Ugrás a tartalomhoz

Escherichia coli

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Escherichia coli
Rendszertani besorolás
Ország: Baktériumok(Bacteria)
Törzs: Proteobacteria
Osztály: Gammaproteobacteria
Rend: Enterobacteriales
Család: Enterobacteriaceae
Nemzetség: Escherichia
Faj: E. coli
Tudományos név
Escherichia coli
(Migula1895)
CastellaniandChalmers1919
Hivatkozások
Wikifajok
Wikifajok

AWikifajoktartalmazEscherichia colitémájú rendszertani információt.

Commons
Commons

AWikimédia CommonstartalmazEscherichia colitémájú kategóriát.

AzEscherichia coli(kólibaktérium vagy kólibacilus) egy rövid,Gram-negatívbaktériumazEnterobacteriaceaecsaládban, az Escherichia nemzetség legismertebb faja, éstípusfaja.Általában peritrich csillós, de lehet csillótlan is.[1]Tokja általában nincs, de lehet tokos. Aerob, fakultatív anaerob. Könnyen és jól tenyészthető. Rendszerint meleg vérű állatok tápcsatornájának alsó szakaszában él. A legtöbbszerotípusártalmatlan, de vannak olyanok is, mint például azO157:H7,mely emberben ételmérgezést okozhat.[2][3]A veszélytelen törzsek az emésztőrendszer normális flórájához tartoznak,K2-vitaminttermelnek.[4]Jelenlétük megnehezíti egyespatogénekelszaporodását a bélrendszerben.[5][6]1885-ben fedezte felTheodor Escherichnémet gyerekorvos és mikrobiológus.[7]Az E. coli és hasonló baktériumok képesekDNS-részletek átadásárabakteriális konjugációútján.[8]AT4 fágfertőzi.

Biológiája és biokémiája

[szerkesztés]

Táplálkozása és növekedése

[szerkesztés]

Az E. coliGram-negatív,aerob, fakultatívanaerobnem spórázóbaktérium. A sejtek pálcika alakúak, 2 μm (mikrométer) hosszúak és 0,5 μm átmérőjűek.[9]Főként cukorral és bizonyosaminosavakkaltáplálkozik. Sokféle táptalajon képes megélni, kevert savas fermentációval állít előszukcinátot,tejsavat,etanolt,acetátotésszén-dioxidot.K-vitamintis termel. A kevert savas fermentáció hidrogén mellékterméket állít elő, melyhez alacsony környezeti hidrogénkoncentráció szükséges. Ezért is fordul elő gyakranhidrogenotrófokkal,példáulmetanogénekkelvagyszulfát redukálókkalegyütt.[10]Optimális növekedési hőmérsékletük 37 °C, de bizonyos laboratóriumi törzsek 49 °C-ig szaporodnak.[11]Megfelelő körülmények között képesek akár 20 percenként is osztódni. A növekedés lezajlik aerob és anaerob körülmények közt is.

Mozgása

[szerkesztés]

Bizonyos törzsekostorral(peritrich flagellummal) rendelkeznek, mások flagellum nélküliek (atrich). Az ostoros baktériumok önállóan úsznak, így közelítik meg a tápanyagokban gazdag, és kerülik el a káros savas vagy a túlzott sókoncentrációjú helyeket. Ez a mozgás akemotaxis.Tájékozódó mozgásokat is végeznek a koncentrációváltozások felmérésére. Kedvező változás esetén továbbúsznak az adott irányba; kedvezőtlen változás esetén egy másik iránnyal próbálkoznak. Így alakul ki jellegzetes cikkcakkos útvonaluk.

A különféle anyagokat a sejt két végén összesűrűsödő 15 ezer receptor észleli. Ha tápanyagot észlelnek, akkor jelet küldenek az ostor mozgásáért felelős fehérjéknek. Ha ezek a fehérjék az óramutató járásával ellentétes irányba fordítják el az ostort, akkor az propellerként hajtja a baktériumot. Ha az ellenkező irányban fordulnak el, akkor a sejt megpördül, így megváltozik a térbeli helyzete.

