Koken met Ribosomen

In onze zoektocht naar een beter begrip van hoe bacteriën werken zodat we weten op welke manier zij zich in onze vijverprocessen bezighouden. Want als je de beestjes snapt, dan kun je ook een proces om de beestjes heen bedenken. Dit kun je vervolgens in je voordeel gebruiken bij het vijveren en ook kan je dan niets meer wijs gemaakt worden over de diverse op bacteriën gebaseerde producten. Dan weet je echt waar je je geld aan uitgeeft…

In het eerste deel ga ik in op de opbouw van bacteriën. Ik hoop hiermee een globaal idee te scheppen van hoe ze er uit zien en waaruit ze zijn opgebouwd.

‘Een bacteriële cel heeft van ieder gen slechts 1 exemplaar per chromosoom aanwezig’

Bacteriën zijn eencelligen. Al kijkende naar zo`n cel kunnen we concluderen dat een bacteriële cel bestaat uit een celmembraan, dat de celinhoud (het cytoplasma) scheidt van de buitenwereld (afbeelding 1). Het is een beetje wat de huid voor ons als mens is. Het cytoplasma is een verzamelnaam voor de waterhoudende celinhoud, bestaande uit macromoleculen als proteïnen, koolhydraten, vetten en nucleïnezuren als het DNA en RNA. Daarnaast bestaat het cytoplasma ook uit kleine organische moleculen en anorganische ionen. Hieronder zie je een grafische weergave van een enkele bacteriële cel waarop duidelijk te zien is dat het cytoplasma bij elkaar wordt gehouden door het celmembraan:

Zoals je hierboven al kon lezen ligt het DNA van een bacteriële cel in het cytoplasma. Dat is anders dan bij cellen met een celkern, waar het DNA – zoals de naam reeds doet vermoeden – ligt opgeslagen in de celkern. Het DNA zweeft dus bij bacteriën los in het cytoplasma. Het DNA is aanwezig als een circulair molecuul dat we het chromosoom noemen. Het is duidelijk zichtbaar op bovenstaande afbeelding als een spiraalvormig draadje.

Back-up
Erfelijk materiaal ligt opgeslagen in de genen. Deze bevinden zich op het chromosoom. Een bacteriële cel heeft van ieder gen slechts 1 exemplaar per chromosoom aanwezig. Het wordt daarom ook wel haploïde genoemd. Ter vergelijk: Wij mensen hebben in totaal 46 chromosomen, gerangschikt als 23 chromosomenparen. De beide chromosomen die een paar vormen zijn elk uitgerust met één exemplaar van een bepaald gen. Leuk om te weten is dat een karper van ieder gen maar liefst vier exemplaren aanwezig zijn per chromosoom. Cool he?!

Wij hebben dus twee exemplaren van een bepaald gen in een paartje chromosomen, dat is handig, mocht er een mutatie optreden in één van de twee, dan hebben we tenminste nog een ‘correcte tweede versie over’ als blauwdruk of bouwtekening. Het feit dat een mutatie meteen effect heeft op de bacterie – deze heeft immers geen back-up – en het feit dat ze zich snel kunnen delen, maakt bacteriën tot handige studieobjecten voor DNA onderzoek. Je kunt immers snel waarnemen of een mutatie effect heeft.

‘Leuk om te weten is dat een karper van ieder gen maar liefst vier exemplaren aanwezig zijn per chromosoom. Cool he?!’

DNA als chefkok; RNA als recept
Het DNA fungeert als primaire bouwtekening van het leven, waarvan ‘aftreksels’ in de vorm van RNA worden gemaakt. Dit wordt ook wel het proces van transcriptie genoemd. Het RNA fungeert als recept, dat naar de ribosomen wordt gestuurd. Ribosomen zijn eiwitfabriekjes die zich ook ophouden in het cytoplasma zoals in de bovenstaande figuur te zien. Deze eiwitfabriekjes vertalen het recept van het RNA naar eiwitten. De geproduceerde eiwitten kunnen structureel zijn – Dat wil zeggen dat ze deel uitmaken van de opbouw van de cel, die moet immers ook worden onderhouden – of functioneel zijn. Ze worden dan aangewend als bijvoorbeeld enzym of biokatalysator).

Als er interesse naar is kunnen we wellicht in de toekomst een nadere blik werpen op het proces van transcriptie -van bouwtekening naar recept- en translatie -van recept naar eiwit- Voor nu laat ik het even hierbij. De volgende keer wil ik het graag met jullie hebben over de verschillend vormen en formaten die bacteriën kunnen hebben en de verdere opbouw van de celwand.

Stel gerust je vragen en we proberen ze dan zo goed mogelijk te beantwoorden. Ik hoop dat we op deze manier kunnen toewerken naar een betert begrip en bewustzijn van wat bacteriën zijn en wat ze doen.