Definitie

Eubacteriën, of “echte” bacteriën, zijn eencellige prokaryote micro-organismen die een scala van kenmerken hebben en in uiteenlopende omstandigheden overal ter wereld worden aangetroffen. Alle soorten bacteriën vallen onder deze titel, met uitzondering van de archaebacteriën. Omdat eubacteriën zo algemeen zijn, omvat deze groep een van de drie domeinen van het leven: Bacteriën.

Overzicht

Binnen de prokaryotische organismen zijn er twee hoofdindelingen: Eubacteriën en Archaebacteriën. De Eubacteriën worden aangetroffen in het domein Bacteriën, terwijl de Archaebacteriën worden aangetroffen in het domein Archaebacteriën. Eubacteriën hebben de typische kenmerken van een prokaryotisch organisme, maar zij hebben ook het vermogen sporen te vormen en kunnen pathogene organismen zijn (d.w.z. ziekten veroorzaken bij mens en dier). Eubacteriën kunnen zich voortplanten door binaire splijting of knopvorming, en vormen vaak grote kolonies die extracellulaire structuren zoals “biofilms” kunnen vormen die de kolonie op unieke manieren beschermen.

Karakteristieken van Eubacteriën

Eubacteriën, of micro-organismen zonder een afgebakende membraankern, hebben verschillende algemene kenmerken. Als prokaryoten hebben zij geen membraangebonden organellen. De meeste eubacteriën zijn omgeven door een celwand, die bestaat uit peptidoglycanen in een verknoopt ketenpatroon. Dit geeft de wand van de bacterie de sterkte die nodig is om zijn vorm en grootte te behouden bij wisselende omgevingen. Kleine moleculen kunnen door de celwand diffunderen, maar grotere moleculen en ionen hebben dragereiwitten en kanaal-eiwitten nodig om de cel binnen te komen.

Sommige bacteriën hebben een flagellum (een uit eiwitdraden bestaande structuur die voor de beweging wordt gebruikt). Andere bacteriën hebben pili, kleine uitsteeksels aan de buitenkant van de cel, die worden gebruikt om zich aan oppervlakken vast te hechten en DNA over te dragen. Wanneer een groot aantal bacteriën aan een oppervlak vastzit en omgeven is door een polysaccharide zakje, spreekt men van een biofilm. Dit complex heeft een hoge antimicrobiële resistentie.

De vloeistof die zich door het plasmamembraan van de bacterie bevindt, is het cytosol. Het bestaat hoofdzakelijk uit water (ongeveer 80%), maar het heeft een gelachtige consistentie omdat het gevuld is met opgeloste voedingsstoffen, cytoskeletelementen, DNA en andere stoffen. Eubacteriën hebben ribosomen – organellen die zijn opgebouwd uit RNA en eiwit dat het proces van eiwitvertaling voltooit.

Bacterieel DNA zweeft vrij in het cytosol, hoewel het geconcentreerd is in de nucleoïde. Bacteriële chromosomen zijn vaak cirkelvormig, maar kunnen ook lineair van vorm zijn. Deze vorm komt van pas wanneer een bacterie replicatie ondergaat. Bacteriën kunnen zich ongeslachtelijk voortplanten door binaire splijting of knopvorming. Bacteriën die een binaire splijting ondergaan, moeten eerst hun DNA verlengen en vermenigvuldigen voordat zij zich splitsen in twee nieuwe cellen van dezelfde grootte. Knoppen vindt plaats wanneer de moedercel een kleine uitbreiding van het celmembraan produceert en dit vult met gedupliceerd DNA. Binaire splijting levert twee gelijke dochtercellen op, terwijl budding een kleine, nieuwe cel oplevert terwijl de oudercel vrij groot blijft.

In tijden van extreme omstandigheden die niet bevorderlijk zijn voor replicatie, zoals verhongering, hebben eubacteriën de mogelijkheid om endosporen te worden. In deze toestand kunnen de bacteriën extreem hoge en lage temperaturen, zure en basische omstandigheden, en grote hoeveelheden straling verdragen. Endosporen zijn uiterst moeilijk te doden. Verrassend genoeg kunnen ze urenlang worden gekookt en toch overleven. Endosporen kunnen alleen worden gemaakt door Gram-positieve bacteriën. Binnen de endospore blijft het bacteriële DNA, maar het cytosol verliest water en wordt extreem geconcentreerd. Men denkt dat dit helpt bij de bescherming tegen grote hitte. De bacterie neemt een taaie laag aan die bestaat uit calcium en dipicolinezuur, waardoor een dichte en onneembare barrière ontstaat die het DNA in de cel stabiliseert. DNA-reparatie-enzymen zijn ook nog steeds actief, wat bijdraagt tot de weerstand van de endospore.

Plasmiden worden binnen bacteriën ook los van het circulaire DNA van de bacterie aangetroffen. Plasmiden, ook wel “replicons” genoemd, zijn autonome replicerende DNA-moleculen. In wezen stellen deze kleine ringen van DNA bacteriën in staat genen tussen organismen over te dragen. Deze elementen maken horizontale genoverdracht mogelijk, wat voor een bacterie een manier is om nieuwe genen en eigenschappen te verwerven – zoals resistentie tegen antibiotica. Zij helpen vooral bij de snelle mutatie in bacteriën aan veranderende milieu-omstandigheden. Net als het andere genetische materiaal kunnen de plasmiden tijdens de replicatie op dochtercellen worden overgedragen.

