Bacteriën en archaea
Onder goede laboratoriumomstandigheden kan één E. coli-cel in ongeveer 20 minuten twee worden.
Drie veelvoorkomende vormen
Bacteriën worden vaak naar vorm beschreven. Ronde bacteriën zijn kokken (enkelvoud: kok). Staafvormige bacteriën zijn bacillen. Gebogen vormen hebben verschillende namen: een kommavormige bocht is een vibrio, een stijve spiraal een spirillum, en een buigzame kurkentrekker een spirocheet. De vorm alleen zegt je niet welke soort het is, maar het is een van de eerste dingen die een microbioloog onder de microscoop noteert.
Wat er in een bacterie zit
Een bacteriecel heeft geen kern. Het DNA zit in een gebied dat het nucleoïde heet, en de meeste bacteriën hebben één ringvormig chromosoom, al zijn er uitzonderingen met lineaire. Het cytoplasma zit vol ribosomen die eiwitten bouwen. Eromheen zit een plasmamembraan, en daaromheen hebben de meeste bacteriën een celwand met peptidoglycaan, een netwerk van suikers en korte eiwitketens. Sommige bacteriën hebben ook een slijmerig kapsel buiten de wand, zweepachtige flagellen om te zwemmen en korte haarachtige pili om aan oppervlakken te blijven plakken.
Deling in tweeën
De meeste bacteriën planten zich voort door binaire deling, een eenvoudige verdeling in tweeën. Eerst groeit de cel en maakt van alles binnenin meer. Het kopiëren van het chromosoom begint op één plek, de oorsprong van replicatie, en loopt in beide richtingen rond de cirkel tot de twee kopieën compleet zijn. Een eiwit dat FtsZ heet, verzamelt zich dan in een ring, de Z-ring, rond het midden van de cel. Er voegen zich meer eiwitten bij, een nieuwe wand en membraan groeien naar binnen als een delende tussenwand, en de cel snoert in tweeën tot twee dochtercellen, elk met een volledige kopie van het genoom. Voortplanting bij prokaryoten is altijd ongeslachtelijk, hoewel bacteriën wel via andere wegen genen uitwisselen.
Sleep om te draaien. Scroll of knijp om te zoomen.
Binaire deling is niet de enige manier. Sommige cyanobacteriën bouwen veel nucleoïden op langs een draad en breken dan in één keer in veel nieuwe cellen uiteen, wat fragmentatie heet. Andere bacteriën laten aan één kant een smalle uitloper groeien waarvan de top opzwelt tot een kleinere cel, een knop. De reuzenbacterie Epulopiscium laat meerdere dochtercellen in de moeder groeien, die dan openbreekt en ze loslaat.
Bacteriën zijn ook ver buiten het laboratorium van belang. Cyanobacteriën doen dezelfde zuurstofvrijmakende fotosynthese als planten en algen. Rhizobia in de wortelknolletjes van erwten en bonen zetten stikstofgas uit de lucht om in ammoniak die de plant tot eiwitten kan bouwen. Ontelbaar vele andere breken dood materiaal in grond en water af. Een paar veroorzaken ziekte, en daarom kijken de volgende hoofdstukken naar hoe snel ze groeien en hoe wetenschappers leerden ze te herkennen.
Archaea
Archaea zien er onder een microscoop uit als bacteriën, enkele cellen zonder kern, maar ze hebben een aparte evolutionaire geschiedenis en verschillen in hun genen, scheikunde, celwanden en membranen. Hun wanden bevatten geen peptidoglycaan; sommige methanogene archaea hebben in plaats daarvan een vergelijkbare stof die pseudopeptidoglycaan heet. Archaea leven in bijna elke leefomgeving, ook op plekken die erg heet, erg koud, erg zuur of erg basisch zijn. De gekleurde ringen van Morning Glory pool, een warme bron in Yellowstone National Park, komen van verschillende microbegemeenschappen die bij verschillende watertemperaturen leven.
| Bacteriën | Archaea | |
|---|---|---|
| Kern | Nee | Nee |
| Peptidoglycaan | De meeste hebben het | Nee |
| Gewone grootte | Ongeveer 1 µm | Vergelijkbaar |
| Extreme leefgebieden | Sommige | Veel |
- Vormen: kokken (rond), bacillen (staafjes), gebogen vormen.
- Geen kern; DNA in het nucleoïde; wand met peptidoglycaan bij de meeste bacteriën.
- Binaire deling: DNA gekopieerd, FtsZ-ring, tussenwand, twee cellen.
- Archaea: geen peptidoglycaan, veel in extreme leefgebieden.
| Kok | Ronde bacterie. |
| Bacil | Staafvormige bacterie. |
| Nucleoïde | Gebied van een prokaryote cel dat het DNA bevat. |
| Peptidoglycaan | Netwerk van suikers en korte peptiden in de wanden van de meeste bacteriën. |
| Deling in tweeën | Verdeling van één cel in twee gelijke cellen. |
| FtsZ | Eiwit dat de Z-ring vormt waar de cel zich deelt. |
- Een staafvormige bacterie heet…
- een bacil
- een kok
- een spirillum
- een vibrio
- Waar zit het DNA van een bacterie?
- In het nucleoïde
- In een kern
- In de celwand
- In de flagel
- Welke stof zit in de celwanden van de meeste bacteriën maar niet van archaea?
