Loading AI tools
domein van eencellige, soms in kolonies levende micro-organismen Van Wikipedia, de vrije encyclopedie
De bacteriën (Bacteria) vormen een domein van eencellige, doorgaans vrijlevende micro-organismen. De meeste bacteriën zijn slechts enkele micrometers groot – alleen zichtbaar onder de microscoop – en leven in losjes georganiseerde kolonies in bijna alle habitats op Aarde. Ze zijn aanwezig in bodems, in het water, in associatie met planten en dieren, maar ook in extremere omgevingen zoals warmwaterbronnen en zelfs de diepe lagen van de planeet.
Het lichaam van mensen en dieren is de woonplaats van vele miljarden bacteriën. Veruit het merendeel is onschadelijk en sommige bacteriën vervullen zelfs nuttige functies, zoals de vertering van voedsel. Er zijn echter ook verschillende bacteriesoorten die ernstige besmettelijke ziektes veroorzaken, waaronder cholera, syfilis en tuberculose. Om bacteriële infecties te bestrijden, gebruikt men antibiotica, maar resistentie van bepaalde bacteriestammen tegen antibiotica is een groeiend probleem. Bacteriën spelen een belangrijke rol bij de zuivering van afvalwater, bij de productie van sommige levensmiddelen als kaas en yoghurt, en in de biotechnologie voor de productie van commercieel nuttige chemicaliën.
Bacteriën waren de eerste levensvormen die verschenen op Aarde. In tegenstelling tot de cellen van planten, dieren en andere eukaryoten bevatten de cellen van bacteriën geen kern en weinig andere cellulaire structuren. Ze worden om deze reden als prokaryoten geclassificeerd. In de jaren 1990 ontdekte men op basis van moleculair-genetische gegevens dat prokaryoten bestaan uit twee zeer verschillende groepen organismen: bacteriën en archaea. Bacteriën worden bestudeerd in een wetenschapstak genaamd microbiologie.
| Fylogenie van de Eubacteria[1] |
|---|
In staat tot fotosynthese |
Bacteriën zijn bijna overal te vinden. De meeste bacteriën zijn zo'n 1-5 µm (0,001-0,005 mm) lang. De grootte kan per soort echter nogal variëren. De parasitaire bacterie Rickettsia kan 0,1 μm (0,0001 mm) meten, terwijl de "zwavel-etende" reuzenbacterie Thiomargarita namibiensis afmetingen tot 750 micrometer (0,75 mm) kan bereiken. Bacteriën zijn de kleinste organismen die nog met een lichtmicroscoop waarneembaar zijn.
De meeste bacteriën zijn niet schadelijk maar juist onmisbaar voor het leven op aarde en onontbeerlijk voor de gezondheid van plant, dier en mens. Plantenzaden hebben al een eigen zogeheten beschermend 'microbioom', soortspecifieke bacteriën die met de individuele plant (in aantal) 'meegroeien' en beschermen tegen andere, schadelijke, bacteriën, virussen en schimmels. Het microbioom in de darmen van mensen en dieren waar bacteriën en schimmels als symbionten met hun gastheer leven is de zogenaamde darmflora. De darmflora helpt bij de spijsvertering, bevordert de peristaltiek en maakt vitamine K aan. Ook houdt de darmflora schadelijke bacteriën tegen en vormt daarmee een deel van de afweer. Ook natuurlijk aanwezige bacteriën op de huid vormen een deel van de afweer.
Sommige plantensoorten leven, om in hun voedingsstoffen te voorzien, in symbiose met specifieke (bodem)bacteriën, bijvoorbeeld de vlinderbloemenfamilie waartoe de peulvruchten behoren. De zogeheten 'bodemfauna' bestaat überhaupt voor het grootste deel uit (al dan niet symbiotische) bacteriën en microscopische schimmels.
Zuurkool en yoghurt danken hun bestaan aan fermentatie van respectievelijk witte kool en melk door melkzuurbacteriën. In de industrie worden bacteriën gebruikt om organisch afval af te breken en om medicijnen te maken.