Archaebacteria vs Eubacteria

Archaebacteria en Eubacteria zijn beide prokaryotisch, hoewel deze organismen in verschillende biologische domeinen bestaan omdat zij genetisch zo verschillend zijn. Men denkt dat de archaebacteriën tot de oudste levensvormen op aarde behoren, terwijl de eubacteriën later in de evolutionaire geschiedenis zijn ontstaan. Eubacteriën worden nu in bijna alle omgevingen aangetroffen, terwijl archaebacteriën alleen in de meest extreme omgevingen voorkomen – zoals meren met een hoog zoutgehalte, thermische hete bronnen en diep in de aardkorst.

Er zijn nog een paar andere verschillen tussen deze groepen. Archaebacteriën zijn bijvoorbeeld niet gevoelig voor antibiotica, terwijl de meeste eubacteriën dat wel zijn (tenzij ze resistentie hebben ontwikkeld). Archaebacteriën infecteren doorgaans niet de mens (of helpen bij de spijsvertering), dus dit is over het algemeen geen probleem voor de menselijke gezondheid. Verder hebben eubacteriën het vermogen sporen te vormen om ongunstige omstandigheden te overleven, terwijl archaebacteriën dit vermogen niet hebben.

Typen Eubacteriën

Bacteriën hebben gewoonlijk een van de volgende drie vormen: bacillen, cocci, en spirilla. Bacillen hebben de vorm van een staaf, cocci hebben de vorm van een bol en spirilla hebben de vorm van een spiraal of een golf. Hun vorm werd vaak gebruikt als classificatiesysteem totdat recente DNA-studies deze classificaties in twijfel trokken. Bacteriën kunnen na deling aan elkaar gekoppeld blijven en andere vormen vormen aannemen, zoals clusters, filamenten en strakke spoelen.

Eubacteriën worden gewoonlijk ingedeeld in Gram-positief, Gram-negatief en Divers. Hoewel er vele fyla van eubacteriën zijn onder het domein Bacteriën, veranderen deze relaties vaak en worden ze nog steeds gedefinieerd op basis van nieuwe DNA-experimenten.

Sommige bacteriën hebben een extra laag die de celwand omhult, het zogenaamde bacteriële buitenmembraan. Deze extra laag kan niet worden geverfd met een Gram-beits, die vaak door onderzoekers wordt gebruikt om bacteriën te classificeren. Daarom worden zij “Gram-negatieve” bacteriën genoemd of Bacteriën die wel met een Gram-kleuring kunnen worden gezien, worden Gram-positieve bacteriën genoemd. Typisch bevatten Gram-negatieve bacteriën meer soorten die pathogeen zijn voor de mens, terwijl Gram-positieve bacteriën ofwel gunstig ofwel niet schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid.

Voorbeelden van Eubacteria

Escherichia coli, afgekort E. coli, behoort tot het Eubacteria-domein. Het is ingedeeld in de Proteobacteria fylum. Het is staafvormig en Gram-negatief, dus heeft het een extra membraan rond zijn celwand. E. coli wordt algemeen aangetroffen in de darmen van vele soorten warmbloedige gastheren, waaronder de mens – hoewel hij onder de juiste omstandigheden pathogeen kan worden. De meeste stammen zijn onschadelijk (en mogelijk zelfs heilzaam), maar sommige kunnen voedselvergiftiging en andere ziekten veroorzaken. De bacterie kan slechts een beperkte tijd buiten de gastheer overleven.

Streptococcus pneumoniae, afgekort S. pneumoniae is een andere veel voorkomende eubacterie. Het behoort tot de Firmicutes phylum. Hij heeft een bolvorm en is Gram-positief. S. pneumoniae kan bij gezonde gastheren worden aangetroffen in de luchtwegen, neusholte en sinussen. De bacterie kan echter pathogeen worden en zich verspreiden naar andere delen van het lichaam, en vaak longontsteking en meningitis veroorzaken bij immuungecompromitteerde gastheren. In grote hoeveelheden kunnen de bacteriën ook andere ziekten veroorzaken, zoals bronchitis, acute sinusitis en sepsis.

Deze voorbeelden laten zien hoe de Gram-positieve versus Gram-negatieve indeling van ziekteverwekkende bacteriën misleidend kan zijn. Veel soorten bacteriën kunnen onder verschillende omstandigheden nuttig of schadelijk zijn.

Quiz

1. Welk fylum wordt niet tot de Eubacteria gerekend?
A. Chlamydias
B. Blauw-groene algen
C. Proteobacteriën
D. Archaebacteriën

2. Wat is GEEN veel voorkomende vorm die bacteriën aannemen?
A. Spirilli
B. Coccen
C. Bacillen
D. Squameus

3. Hoe vermenigvuldigen eubacteriën zich?
A. Binaire splijting
B. Budding
C. Al het bovenstaande
D. Geen van bovenstaande