeenschappelijk
oorsprong
![Page 274: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/274.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Stamboom: Stamboom: eerst eerst
sequencensequencen
Fig. 14.9
![Page 275: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/275.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Fig. 14.10
![Page 276: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/276.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Fig. 14.16
Evolutionaire stamboom
LUCA: Last Universal LUCA: Last Universal Common AncestorCommon Ancestor
![Page 277: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/277.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
The origin of LifeDe oorsprong van het leven
• Slechts 0.4 Gjaar, vergeleken met 4 Gjaar voor de evolutie
• Verklaringen van de eerste levensvorm, die reeds complex moet zijn geweest (‘300 genen’) – Evolutie uit dode materie (niet onmogelijk)
– Afkomstig van een andere planeet (verplaatst het probleem, maar geeft wel veel meer tijd (10 Gjaar)
– Schepping: verplaatst het probleem en is ontestbaar
![Page 278: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/278.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Het begin
300 genen (??)
Ontstaan van de soorten
Ontstaan van het leven
![Page 279: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/279.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
De vroegste vorm van leven
• Zelf replicerend RNA in lipide vesicles?
• Cel? (‘ 300 genen’)– Membraan– Geheugen– Energie – Katalysatoren
![Page 280: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/280.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Energie
• Geen zuurstof• Chemolithotrofe
organismen:• H2 + S → 2H+ + S2-
• Zuurstof producerende organismen 2.8 Gjaar
• Maar eerst Fe2+ op oxideren: 2 Gjaar
![Page 281: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/281.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoofdstuk 14 samenvatting
• 4 Gjaar evolutie vanuit enkel organisme
• Stamboom: grote diversiteit èn grote verwantschap
• De vroegste vorm van leven: giswerk
![Page 282: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/282.jpg)
Algemene Microbiologie
Werkvragen
Hoe detecteren we leven?
Is er leven op Mars?
Zjn er onbekende typen leven op aarde?
![Page 283: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/283.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Evolutie stamboom (rRNA sequenties)
![Page 284: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/284.jpg)
Algemene Microbiologie
Evolutie tot diverse levensvormen
Moleculaire verschillen geringer
![Page 285: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/285.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe groot is leven (En waarom?)
Fig. 2.3
![Page 286: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/286.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe ziet het leven eruit?Prokaryoot
Fig. 2.1
![Page 287: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/287.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Hoe ziet het leven eruit?Eukaryoot
Fig. 2.1
![Page 288: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/288.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Interne struktuur; wat is er zichtbaar?
• Kern(-membraan)
• Organellen
• Celmembraan– lipiden– membraaneiwitten– functie– celmuur
![Page 289: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/289.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
De eukaryote cel: constellatie van ‘subcellen’
50 μm
![Page 290: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/290.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
Endosymbiose: bewijs
• Mitochondriën en chloroplasten bevatten DNA en eigen ribosomen [70 S]
• Antibiotica tegen prokaryote eiwit synthese werken ook ‘tegen’ chloroplasten en mitochondriën
• Fylogenetische stamboom: mitochondriën en chloroplasten dichtbij prokaryoten
![Page 291: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/291.jpg)
Algemene Microbiologie
Hoofdstuk 15.1-15.13 verder
DoorlezenGevoel krijgen voor de diversiteit
En voorAlles kan, wat kan.
![Page 292: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/292.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
LeerdoelenLeerdoelen
• Introduceren van het minimum aan supramoleculaire concepten en technieken dat nodig is om het leven te kunnen gaan begrijpen.
• Dit geschiedt aan de hand van de microbiële cel als de kleinste eenheid van autonoom leven.
![Page 293: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/293.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
EindtermenEindtermen• Begrip van het verschil tussen de levende cel en de ervan deel
uitmakende moleculen. • Inzicht in:
– de noodzakelijkhden van het metabolisme– de rijkdom van het metabolisme– het principe van Kluyver/Beyerinck– genetische en metabole overeenkomsten en diversiteit– diversiteit van kweekmethoden.– diversiteit van regulatiemethodes. – wat microbiële groei beïnvloedt– hoe microbiële groei onder controle gehouden kan worden.– overzicht van de diverse levensvormen– de levendigheid van het genoom
• Appreciatie van de verbondenheid van structuur, processen en functioneren
• Inzicht in:– de specifieke mogelijkheden van microbiële experimenten.
![Page 294: De microbi ë le cel Van molecuul tot leven](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020111/56813409550346895d9afdeb/html5/thumbnails/294.jpg)
De microbiële cel, november 2008: colleges Westerhoff
black board