Szerepe a normál flórában

[szerkesztés]

Az E. coli általában születés utáni első negyven órában megtelepszik az újszülött tápcsatornájában.[12]A fertőzés történhet étel, víz, vagy az újszülöttel kapcsolatba kerülő emberek útján. A tápcsatornában a vastagbél felületéhez tapad. Az emberi test egyik legfontosabbkommenzalistaorganizmusa. Gyors osztódásával kiszorítja a kórokozó baktériumokat.

Szerepe betegségekben

[szerkesztés]

Virulens törzsek okozhatnakgasztroenteritiszt,húgyúti fertőzéseket ésmeningitiszt.Ritkábban okozhatnak hemolítikus urémiás szindrómát, peritonitiszt, masztitiszt, szeptikémiát és Gram-negatív pneumóniát.[12]Több altípust ismernek, amik különféle betegségeket képesek okozni:

  • EHEC enterohemorrhágiás E. coli
  • EPEC enteropatogén E. coli
  • ETEC enterotoxikus E. coli
  • EIEC enteroinvazív E. coli
  • EAEC enteroaggregatív E. coli
  • DAEC diffuz adherens E. coli.

A szakasz bevezetésében megnevezett kórokozó kólibaktériumokat így is emlegetik:

  • UPEC uropatogén E. coli
  • SAEC szepszis asszociált E. coli
  • NMEC neonatális meningitis okozó E. coli

A Cornell Egyetem (Ithaka, Amerikai Egyesült Államok) vizsgálatai szerint egy új törzs kapcsolatba hozható a krónikus bélgyulladással járó Crohn-betegséggel.[13]

Patogenezis

[szerkesztés]

Egyes törzsei toxinokat termelnek. A sigatoxin enterotoxikusan és sejtméregként hat, és hasonló a sigellák által termeltméreganyaghoz.A sigatoxint termelő E. coli rövidítése STEC. Hasmenést, hányást és bélgörcsöket okozhatnak. Hasonlóan, a verotoxint termelő E. coli rövidítése VTEC.

Az enterohemorrhágiás E. coli a STEC-ek körébe tartozik, ami még más betegséget okozó képességekkel is rendelkezik. Az EHEC által okozott betegségeket EHEC-colitis néven foglalják össze. Az EHEC azételmérgezésekleggyakoribb okai közé tartozik. A fertőzés akérődzőktőlindul ki, példáulmarhától,kecskétőlésbirkától.Más fajoknál a fertőzés ritkább. A fertőzést legtöbbször a marhahús és a nyers tej viszi át az emberre, de a fertőzés bekövetkezhet az állattal való foglalkozás és a fürdővíz lenyelése által is. A kórokozó erősen fertőző: már 10-100 EHEC baktérium elég a fertőzéshez, és elég ahhoz, hogy érintéssel emberről emberre terjedjen. A kialakuló kórkép lehet trombotikus-trombocitopéniás purpura (TTP) vagy hemolitikus-urémiás szindróma (HUS). A kettő közül a HUS károsítja avesét,ami a beteg halálát okozhatja. Ez minden korosztályt érint, de különösen a 6 éven aluli gyerekek érzékenyek rá. A veseelégtelenség az esetek 10-30%-ában halálhoz vezet a megbetegedés utáni első évben.[14]

Az ETEC azutazási hasmenésgyakori kórokozója. A tünetekért egy hőérzékeny enterotoxin a felelős (az LT I és LT II). Ennek két aktív centruma van, az egyik a célsejt G-gangliozidjához kapcsolódik (B domén), a másik az aktív komponens, ami a koleratoxinhoz hasonlóan aktiválja az adenilátciklázt és a guanilátciklázt. A baktérium a genetikai információt transzdukcióval szerzi egy lizinogénfágtól.Az ETEC baktériumok tartalmaznak még egy hőálló fehérjét (ST), aminek pontos szerepe máig ismeretlen.

