Escherichia coli: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
Marona (diskuse | příspěvky)
m odkaz na Wikimedia Commons
morfologická charakteristika
Řádek 18:
}}
 
'''''Escherichia coli''''' (původním názvem ''[[Bacterium coli]]'') je [[gramnegativní]] [[fakultativně]] [[anaerobní]] [[spory]] netvořící tyčinkovitá bakterie pohybující se pomocí [[bičík|bičíků]]. Spadá pod čeleď ''[[Enterobacteriaceae]]'', jež také zahrnuje množství patogenních rodů mikroorganismů. ''E. coli'' patří ke střevní mikrofloře teplokrevných živočichů, včetně člověka. Z tohoto důvodu je její přítomnost v pitné vodě indikátorem fekálního znečištění. Člověku je jako součást přirozené mikroflory prospěšná, jelikož produkuje řadu látek, které brání rozšíření patogenních bakterií
řadu látek, které brání rozšíření patogenních bakterií
([[koliciny]]) a podílí se i na tvorbě některých [[vitamin|vitamínů ]](např. [[vitamin K|vitamín K]]).
Byla objevena německo-rakouským pediatrem a bakteriologem [[Theodor Escherich|Theodorem Escherichem]] v roce 1885<ref>[http://www.fda.gov/Food/ScienceResearch/LaboratoryMethods/BacteriologicalAnalyticalManualBAM/ucm064948.htm#fn14 Koliformní bakterie a E. coli (anglicky)]</ref>.<br />
Řádek 26 ⟶ 25:
==Popis ''E. coli''==
===Morfologická charakteristika===
''E. coli'' je nesporotvorná tyčinka, jež se pohybuje pomocí bičíku. DosahujeBakterie dosahuje délky 2–3 μm a šířky 0,6 μm. Některé druhy mohou tvořit slizovité obaly, jež jsou složeny z polysacharidů. Na svém povrchu nese dva typy [[fimbrie|fimbrií]]. PrvnímPrvní typemtyp fimbrií jsouse skládá z kyselého hydrofobního proteinu tzv. '''F[[fimbrin|fimbrinu]]. antigeny''',Umožňuje ježbakterii sloužípřichytit kse pohybuna epitel hostitele a následně jej kolonizovat. Kolonizace je usnadněna vysokým počtem fimbrií prvního typu na buňku (100-1000 ks/buňka). aTyto fimbrie jsou složenyvysoce zantigenní, hydrofobníchjelikož bílkovin tzv. [[fimbrin|fimbrinu]]. Druhým typem fimbrií jsouobsahují tzv. '''[[sexF pili]]antigeny''', jež hrají důležitou úlohu při konjugaci.
Druhým typem fimbrií jsou tzv. '''[[sex pili]]''', jež hrají důležitou úlohu při konjugaci. <br />
Vnější membrána se skládá z lipidové dvojvrstvy, kde je ukotveno množství membránových proteinů. Mezi proteiny, které tvoří pory patří [[porin|poriny]] [[Omp C]], [[Omp F]] a [[Pho E]]. Poriny slouží jako vstupní/výstupní kanály pro buněčné metabolity, pro příjem vitaminů z okolí.
Bakterie se může pohybovat pomocí bičíků (flagella). Ty jsou složeny z tzv. [[flagelin]]u (na lysin bohatý protein). Bičíky jsou stejně jako fimbrie vysoce antigenní a to díky tzv. '''H antigenům'''.<br />
V cytoplazmě se nachází množství [[ribosom|ribosomů]] (cca 40% hmotnosti celé buňky), díky nimž je [[proteosyntéza|proteosynthesa]] a dělení bakteriálních buňek velice rychlé. Při optimálních podmínkách (37°C, dostatek živin) je doba generace zhruba 20 min<ref name=miami/>.
Na povrchu bakterie se při stresových podmínkách mohou tvořit polysacharidové [[kapsule]], jež obsahují tzv. '''K''' a '''M antigeny'''.<br />
[[Vnější membrána]] je sepokryta [[lipopolysacharid]]em a skládá se z [[lipidová dvojvrstva|lipidové dvojvrstvy]], kde je ukotveno množství membránových proteinů. Mezi proteiny, které tvoří pory patří [[porin|poriny]] [[Omp C]], [[Omp F]] a [[Pho E]]. Poriny slouží jako vstupní/výstupní kanály pro buněčné metabolity, a pro příjem vitaminů z okolí. <br />
Prostor mezi vnější membránou a buněčnou stěnou se nazývá [[periplazmatický prostor|periplazmatický]]. Vyskytují se zde např. proteiny vázající aminokyseliny či cukry, enzymy degradující antibiotika (beta-laktamasy).<br />
[[Buněčná stěna]] ''E. coli'' jakožto zástupce Gram-negativní bakterie se skládá z [[peptidoglykan]]u, jež je zodpovědný za tvar buňky. Pod vrstvou peptydoglykanu se nalézá [[cytoplazmatická membrána]]. Ta se skládá především z proteinů (70%). Je zde lokalizováno mnoho biochemických pochodů např. [[dýchací řetězec]] a [[syntéza ATP]].
V [[cytoplazma|cytoplazmě]] se nachází množství [[ribosom|ribosomů]] (cca 40% hmotnosti celé buňky), díky nimž je [[proteosyntéza|proteosynthesa]] a dělení bakteriálních buňek velice rychlé. Při optimálních podmínkách (37°C, dostatek živin) je doba generace zhruba 20 min. Dále se zde nalézá molekula bakteriální [[DNA]], ve které je uložena veškerá dědičná informace bakterie. Velikost DNA u ''E. coli'' K-12 je zhruba 4700 kbp, což odpovídá zhruba 4400 proteinům<ref name=miami/>.
 