Het inwendige van een bacterie bestaat uit cytoplasma met daarin onder andere het DNA. Het cytoplasma wordt omgeven door een celmembraan. Bij de meeste bacteriesoorten zit hier omheen een celwand op basis van peptidoglycaan. Veel bacteriën kunnen om de celwand nog een kapsel, een slijmlaag of een celenvelop hebben. Bacteriën kunnen verder uitsteeksels hebben aan de buitenkant in de vorm van flagellen en/of pili.
Bacteriën kunnen op verschillende manieren praktisch van elkaar worden onderscheiden. Bacteriën worden onderverdeeld op basis van drie kenmerkgroepen:
De vorm van de bacteriën wordt gebruikt voor de systematische indeling, zonder dat daardoor tegelijk ook relaties in verwantschap worden aangegeven. Op basis van vorm en ligging kan men al veel bacteriën van elkaar onderscheiden. Zo onderscheidt men kokken, die bolvormig zijn, staven, die een grote variatie in lengte, doorsnede en vorm kunnen hebben en spiraalvormige micro-organismen, die een kurkentrekkerstructuur of kommavorm hebben. De manier waarop de cellen ten opzichte van elkaar liggen kan ook verschillen, doordat na de deling de dochtercellen (de nieuw gevormde bacteriën) vaak op karakteristieke wijze bij elkaar blijven liggen.
Te onderscheiden zijn:
De celwand van bacteriën bestaat uit peptidoglycaan (mureïne). Door middel van een gramkleuring kan zichtbaar worden gemaakt of deze laag dik of dun is. De celwand omsluit de celmembraan van de bacterie-cel.
Tussen de bacteriën zijn heterotrofe en autotrofe bacteriën te vinden:
Bacteriën gedijen beter of slechter afhankelijk van de volgende omgevingsfactoren:
Bacteriën kunnen verschillende eisen stellen aan het milieu om er te kunnen groeien. Voldoet de omgeving hier niet aan, dan zullen bepaalde bacteriën zich niet vestigen of niet groeien. Omgekeerd kunnen gunstige milieufactoren de groei en vermenigvuldiging weer stimuleren. Volgens de Baas Becking-hypothese geldt voor bacteriën: "Alles is overal, maar het milieu selecteert".
Naar gevoeligheid voor temperatuur worden er drie groepen bacteriën onderscheiden:
Wat de gevoeligheid voor de zuurgraad van de omgeving betreft kunnen bacteriën ingedeeld worden als
De meeste bacteriën groeien bij een pH van 7 en kunnen over het algemeen een pH bereik van 5 tot 8 tolereren.
De osmotische waarde wordt bepaald door de concentratie opgeloste stof in de omgeving.
Naar hun gevoeligheid voor zuurstofspanning worden bacteriën in vier groepen onderverdeeld:
Bacteriën komen op zeer veel plaatsen voor, maar 90% huist diep onder de grond, voornamelijk onder zee.[4] Ook bekend is dat sommige bacteriën die normaal op planten leven, tijdelijk kunnen overleven in een extreme omgeving als donderwolken.[5]
Bacteriën planten zich voort door binaire deling. De bacterie deelt zich in twee cellen zodanig dat de celinhoud van elke nieuwe cel of dochtercel dezelfde is als de moedercel. Er zijn bacteriesoorten die zich onder gunstige omstandigheden elke 20 minuten kunnen delen.
Verschillende bacteriesoorten hebben verschillende strategieën om te overleven in ongunstige omstandigheden. Sommige bacteriesoorten vormen endosporen: een inwendig (binnen de celwand gevormd) kapsel rond een deel van de celinhoud, waarmee ze, zelfs na tientallen jaren invriezen, of een uur koken, kunnen overleven. Onder gunstigere omstandigheden kiemt uit de endospore vervolgens een nieuwe bacterie. Veel ziekteverwekkende bacteriën kunnen dit niet. Bij andere soorten kapselt de hele bacterie zich in, in een cyste. Zo kan de bacterie een kritieke periode overbruggen, doordat hij zich tijdelijk in een rusttoestand bevindt, met een stilgelegde stofwisseling.
