Tentang E. coli

E. coli merupakan bakteri Gram negatif (G-) milik kerajaan Eubacteria. Ini adalah anggota dari keluarga besar yang dikenal sebagai bakteri Enterobacteriaceae atau bakteri enterik. E. coli merupakan mikroba symbiote ditemukan di usus usus besar dan besar (saluran pencernaan) dari sebagian hewan berdarah panas dan memainkan peran penting dalam vertebrata anabolisme dan katabolisme. Ini adalah anaerob fakultatif, yang berarti dapat tumbuh baik aerobik dan anaerobik. E. coli adalah organisme fakultatif dominan di saluran pencernaan manusia, bagaimanapun, sebenarnya merupakan porsi yang relatif kecil dari isi total bakteri. Anggota keluarga Bacteroides melebihi jumlah E. coli dengan 20:1. Tipe liar E. coli tidak memiliki persyaratan khusus dan faktor pertumbuhan dapat mengubah glukosa ke semua komponen makromolekul diperlukan untuk membentuk sel. E. coli juga merupakan pekerja keras "host" untuk penelitian paling dalam biologi molekuler dan mikrobiologi. Hal ini masih dianggap banyak orang sebagai organisme dipelajari terbaik dan paling benar-benar ditandai di semua biologi.
Sel E. coli merupakan bakteri berbentuk batang, yang berarti berbentuk seperti silinder propana berukuran sekitar 2 mikron panjang dan 0,8 mikron lebar. Ini membagi melalui pembelahan biner (sekitar 1 divisi setiap 30 menit). Ini berisi komponen supramolekul banyak termasuk:
1) batin dan membran sel luar2) dinding sel3) periplasm sebuah4) lapisan kristal S5) flagela6) pili atau fimbrae7) sitoplasma8) penyimpanan butiran / badan inklusi9) sebuah nucleoid (kromosom)10) polysomes atau poli-ribosom
Pada membran luar sel atau membran luar (OM) terdiri dari sebuah struktur lipid bilayer terdiri dari lapisan luar atau selebaran yang terdiri dari lipopolisakarida (LPS) dan leaflet batin yang terdiri dari fosfolipid. LPS terdiri dari 3 komponen: lipid A, rantai gula bercabang dan O-antigen. Lipid A terdiri dari 2 glucosamines melekat pada fosfat dan terkait dengan C14 3-hidroksi asam miristat. Gula bercabang terdiri dari dua jenis gula, satu heptose dan asam keto-deoxyoctonoic lainnya. O-antigen terdiri dari rantai (sampai 40 gula) karbohidrat yang lama. Setiap unit LPS secara kovalen dihubungkan untuk membentuk trimer melalui hubungan pirofosfat dengan gula lipid A. LPS adalah sangat imunogenik dan sering beracun (yaitu E. coli O157). Komponen utama lain dari membran luar adalah protein - sebagian besar terdiri dari Porins (sekitar 60.000) yang hidup berdampingan dengan LPS. Membran luar merupakan hambatan yang cukup tahan terhadap bahan kimia dan senyawa hidrofobik, termasuk antibiotik. Porins adalah saluran difusi pasif yang memungkinkan molekul hidrofilik (nutrisi yaitu) hingga 800 dalton melewatinya. Lebar membran luar adalah sekitar 10-15 nm.
Dinding sel, yang terletak tepat di bawah membran luar terdiri dari peptidoglikan (juga dikenal sebagai lipoprotein murein atau Braun) yang, pada gilirannya, kovalen terikat pada membran luar. Dinding sel mencegah sel dari yang osmotik segaris dan memberikan bentuk sel yang khas. Secara teknis sebuah supermolecule tunggal. Peptidoglikan (PG) adalah longgar (30%) cross-linked polimer yang terdiri dari gula kovalen terkait dan unit peptida. Unit-unit gula N-acetylgulocsamine dan N-acetylmuramic asam. Peptida adalah tetrapeptides terdiri dari L-Ala-D-Gly-DAP-D-Ala, di mana DAP adalah asam diaminopimelic. Peptidoglikan disintesis melalui penyisipan cincin (sekitar 1100 di semua) yang tumbuh dari sekitar 200 lokasi yang berbeda di seluruh sel (yang diterjemahkan menjadi 250.000 eksemplar dari murein). Jarak dari cincin pertumbuhan PG adalah sekitar 1,3 nm. Pada E. coli lapisan peptidoglikan sangat tipis dan hanya dapat monolayer.
Membran dalamnya terdiri dari lipid bilayer sekitar 8 nm tebal yang terdiri dari fosfolipid ~ 40% dan protein 60%. Fosfolipid termasuk phosphatidylethanolamine (75%), phosphatidylglycerol (18%), cardiolipin (5%) dan phosphatidylyserine (2%). Lipid (asam lemak) rantai kebanyakan C16 asam palmitat (43%), C16 palmitoleat asam (33%) dan asam vaccenic C18 (24%), yang membentuk link ester untuk menciptakan fosfolipid. Tidak ada sterol atau steroid dalam membran bagian dalam bakteri. Ingat bahwa mesophiles (seperti E. coli) cenderung memiliki asam lemak dengan rantai pendek dan asam lemak tak jenuh lebih untuk mempertahankan fluiditas membran. Membran dalamnya, dalam kombinasi dengan membran luar (yaitu amplop selular) berfungsi sebagai penghalang osmotik, transporter nutrisi tertentu, synthesizer lipid, synthesizer peptidoglikan, elektron sistem transportasi, tempat untuk perakitan dan sekresi protein amplop, mekanisme untuk pemisahan kromosom dan situs untuk kemo-sensing. Ada ada beberapa daerah (~ 200 per sel) yang disebut persimpangan Bayer mana (sitoplasma) dalam kontak membran membran luar. Tidak diketahui apa yang persimpangan lakukan.