- Peptidoglycaan
- Cellulose
- Chitine
- Keratine
- Welk eiwit vormt de ring waar een delende bacterie in tweeën snoert?
- FtsZ
- RuBisCO
- Hemoglobine
- Actine uit spieren
- Zet de stappen van binaire deling in volgorde.
- Een cel deelt zich elke 20 minuten. Hoeveel generaties zijn 3 uur?
- Als je met één cel begint, hoeveel cellen zijn er dan na die 9 generaties?
- Cyanobacteriën die een draad in één keer in veel nieuwe cellen laten uiteenvallen, planten zich voort door…
- fragmentatie
- knopvorming
- binaire deling
- mitose
- Waar komen archaea voor?
- Bijna overal, ook in warme bronnen en erg zure plekken
- Alleen in de menselijke darm
- Alleen in de diepzee
- Alleen op plantenbladeren
- Voortplanting bij prokaryoten is altijd…
- ongeslachtelijk
- geslachtelijk
- alleen via sporen
- via meiose
Bronnen van deze cursus (15)
- OpenStax Microbiology 1.1 What Our Ancestors Knew (fermented drink from rice, honey and fruit in Neolithic China by 7000 BC, Saccharomyces cerevisiae in bread, Leeuwenhoek 1675 "animalcules" in rain water, Golden Age of Microbiology 1857 to 1914; openstax.org/books/microbiology/pages/1-1-what-our-ancestors-knew)
- 1.3 Types of Microorganisms (about 100 µm to see with the eye, animal cell about 10 µm, bacteria about 1 µm, viruses about 100 nm, three domains, coccus/bacillus/spirillum, archaea without peptidoglycan and in extreme places such as Morning Glory pool, protists, algae, diatoms 2 to 200 µm, protozoa with cilia, flagella or pseudopods, fungi with chitin walls, more than 1000 yeast species, molds and penicillin, helminths, prions about one-tenth of a virus; .../1-3-types-of-microorganisms)
- 3.1 Spontaneous Generation (Aristotle, van Helmont's mice recipe of 3 weeks, Redi 1668 with six jars, Needham 1745, Spallanzani, Pasteur 1858 gun-cotton filter, swan-neck flasks, Alhumbert Prize 1862, 1864 lecture; .../3-1-spontaneous-generation)
- 3.2 Foundations of Modern Cell Theory (Semmelweis 1847, 10 to 20 percent vs 1 percent, chlorinated lime; Snow; Pasteur 1856 fermentation; Lister 1867 carbolic acid; Koch's postulates; .../3-2-foundations-of-modern-cell-theory)
- 6.1 Viruses (acellular, obligate intracellular parasites, DNA or RNA never both, capsid, envelope, spikes, helical/polyhedral/complex, 20 nm to 900 nm, Ivanovski 1892 with the Chamberland filter of 1884, pore 0.1 µm, Beijerinck 1898 and virus = poison, Stanley 1935, host range, bacteriophages, FDA 2006 phage spray on lunch meats; .../6-1-viruses)
- 9.1 How Microbes Grow (binary fission, FtsZ Z ring, generation time, E. coli 20 minutes, human generation 25 years, M. tuberculosis 15 to 20 hours, M. leprae 14 days, 2^48 = 281,474,976,710,656 after 24 h at 30 minutes, Nn = N0 2^n, lag/log/stationary/death, budding, fragmentation, Epulopiscium; .../9-1-how-microbes-grow)
- Royal Society: Philosophical Transactions 12:821-831, published 25 March 1677, Leeuwenhoek's Dutch letter of 9 October 1676 "concerning little animals" (doi.org/10.1098/rstl.1677.0003)
- Royal Society archive EL/L1/22 (letter to Oldenburg dated at Delft, 18 pages, partial translation by Oldenburg)
- Royal Society blog "Celebrating Leeuwenhoek", 2023 (first letter via de Graaf, Phil. Trans. 19 May 1673; 190 letters in fifty years; died 26 August 1723 aged 90)
- N. Lane 2015, Phil. Trans. R. Soc. B 370:20140344 (upwards of 1,000,000 creatures in a drop of pepper-water; letter read aloud over several sessions)
- Lens on Leeuwenhoek, letter L-040 (Oldenburg printed less than half; Hooke succeeded later in 1677)
- CDC MMWR 53(34):783, 2004, 150th Anniversary of John Snow and the Pump Handle (31 August 1854, handle removed 8 September 1854, Vibrio cholerae isolated 1883; cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5334a1.htm)
- CDC History of Smallpox and Smallpox timeline (Jenner 1796; 33rd World Health Assembly declared the world free of smallpox on 8 May 1980; cdc.gov/smallpox/about/history.html)
- American Chemical Society, Discovery and Development of Penicillin landmark (Fleming 1928 at St Mary's Hospital London, paper June 1929, Florey and Chain at Oxford from 1939; acs.org/education/whatischemistry/landmarks/flemingpenicillin.html)
- Fleming 1929, Br J Exp Pathol 10:226. Sender, Fuchs and Milo 2016, PLoS Biol 14:e1002533 (3.8 × 10^13 bacteria and 3.0 × 10^13 human cells in a 70 kg reference man, ratio about 1.3, bacteria about 0.2 kg).
Geraadpleegd: 2026-10-17