A csecsemőknél az EPEC hasmenést vált ki.

Az EIEC baktériumok behatolnak anyálkahártyasejtjeibe, és tönkreteszik őket, avérhashozhasonló hasmenést váltva ki.

Kezelés

[szerkesztés]

A kezelést az antibiogramm alapján végzik, de a fertőzés súlyossága és az anatómiai jellegzetességek is szerepet játszanak. Utazási hasmenés esetén a víz és a sók pótlása az elsődleges, ritkán adnak antibiotikumot. Ennek az az oka, hogy a hasmenés eltávolítja a kórokozókat, így felesleges ezt mesterségesen támogatni. A gyógyszergyárakban kapható elektrolitport tiszta, például átforralt vízben fel kell oldani, és meginni. Angol neve Oral Rehydratation Solution (ORS).Nátriumsót,glükózt,kalciumsókat, részben bikarbonátot éscitrátottartalmaz.

A kórokozó kólibaktériumok ellen már oltóanyag is létezik. Ez az ETEC-LT béta alegységét utánozza. A hasonlóság miatt az oltás a koleratoxin ellen is véd (keresztimmunitás).

Az állatorvoslásban

[szerkesztés]

A kólibaktérium az állatoknál is képes betegséget okozni. Specifikus kórképei:

  • a szopós és az elválasztott malacokhasmenése
  • a kecskegidák és bárányok szeptikémiája
  • a szárnyasok szeptikémiája
  • a tehenek masztitisze, tőgygyulladása

Leggyakrabban éppen a kólibaktérium tehető felelőssé a kutyák és a macskák garatában és környékén lezajló kóros folyamatokért.

Felismerése

[szerkesztés]

Élettani tulajdonságai alapján ismerik fel, mivel sok más faj hasonlít hozzá. Ha sok baktériumot várnak, akkor a mintát MacConkey-agarra oltják; ha keveset, akkor összetett táptalajon tenyésztik a baktériumokat. A MacConkey-agar sötétvörös baktériumkolóniáinak élettani tulajdonságait IMViC-teszttel vizsgálják tovább. Az altípusokra szerológiai vizsgálatokat végeznek. A gyorstesztek ELISA- vagy PCR-eljáráson alapszanak.

Felhasználása

[szerkesztés]

Az iparban

[szerkesztés]

Az E. coli népszerű a biotechnológiai és a géntechnológiai eljárásokban gyors növekedése és szaporodása miatt, valamint azért, mert a természetes bélflóra részeként nem allergén. Itt új genetikai információkat visznek beléjük a különféle plazmidok bejuttatásával, továbbá hasznosítják az eleve meglevő információit, például innen nyerik a széles körben alkalmazott EcoRI enzimet, és így termeltetnek a génmódosított E. coli baktériumokkalinzulint,aminosavakat,interferonokat,növekedési hormont,enzimeket,gyógyszereket.[15]A 2003 és 2006 között a 31 gyógyszerként felhasznált fehérje közül kilencet kólibaktériumban termeltettek.[16]

A kutatásban

[szerkesztés]

Az első E. coligéntJonathan Beckwith izolálta 1969. november 23-án.[17]Elsőként ennek a prokariótának szekvenciálták meg a teljes genomját (5000 gén, 4,65 ·106bázispár).

A faj amolekuláris biológiakedvence. Ismerik az egész génállományát, és törzsei közül többet is izoláltak. 1988-tól Richard Lenski hosszú távú kísérletben vizsgáltaevolúcióját.