Bacteriën die diep in de aardkorst leven hebben een beperkt voedselaanbod. Er zijn bacteriën bekend die in een sediment leven dat al 66 miljoen jaar begraven is. De hoeveelheid beschikbaar voedsel is er zo gering, en daardoor de stofwisseling van de bacteriën zo traag, dat de bacteriën zich slechts eens in de duizend jaar delen. Het zijn hiermee de traagste organismen op aarde.
Er zijn bacteriën in het tropische deel van de Grote Oceaan die zuurstof consumeren, maar verwacht wordt dat meeste van deze bacteriën van sulfaat of ijzer leven.[4]
Vele soorten bacteriën zijn altijd en overal aanwezig. Veel soorten zijn nooit problematisch, sommige zijn nuttig, andere kunnen bij ernstige verzwakking of andere speciale omstandigheden tot ziekteverschijnselen leiden (pathogeen), weer andere doen dat geregeld. Bij de celstofwisseling van bacteriën kunnen voor de mens schadelijke toxines ontstaan, met als gevolg ziektes als cholera, pest, tetanus. Er zijn veel bacteriën die normaal niet in of op de mens voorkomen en bij contact tot ziekteverschijnselen leiden. Ook kunnen bacteriën zich ongemerkt verspreiden via bacillendragers die zelf geen last ondervinden, maar wel de bacterie overdragen via ontlasting, urine, bloed en speeksel.
Tegen door bacteriën veroorzaakte ziekten worden meestal antibiotica gebruikt. De medische microbiologie is de vakwetenschap die zich met pathogene bacteriën bezighoudt.
Voorbeelden van pathogene bacteriën en door bacteriën veroorzaakte ziekten zijn:
| Bacteriën die medisch van belang zijn volgens Bergey, 1984 | ||||
|---|---|---|---|---|
| groep | familie | geslacht | soort | beschrijving |
| Spirocheten | Spirochaetaceae | Spirochaeta | ||
| Treponema | T. pallidum | Spiraalvormig met fijne windingen, anaeroob | ||
| Borrelia | B. burgdorferi | Spiraalvormig met grove windingen, aeroob | ||
| Leptospira | L. interrogans | Spiraalvormig, fijne windingen, aeroob, sterk beweeglijk | ||
| Spirillen en gebogen bacteriën | Spirillaceae | Spirillum | S. minor | Spiraalvormig, polytrische, polaire flagellen |
| Campylobacter | C. foetus | Eén flagel aan elke pool, micro-aerofiel | ||
| Gramnegatieve aerobe kokken en staafvormige bacteriën |
Pseudomonadaceae | Pseudomonas | Ps. aeruginosa | Monotrich, oxidase + |
| Niet bij een familie ingedeelde geslachten |
Alcaligenes | A. faecalis | Peritrich, bio-chemische activiteit | |
| Brucella | B. abortus | Klein, onbeweeglijk; stellen hoge eisen aan medium | ||
| Bordetella | B. pertussis | |||
| Francisella | F. tularensis | |||
| Neisseriaceae | Neisseria | N. meningitidis | Boonvormige diplokok, oxidase + | |
| Moraxella | M. lacunata | Diplostaaf, oxidase + | ||
| Acinetobacter | A calcoacetius | Kokkoïd-staafvormig, oxidase - | ||
| Gramnegatieve facultatief anaerobe staafvormige bacteriën |
Enterobacteriaceae | Escherichia | E. coli | Peritrich of onbeweeglijk; soms gekapseld, biochemisch actief |
| Salmonella | S. typhi | |||
| Shigella | Sh. dysenteriae | |||
| Klebsiella | K. pneumoniae | |||
| Enterobacter | E. enterogenes | |||
| Serratia | S. marcescens | |||
| Proteus | P. mirabilis | |||
| Yersinia | Y. pestis | |||
| Y. enterocolitica | ||||
| Vibrionaceae | Vibrio | V. cholerae | Gekromd met polaire flagellen, meestal monotrich, polair | |
| Aeromonas | A. hydrophila | |||
| Niet bij een familie ingedeelde geslachten |
Flavobacterium | F. meningoscepticum | Peritrich, gelige pigmenten | |