===Fyziologická charakteristika===
''E. coli'' je [[fakultativní]] [[anaerobní|anaerob]], tj. využívá respirační i kvasný [[metabolismus]] ([[fermentace]]) pro přísun energie. Většinou''E. secoli'' jednájako o[[chemoheterotrofie|chemoheterotrof]] je schopná využívat množství cukrů i aminokyselin jako zdroj uhlíku, nejrychleji však roste na [[prototrofGlukóza|prototrofyglukose]]. Za anaerobních podmínek ''E. coli'' jeutilizuje schopnáglukosu utilizovatza vzniku [[laktosalaktát|laktosulaktátu]] za vzniku, [[sukcinát|sukcinátu]], [[acetát|acetátu]] i [[ethanol|ethanolu]]., ProdukujeZa aerobních podmínek je glukosa využita efektivněji a konečnými produkty je především oxid uhličitý. ''E. coli'' produkuje [[indol]], avšak neroste na [[citrát|citrátu]] a neprodukuje [[sirovodík]]. Je [[katalasa]] pozitivní, [[oxidasa]] negativní. Těchto vlastností se využívá při její identifikaci pomocí tzv. [[Enterotest|Enterotestu]] <ref name=silhankova> Šilhánková L., Mikrobiologie pro potravináře a biotechnology, ACADEMIA, 2002. ISBN 80-200-1024-6.</ref>. ''E. coli'' je schopná růst za teploty 8°C-48°C, avšak optimální teplota je 37°C. Rozsah pH pro růst je pH6-pH8<ref name=miami/>.
 
===Antigenní charakteristika===
Řádek 45 ⟶ 49:
=====Enterotoxigenní (ETEC)=====
ETEC'' E. coli'' též vyvolává průjmové stavy, jak u dětí, tak dospělých. Tento kmen se vyskytuje v teplých oblastech (Egypt, Bangladeš), do střední Evropy se může dostat s cestovateli. ETEC se vyznačuje tvorbou dvou typů [[enterotoxin|enterotoxinů]]-'''termolabilního''' (TL) a '''termostabilního''' (TS). Informace pro tvorbu těchto toxinů je uložena na bakteriálních [[plasmid|plasmidech]].<br />
[[Soubor:Shiga toxin type 2 (Stx2) from from Escherichia coli O157-H7 PDB 1r4p.png|130px150px|thumb|right|[[shigella toxin]] ''E. coli'' (podjednotka A-červeně, podjednotka B-modře)]]
 
=====Enteroinvazivní (EIEC)=====
Řádek 51 ⟶ 55:
=====Enterohemoragické (EHEC)=====
 