A GeneSat-1 misszió keretében 2006. december 16-án egy műhold fedélzetén Föld körüli pályára állítottak néhány kólibaktériumot, hogy vizsgálják asúlytalanságés asugárzásokáltal kiváltott genetikai változásokat.[18]

Frederick Blattner és társai (University of Wisconsin) egy csökkentett génállományú törzset hoztak létre. A törzs tagjainak génállománya a természetesnél 15 százalékkal kisebb, és képtelenek természetes környezetben élni. A génállományt két törzs génállományának összehasonlításával alakították ki úgy, hogy csak azt tartották meg, ami mindkettőben jelen volt. A tenyésztés célja az volt, hogy a biotechnológiai célokra használt baktériumok könnyebben kézben tarthatók legyenek.[19]

James Liao és társai újabb kutatásai szerint[20][21](Kaliforniai Egyetem, Los Angeles (UCLA)) a génmódosított baktériumokkalglükózbólbioüzemanyagok termelhetők, mint hosszú elágazó molekulájúalkoholok,példáulizobutanol,1-butanol,2-feniletanolvagy elágazópentanolok.[22][23]

Az Escherichia coli XL1-Red törzs mutációs rátája ötezerszerese avad típusnak.Ennek oka a DNS javítómechanizmusainak károsodása; ez három mutációra vezethető vissza. A törzset a nem célzott mutációk kutatására használják. Amutációklétrehozása abiomedicinaklasszikus módszere, amivel a megfelelő gén működését kutatják.

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑A nyerstej-minták feltételezetten Escherichia coli számának vizsgálata néhány tejtermelő gazdaságban(pdf) pp. 32-33. Agrártudományi Közlemények 2006/21. különszám. [2015. április 2-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2010. július 13.)
  2. ↑'Escherichia coliO157:H7.CDC Division of Bacterial and Mycotic Diseases.[2011. június 18-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2007. január 25.)
  3. ↑Vogt RL, Dippold L (2005). „Escherichia coli O157:H7outbreak associated with consumption of ground beef, June-July 2002”.Public Health Rep120(2), 174–8. o.PMID15842119.PMC1497708.
  4. ↑Bentley R, Meganathan R (1982. szeptember 1.). „Biosynthesis of vitamin K (menaquinone) in bacteria”.Microbiol. Rev.46(3), 241–80. o.PMID6127606.PMC281544.
  5. ↑Hudault S, Guignot J, Servin AL (2001. July). „Escherichia colistrains colonising the gastrointestinal tract protect germfree mice againstSalmonella typhimuriuminfection”.Gut49(1), 47–55. o.DOI:10.1136/gut.49.1.47.PMID11413110.PMC1728375.
  6. ↑Reid G, Howard J, Gan BS (2001. September). „Can bacterial interference prevent infection?”.Trends Microbiol.9(9), 424–8. o.DOI:10.1016/S0966-842X(01)02132-1.PMID11553454.
  7. ↑Feng P, Weagant S, Grant, M:Enumeration ofEscherichia coliand the Coliform Bacteria.Bacteriological Analytical Manual (8th ed.).FDA/Center for Food Safety & Applied Nutrition, 2002. szeptember 1. [2009. május 19-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2007. január 25.)
  8. ↑Brüssow H, Canchaya C, Hardt WD (2004. September). „Phages and the evolution of bacterial pathogens: from genomic rearrangements to lysogenic conversion”.Microbiol. Mol. Biol. Rev.68(3), 560–602. o.DOI:10.1128/MMBR.68.3.560-602.2004.PMID15353570.PMC515249.[halott link]
  9. ↑Kubitschek HE (1990. január 1.). „Cell volume increase in Escherichia coli after shifts to richer media”.J. Bacteriol.172(1), 94–101. o.PMID2403552.PMC208405.
  10. ↑Madigan MT, Martinko JM.Brock Biology of microorganisms,11th, Pearson (2006).ISBN 0-13-196893-9
  11. ↑Fotadar U, Zaveloff P, Terracio L (2005). „Growth of Escherichia coli at elevated temperatures”.J. Basic Microbiol.45(5), 403–4. o.DOI:10.1002/jobm.200410542.PMID16187264.
  12. ↑abTodar, K.:PathogenicE. coli'.Online Textbook of Bacteriology.University of Wisconsin–Madison Department of Bacteriology. (Hozzáférés: 2007. november 30.)
  13. ↑Yahoo! Groups[halott link]
  14. ↑Johannes Krämer: Lebensmittel-Mikrobiologie. 5. kiadás UTB, Stuttgart 2002,ISBN 978-3-8252-1421-0,53–54.
  15. ↑T.A. Brown:Gentechnologie für Einsteiger,3. Auflage, Spektrum Verlag Heidelberg 2002,ISBN 3-8274-1302-8
  16. ↑G. Walsh: Biopharmaceutical benchmarks.Nat Biotechno(2006) 24:769-776.PMID 16841057
  17. ↑Deutsche Welle: Kalenderblatt zum 23. November,elérés 2009 november 24-én
  18. ↑http:// crestnrp.org/genesat1/Archiválva2009. április 27-idátummal aWayback Machine-ben GeneSat-1
  19. ↑Scaled-down genome may power up E. coli's ability in lab, industry.Biology News Net, 28. April 2006 (englisch)
  20. ↑'Personnel of the California NanoSystems Institute'.[2011. november 30-i dátummal azeredetibőlarchiválva]. (Hozzáférés: 2011. június 25.)
  21. ↑Metabolic Engineering and Systems Biology Laboratory
  22. ↑UCLA Engineering researchers develop new method for the production of more efficient biofuelsArchiválva2009. szeptember 17-idátummal aWayback Machine-ben UCLA Engineering: News Center, 1. Februar 2008 (englisch)
  23. ↑Bakterien produzieren ButanolArchiválva2008. december 8-idátummal aWayback Machine-ben Heise Online Technology Review, 30. Januar 2008

