大腸桿菌是人和許多動(dòng)物腸道中主要且數(shù)量多的一種細(xì)菌,周身鞭毛,能運(yùn)動(dòng),無(wú)芽孢。主要生活在大腸內(nèi)。
1、大腸桿菌是細(xì)菌,屬于原核生物;具有由肽聚糖組成的細(xì)胞壁,只含有核糖體簡(jiǎn)單的細(xì)胞器,沒(méi)有細(xì)胞核有擬核;細(xì)胞質(zhì)中的質(zhì)粒常用作基因工程中的運(yùn)載體。
2、大腸桿菌的代謝類型是異養(yǎng)兼性厭氧型。
3、人體與大腸桿菌的關(guān)系:在不致病的情況下(正常狀況下),可認(rèn)為是互利共生(一般高中階段認(rèn)為是這種關(guān)系);在致病的情況下,可認(rèn)為是寄生。
4、培養(yǎng)基中加入伊紅美藍(lán)遇大腸桿菌,菌落呈深紫色,并有金屬光澤,可鑒別大腸桿菌是否存在。
5、大腸桿菌在生物技術(shù)中的應(yīng)用: 大腸桿菌作為外源基因表達(dá)的宿主,遺傳背景清楚,技術(shù)操作簡(jiǎn)單,培養(yǎng)條件簡(jiǎn)單,大規(guī)模發(fā)酵經(jīng)濟(jì),倍受遺傳工程專家的重視。目前大腸桿菌是應(yīng)用廣泛,成功的表達(dá)體系,常做表達(dá)的首xuan體系。
大腸桿菌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,有細(xì)胞結(jié)構(gòu),具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)等結(jié)構(gòu),無(wú)成形的細(xì)胞核。
1 細(xì)胞壁 位于大腸桿菌的外層,厚約11um,分為兩層,即外膜和肽聚糖層。外膜是大腸桿菌細(xì)胞壁的主要成分,占細(xì)胞壁于重的80%,厚約8nm,位于肽聚糖層的外側(cè),主要由磷脂、蛋白質(zhì)和脂多糖組成。脂多糖是革蘭氏陰性細(xì)菌的內(nèi)毒素,也是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的特有成分,主要和其抗原性、致病性及對(duì)噬菌體的敏感性有關(guān)。肽聚糖層由1~2層網(wǎng)狀的肽聚糖組成,占細(xì)胞壁干重的10%,厚約2~3nm,是細(xì)菌等原核生物所特有的成分。大腸桿菌的肽聚糖由聚糖鏈、短肽和肽橋三部分組成。聚糖鏈由N-乙酸葡糖胺和N-乙酚胞壁酸分子通過(guò) -1,4糖苷鍵連接而成,短肽由L-丙氨酸 D-谷氨酸 內(nèi)消旋二氨基庚二酸 D-丙氨酸組成,并由L-丙氨酸與胞壁酸相連。一條聚糖鏈短肽的D-丙氨酸與另一條聚糖鏈短肽的內(nèi)消旋二氨基庚二酸直接形成肽鍵(肽橋),從而使肽聚糖形成網(wǎng)狀的整體結(jié)構(gòu)。由脂蛋白將外膜和肽聚糖層連接起來(lái),從而使大腸桿菌的細(xì)胞壁形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
2 細(xì)胞膜 大腸桿菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和其它生物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)相似。但其細(xì)胞膜中蛋白質(zhì)的含量高且種類多。其細(xì)胞膜具選擇透性,從而可控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。大腸桿菌細(xì)胞的生物活性非?;钴S,含有豐富的酶系。如各種脫氫酶系,氧化磷酸化酶系,電子傳遞系統(tǒng),透性酶等。因此細(xì)胞膜是原核生物能量轉(zhuǎn)化的場(chǎng)所,并能通過(guò)它對(duì)外界環(huán)境的各種刺激作出反應(yīng),并可傳遞信息,參與細(xì)胞壁的合成等。