| Haemophilus | H. influenzae | Klein, kokkoïd, X- en V-factorbehoefte | ||
| Pasteurella | P. multocida | Onbeweeglijk, vaak bipolaire kleuring | ||
| Streptobacillus | S. moniliformis | Klein; ketens en filamenten met verdikkingen | ||
| Gramnegatieve anaerobe bacteriën | Bacteroidaceae | Bacteroides | B. fragilis | Pleiomorf; uit glucose productie van vetzuurmengsels |
| Gramnegatieve anaerobe kokken | Veillonellaceae | Veillonella[6] | V. parvula | Soms boonvormig |
| Rickettsia's en chlamydia's | ||||
| Mycoplasma's | Mycoplasmataceae | Mycoplasma | M. fermentans | |
| M. genitalium | ||||
| M. hominis | ||||
| M. pneumoniae | ||||
| Grampositieve kokken | ||||
| Straalzwammen of Actinobacteria en verwante organismen |
Coryneforme groep | Corynebacterium | C. diphtheriae | Onregelmatige kleuring en vorm, katalase - |
| Propionibacteriaceae | Propionibacterium | P. acnes | Onbeweeglijk, anaeroob of aerotolerant | |
| Eubacterium | E. multiforme | Meestal onbeweeglijk, anaeroob | ||
| Actinomycetaceae | Actinomyces | A. israelii | Anaeroob, vertakkingen | |
| Bifidobacterium | B. bifidum | Soms vertakt, bifurcaties | ||
| Mycobacteriën | Mycobacteriaceae | Mycobacterium | M. tuberculosis | Zuurresistent |
| Streptomycetaceae | Streptomyces | S. albus | Sterke myceliumvorming | |
| Nocardioformen | Nocardiaceae | Nocardia | N. tenuis | Variabele myceliumvorming |
Omdat bacteriën voedsel doen rotten, waarbij toxines vrijkomen, worden ze bestreden met verschillende conserveertechnieken.
De eerste linie van verdediging is het vermijden van een bacteriële infectie door inachtneming van een goede hygiëne. Ieder mens loopt de kans ooit een bacteriële infectie oplopen.[bron?]
De tweede linie van verdediging is de algemene weerstand: huid en slijmvliezen vormen een barrière tegen micro-organismen, zoutzuur in de maag doodt micro-organismen, en fagocyten nemen lichaamsvreemde deeltjes op, en doden ze vervolgens door fagocytose.
Als de tweede linie de infectie niet onder controle krijgt, wordt de specifieke weerstand door het lichaam ingezet (de derde linie). Specifieke weerstand houdt in dat B-lymfocyten (cellen van het immuunsysteem) antilichamen aanmaken tegen het specifieke soort bacterie, als reactie op de infectie. Deze antilichamen binden op de onbekende bacterie of met delen ervan, waardoor deze geneutraliseerd worden en moeilijker kunnen voortbewegen, waarna het afweersysteem ze kan uitschakelen. De gevormde antilichamen blijven in het lichaam aanwezig. De besmette persoon is dan immuun geworden tegen de specifieke bacteriesoort, echter niet per se levenslang.
Bacteriën kunnen bestreden worden met antibiotica, de "vierde linie van verdediging". Als het immuunsysteem de bacterie niet onder controle krijgt, kan toegediende antibiotica de bacterie doden of ten minste verdere bacteriële groei verhinderen. Bacteriesoorten kunnen echter resistent worden tegen antibiotica.
Bij sterk verzwakte patiënten kan als laatste serumtherapie, "vijfde linie van verdediging", worden ingezet om (noodzakelijke) tijd te winnen; dit zorgt echter niet voor immuniteit tegen de bacterie.
Bacteriële infecties kunnen ook preventief behandeld worden, onder andere met vaccinaties: een sterk verzwakte bacterie wordt in het lichaam geïnjecteerd, wat een reactie van het immuunsysteem oplevert, met immuniteit tegen de betreffende bacteriesoort als resultaat; de immuniteit is echter niet altijd levenslang.