EHEC ''E. coli'' stejně jako EPEC je schopen adheze na stěny endotelu. Na rozdíl od EPEC ''E. coli'' se však EHEC váže na endotelie tlustého střeva a produkuje zde toxin, tzv. [[shigella toxin]], či jinak zvaný [[verotoxin]]. Verotoxin je zodpovědný za poškození sliznice tlustého střeva, což vede ke krvavým průjmům. Onemocnění, jež tento kmen způsobuje se nazývá [[hemoragická kolitida]]. U některých pacientů může dojít k poškození ledvin a onemocnění přechází do [[hemolyticko-uremický syndrom|hemolyticko-uremického syndromu]] ([[HUS]]), jež bývá smrtelný. Zdrojem infekce je infikované hovězí maso. Identifikace EHEC ''E. coli'' se opírá o unikátní neschopnost utilizivat [[sorbitol]]<ref name=bednar> Bednář M., Fraňková V., Schindler J., Souček A., Vávra J., Lékařská mikrobiologie, Marvil, 1996.</ref>.<br />
Jedním ze zástupců kmene EHEC je sérotyp '''''E. coli'' O157:H7'''. <br />
 
==Nejznámější sérotypy ''E. coli''==
Řádek 58 ⟶ 63:
Sérotyp ''E. coli'' O157: H7 je z hlediska veřejného zdraví nejdůležitějším zástupce ''E. coli'' EHEC, jelikož způsobuje HUS. Reservoirem tohoto patogena je především dobytek a přežvýkavci. Na člověka se přenáší kontaminovanou potravou (tepelně neupravené maso a mléko), ale i při fekálním znečištění vody a křížovou kontaminací při přípravě pokrmů. [[Infekční dávka]] je velice nízká (jednotky bakterií na gram potravy). Poprvé byl tento serotyp izolován r. 1982 <ref> [http://www.fda.gov/food/foodsafety/foodborneillness/foodborneillnessfoodbornepathogensnaturaltoxins/badbugbook/ucm071284.htm E. coli O157: H7, FDA (anglicky)]</ref>.
=====''E. coli'' K-12=====
Tento sérotyp byl poprvé izolován r. 1922 na univerzitě ve Stanfordu (USA) z lidské stolice . ''E. coli'' K-12 se nejprobádanějším zástupcem ''E. coli'' vůbec. Důvodem je jednak přítomnost [[lysogenie|lysogenního]] [[bakteriofág|bakteriofága lambda]] v bakterii, jednak široká vybavenost ''E. coli'' K-12 množstvím [[plasmid]]ů, což dává široké možnosti pro využití v genovém inženýrství.
Sérotyp ''E. coli'' K-12 byl použit např. při výzkumu metabolismu dusíku u bakterií, biosyntéze L-tryptofanu z indolu a L-serinu a také při studiích konjugace bakteriích<ref>[http://www.sgm.ac.uk/pubs/micro_today/pdf/080402.pdf E. coli K-12, J. Lederberg (anglicky)]</ref>.<br />
Řádek 70 ⟶ 75:
 
=====Rezistence k fluorochinolonům=====
Fluorochinolony jsou antibiotika, jež inhibují [[replikace|replikaci]] bakteriální [[DNA]]. Pokud si bakterie na ně vyvine rezistenci, může se jednat o dva různé mechanismy. Nejčastějším je tzv. [[eflux|efluxu]] tj. po tom, co se antibiotikum dostane do bakteriální buňky, je pomocí membránových pump tzv. porinů vyčerpáno zpět do mimobakteriálního prostoru. <br />
Druhým způsobem, jak se bakterie brání působení fluorochinolonů je pozměnění ([[methylace]], [[adenylace]]) jejich cílových struktur, tedy enzymů, jež jsou zodpovědné za replikaci bakteriální DNA. Tyto enzymy se nazývají [[DNA gyrasa]] a [[topoisomerasa IV]].<br />
V České republice se rezistence kmenů ''E. coli'' k fluorochinolonům pohybuje okolo 25% případů, což je zhruba evropský průměr.<ref name=rezistence></ref>.<br />
=====Rezistence k aminoglykosidům=====