Para periplasm, yaitu sekitar 10 nm tebal, menempati antara 10 dan 20 persen dari volume dari sel E. coli. Ini adalah ruang antara membran dalam dan luar dan rumah kedua protein dan dinding sel (peptidoglikan). Hal ini diduga membantu dalam osmoregulasi. Periplasm ini berisi sejumlah protein penting untuk nutrisi mengikat, enzim degradatif (protease, endonuklease), enzim detoksifikasi (beta laktamase), sintesis peptidoglikan, sitokrom (transpor elektron) dan kemotaksis atau protein chemosensing. Periplasm ini berisi sekitar 80.000 protein.
Pada permukaan membran luar dapat ditemukan flagela. Flagela yang kaku sekrup-seperti pelengkap (10-20 mikron panjang dan sekitar 25 nm lebar) berlabuh ke membran luar yang memutar (searah jarum jam atau berlawanan) dalam baling-baling seperti mode untuk memfasilitasi pergerakan bakteri. Ketika flagela memutar berlawanan ini menciptakan sebuah kekuatan mendorong yang memungkinkan bakteri untuk bergerak (disebut lari). Ketika flagela memutar searah jarum jam Tumbang bakteri atau twiddles. Perubahan antara lari dan hiasan yang dibawa oleh perubahan halus untuk struktur protein filamen flagellar (flagellin dari Flic). Setiap filamen flagellar terdiri dari 11 protofilaments luka dalam heliks dibundel terdiri murni dari flagellin. Orientasi ini protofilaments (dan struktur filamen flagellar keseluruhan) dipengaruhi oleh perubahan kumulatif kecil di monomer flagellin akibat kemo / osmotactic pasukan. Flagela adalah sistem motor sangat kompleks yang terdiri dari sampai dengan 50 protein yang berbeda yang secara spontan merakit diri untuk membentuk skala nano rotor, stator dan (ATP) pasokan listrik. Ada tiga komponen untuk flagel: filamen (terdiri dari monomer flagellin 30.000-40.000), hook (yang berbeda antara G + dan G-sel) dan tubuh basal (motor dan power supply). Sebuah bakteri yang khas mungkin memiliki flagela dari 5-20. Pada E. coli, yang flagellar disusun secara peritrichous (artinya mereka tersebar merata di sekitar sel).
Fimbrae atau pili adalah pelengkap tipis sering ditemukan pada G-sel. Mereka adalah sekitar 6,5 nm diameter dan antara 200 dan 2000 nm panjang, yang berarti bahwa mereka lebih kecil dari flagela. Sebuah sel mungkin memiliki 100-300 pili atau fimbrae, yang berarti bahwa mereka jauh lebih banyak. Komponen utama dalam pili adalah protein papa, protein 16 kD yang merakit diri ke dalam ulangi heliks menciptakan inti (1,5 nm) berongga protein superstructured. Sekitar 300 (pendek) untuk 3000 (panjang) papa protein yang diperlukan untuk membuat pilus tunggal. Para fimbrae istilah digunakan ketika mengacu pada filamen bertanggung jawab untuk lampiran permukaan. The pili merujuk pada filamen digunakan untuk menengahi lampiran ke bakteri lain (konjugasi bakteri atau transfer DNA).
Juga di permukaan (yaitu di luar membran luar) E. coli adalah protein permukaan kristal seperti yang merakit diri untuk membentuk S-lapisan. Protein S membentuk kompleks, jaringan poliprotein kaku yang mungkin penting untuk perlindungan selular dan kepatuhan.
Sitoplasma adalah tempat dimana semua komponen utama lainnya dari sel E. coli berada. Sitoplasma mengandung DNA kromosom (sekitar 2,3 genom layak dalam sel aktif membagi), RNA (tRNA, mRNA dan rRNA), ribosom atau polyribosomes (untuk sintesis protein), inklusi tubuh atau butiran penyimpanan, ion esensial (120 juta) , kecil molekul organik (18 juta) dan sekitar 2,1 juta protein. Daerah sitoplasma yang mengandung kromosom ini disebut nucleoid tersebut. Ini berisi hingga 2 setara kromosom (dalam cepat membagi sel). Setiap kromosom mengukur 1,55 mm lingkar (490 mikron dalam diameter). Kromosom berinteraksi dengan puluhan ribu protein nuklir (HU, IHF, H-NS) dengan protein HU yang cukup mereka untuk mengikat DNA setiap 200 bp (40.000 + monomer untuk setiap kromosom, HU dimerizes). Ini pseudo-histon mengembun kromosom ke dalam tubuh (disebut nucleiod a) sekitar 17 mikron dalam diameter. Ribosom prokariotik terdiri dari 2 subunit, 30S dan subunit 50S. Subunit 20S memiliki 21 protein terikat pada 16S (1700 nt) rRNA. Subunit 50S memiliki 34 protein terikat pada 23S (3700 nt) dan 5s (120 nt) rRNA. Butiran penyimpanan atau inklusi meliputi butiran metachromatic (yang mengandung polifosfat), butir glikogen (yang menyimpan polyglucose) dan inklusi lipid (yang mengandung poli-B-hidroksibutirat atau PHB). Bakteri tidak memiliki inti atau organel kompleks lainnya (seperti mitokondria, retikulum endoplasma atau kloroplas) seperti yang ditemukan dalam sel eukariotik. Struktur interior sederhana membuat sel-sel bakteri yang lebih sederhana untuk model dan jauh lebih mudah dipahami dibandingkan sel eukariotik. Ini kesederhanaan struktur adalah salah satu alasan utama untuk E. coli dipilih sebagai organisme pertama yang dimodelkan dalam Proyek CyberCell