Uit oogpunt van preventie van bacteriële infectie kan een schaafwond worden gereinigd met zeep en koud stromend water[7], en vervolgens afgedekt worden met een pleister.
Een speciale vorm van kunstmatige bestrijding is de faagtherapie: bacteriofagen zijn virussen die bacteriën specifiek kunnen uitschakelen. Faagtherapie is beter dan therapie met antibiotica, omdat bacteriën daartegen resistent kunnen worden; echter niet tegen virussen. Bacteriofagen schakelen alleen bepaalde pathogene (ziekteverwekkende) bacteriën uit, antibiotica alle bacteriën. Het enige nadeel van faagtherapie is de kostprijs, voor iedere bacteriesoort moet een aparte faagtherapie ontwikkeld en getest worden.
Bacteriën kunnen ook plantenziekten veroorzaken. Bestrijding is eigenlijk niet mogelijk omdat antibiotica niet voorhanden zijn. De ziekten zijn vrij besmettelijk. Hygiënisch werken is de manier om verspreiding te voorkomen. Voorbeelden zijn:
Bacteriën worden onderscheiden naar vorm (morfologie), voedingswijze (metabolisme), en in de moderne taxonomie vooral naar de samenstelling van hun DNA.[8] In de loop van de taxonomische wetenschapsgeschiedenis zijn de bacteriën op verschillende wijzen ingedeeld. In grote lijnen komen de indelingen echter overeen.
De bacteriën worden ingedeeld naar fylum, klasse, subklasse, orde, suborde, familie, tribus (geslachtengroep), geslacht en soort. In de Bacteriological Code komen verder de rangen onderfamilie en subtribus voor, maar deze worden niet gebruikt.
Soorten worden nog verder onderverdeeld in ondersoorten. Ondersoorten worden aangeduid met een toevoeging aan de tweedelige soortnaam, bijvoorbeeld Campylobacter pylori subsp. mustelae. Zo ontstaat een ternaire naam.
De term (bacterie)stam verwijst naar een zuivere "cultuur", in een microbiologisch laboratorium, van genetisch identieke bacteriën van één bacterie-soort. Een "cultuur" van identieke bacteriën wordt verkregen door een reincultuur.
Bij een stam wordt aan de soortnaam van de oorspronkelijke soort een naam of letter-cijfercombinatie toegevoegd, bijvoorbeeld Lactobacillus casei Shirota of Bifidobacterium longum BB536.
De naamgeving is internationaal geregeld in de International Code of Nomenclature of Bacteria (Bacteriological Code).[9] Alle erkende soorten die voldoen aan deze nomenclatuur worden na goedkeuring gepubliceerd in de International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM) en opgenomen in de Approved Lists of Bacterial Names (Skerman et al., 1980).[10]
De namen van rangen komen tot stand door aan de naam van het geslacht een suffix toe te voegen[11]:
| Rang | Engels | Wetensch. | Suffix | Voorbeeld |
|---|---|---|---|---|
| Stam, fylum | phylum | phylum | - | |
| Klasse | class | classis | - | |
| Subklasse | subclass | subclassis | - | |
| Orde | order | ordo | -ales | Pseudomonadales |
| Suborde | suborder | subordo | -ineae | Pseudomonadineae |
| Familie | family | familia | -aceae | Pseudomonadaceae |
| Onderfamilie | subfamily | subfamilia | -oideae | Pseudomonadoideae |
| Tribus | tribe | tribus | -eae | Pseudomonadeae |
| Subtribus | subtribe | subtribus | -inae | Pseudomonadinae |
| Geslacht | genus | genus | - | Pseudomonas |
| Ondergeslacht | subgenus | subgenus | (subgen.) | Pseudomonas (subgen. novum) |
| Soort | species | species | - | Pseudomonas aeruginosa |
| Ondersoort | subspecies | subspecies | (subsp.) | Pseudomonas aeruginosa subsp. novum |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
.jpg)