Fordítás

[szerkesztés]
  • Ez a szócikk részben vagy egészben azEscherichia colicímű angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

[szerkesztés]
  • Alfred-Nissle-Gesellschaft e. V. (Hrsg.):Darmflora in Symbiose und Pathogenität.4. Interdisziplinäres Symposium, Berlin 10.–11. November 2000. Alfred-Nissle-Gesellschaft e. V. Hagen 2001 (kostenlos beiAlfred-Nissle-Gesellschaft e. V.,Brüningstr. 16, 58089 Hagen, E-Mail: [email protected]).
  • Gabriele Blum-Oehler (Hrsg.):Escherichia coli.Facets of a versatile pathogen, on the occasion of the 150th birthday of Theodor Escherich (1857 - 1911); Leopoldina Symposium, Bildungszentrum Kloster Banz, Bad Staffelstein, Germany, October 9 to 12, 2007.Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldinain collaboration with European Molecular Biology Organization (EMBO) and the Federation of European Microbiological Societies (FEMS). In:Nova acta LeopoldinaN.F., Band 98, Wisseschafliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 2008,ISBN 978-3-8047-2519-5.
  • Clemens et al.:Field trial of oral cholera vaccines in Bangladesh. Results from three-year follow up,Lancet 1990; 335, S. 270–273
  • Gruss et. al. (Hrsg.):Industrielle Mikrobiologie.Ausgewählte Verfahren und Perspektiven für die Zukunft, 3. Auflage, Spektrum, Heidelberg 1987,ISBN 3-922508-25-1.
  • Reinhard Piechocki:Das berühmteste Bakterium.100 Jahre Escherichia-coli-Forschung. In:Wir und die Natur.Urania, Leipzig / Jena / Berlin 1989,ISBN 3-332-00278-3.
  • Weinke:Prävention von Reisediarrhoen.In:Flug- und Reisemedizin.Thieme, Stuttgart, April 2004, S. 12–13,ISSN0947-7616

További információk

[szerkesztés]
Commons:Category:Escherichia coli
AWikimédia CommonstartalmazEscherichia colitémájú médiaállományokat.
Commons:Category:Escherichia coli
AWikimédia CommonstartalmazEscherichia colitémájú médiaállományokat.
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Escherichia_coli&oldid=27405661”