3 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)是細(xì)菌的內(nèi)環(huán)境,是蛋白質(zhì)、各種酶類和核酸生物合成的場(chǎng)所,也是吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后進(jìn)行物質(zhì)合成和分解代謝的場(chǎng)所。大腸桿菌的細(xì)胞質(zhì)中含有糖原顆粒、核糖體和質(zhì)粒等結(jié)構(gòu)。
3.1 核糖體 核糖體是細(xì)胞質(zhì)中一種核糖核蛋白顆粒,是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。大腸桿菌的核糖體呈橢圓球形,體積為13.5nm 20nm 40um。由65%的核糖核酸和35%的蛋白質(zhì)組成。大腸桿菌的核糖體分散在細(xì)胞質(zhì)中,完整核糖體的沉降系數(shù)為70S,由30S和50S兩個(gè)大小不同的亞基組成。
3.2 質(zhì)粒 在大腸桿菌中,除遺傳物質(zhì)的主要載體染色體之外,還有一種閉合環(huán)狀的雙鏈DNA遺傳因子,即質(zhì)粒。質(zhì)粒具有自我復(fù)制的特性,不同質(zhì)粒的基因及質(zhì)粒和染色體基因均可發(fā)生基因重組,質(zhì)??赏ㄟ^(guò)細(xì)菌的接合而轉(zhuǎn)移,也可隨細(xì)胞的分裂而傳遞或丟失。由于質(zhì)粒具有這些特性,所以在分子生物學(xué)和遺傳工程中質(zhì)粒經(jīng)常作為外源基因的載體。大腸桿菌中已發(fā)現(xiàn)的質(zhì)粒有F因子、R因子和Col因子等。
4 擬核 大腸桿菌的細(xì)胞核無(wú)核膜和核仁,沒(méi)有固定的形態(tài),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,稱為擬核,也稱細(xì)菌染色體。擬核具有高度緊密的結(jié)構(gòu),由RNA、蛋白質(zhì)和超螺旋環(huán)狀DNA組成。大腸桿菌的全部基因都包含在這條DNA上。環(huán)狀DNA的總長(zhǎng)度可達(dá)1300 m,分子量為2.8 109D,大約含有3000~4000個(gè)基因,目前已經(jīng)確定了1400多個(gè)基因的結(jié)構(gòu)、功能及在基因圖上的位置。通過(guò)研究大腸桿菌基因的結(jié)構(gòu)、功能及表達(dá)調(diào)控可揭示其它生物的遺傳現(xiàn)象和規(guī)律。
5 特殊結(jié)構(gòu)
5.l 莢膜 莢膜是某些細(xì)菌向細(xì)胞壁外分泌的并位于細(xì)胞壁外側(cè)的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。大腸桿菌的莢菌的莢膜主要由多糖組成,具有抗原性,構(gòu)成了大腸桿菌的表面抗原,即K抗原。
5.2 鞭毛 鞭毛是某些細(xì)菌長(zhǎng)在細(xì)胞表面的長(zhǎng)絲狀、波曲狀的附屬物。其數(shù)目為一至數(shù)根,長(zhǎng)為菌體的苦干倍,長(zhǎng)可達(dá)70 m,直徑一般為10~20nm。鞭毛由鞭毛蛋白組成,構(gòu)成了細(xì)菌的鞭毛抗原。大腸桿菌為周身鞭毛,和其運(yùn)動(dòng)有關(guān)。若將大腸桿菌穿刺接種于半固體培養(yǎng)基,它將沿穿刺線向周圍擴(kuò)散生長(zhǎng)。大腸桿菌的細(xì)胞表面還含有一種比鞭毛更細(xì)、較短且直硬的絲狀體叫菌毛,可分為普通菌毛和性菌毛。普通菌毛zhu要用于吸附于動(dòng)植物、真菌以及各種細(xì)胞的表面,有的是噬菌體吸附的位點(diǎn)。性菌毛是在F因子的控制下形成的,它是細(xì)菌接合的 工具 。通過(guò)性菌毛的接合,可在細(xì)菌之間傳遞質(zhì)?;蛉旧w基因等。
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時(shí)閱讀專業(yè)資訊