Escherichia coli

 

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Escherichia coli.

 

 

Allgemeiner schematischer Aufbau eines Bakteriums
 

[Der Procyt ist der typische Baustein der Prokaryoten. Größe: 1 - 5 mm. Der Procyt besitzt ein ringförmiges, spiralisiertes und geknäultes DNA- Molekül (ohne membranumgebenen Zellkern) = Nucleoid / Kernäquivalent. Plasmide: kleine, zirkuläre, doppelsträngige DNA- Moleküle (enthalten z.B. Antibiotikaresistenzen). 70 S- Ribosomen. Spärliche Kompartimentierung. Die Rekombination von DNA kann zwischen Bakterien über Plasmabrücken (= Pili= erfolgen.]

TEM - Aufnahme von Escherichia coli kurz vor der Teilung. Zu erkennen ist die über die gesamte Zelloberfläche verteilte (peritriche) Begeißelung. Die kurzen Anhängsel (Pili) dienen dem Zellkontakt bei der Konjugation der Bakterien

 

Theodor Escherich, deutscher Pädiater, 29.11.1857 Ansbach - 15.2.1911 Wien; ab 1890 Professor und Direktor der Kinderklinik in Graz, ab 1902 in Wien; entdeckte 1885 das nach ihm benannte, vor allem die Säuglingsdiarrhoe auslösende Coli- Bakterium Escherichia commune (heute Escherichia coli) der Gattung Escherichia – ein Darmbakterium, das in der Molekularbiologie eine bedeutende Rolle spielt.

Die Schlagzeile:

"Bakterien [*] in Trinkwasser entdeckt"

Ein neuer Fall von verunreinigtem Trinkwasser beschäftigt die Behörden in der Altmark. Weil in einer Probe E.c. - Bakterien gefunden wurden, müssen laut Gesundheitsamt 6 500 Haushalte in 63 Orten des Altmarkkreises Salzwedel ihr Trinkwasser abkochen. Die Bakterien können Darminfektionen auslösen. Im Wasserwerk wird nach der Ursache gesucht. Erst jüngst musste in 24 Orten der Region Arendsee wegen coliformer Keime das Wasser abgekocht werden. Außerdem gab es in den letzten Wochen in Salzwedel zweimal Legionellenalarm. [*]

 

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Enterohämorrhagische Colitis


Die Enterohämorrhaghische Colitis (von enteros: Darm, hämmorrhagisch: blutend) ist eine schwere Enteritis (Entzündung des Darms, hervorgerufen durch sogenannte enterohämorrhagische Colibakterien (EHEC. Wiederkäuer, vor allem Rinder, Schafe und Ziegen, aber auch Wildwiederkäuer (Rehe und Hirsche) werden als Hauptreservoir für EHEC angesehen. EHEC- Infektionen können zu schweren Darmentzündungen mit blutig-wässrigem Durchfall und starken Unterleibskrämpfen führen. Besonders bei Säuglingen, Kleinkindern, älteren Menschen und Abwehrgeschwächten kann es unter Umständen zu dramatischen und lebensbedrohlichen Krankheitsverläufen kommen.Die EHEC-Bakterien können auch ein sehr schweres systemisches Krankheitsbild verursachen, das hämolytisch- urämische Syndrom (HUS). Dieses Krankheitsbild kann zu einem schweren Nierenversagen führen, bei dem in den meisten Fällen eine Dialyse durchgeführt werden muss. Bei fünf Prozent der aufgetretenen HUS- Fälle kommt es zu einer dauerhaften Nierenschädigung. Diese Patienten können nach überstandener akuter Erkrankung letztlich nur durch eine Nierentransplantation geheilt werden.

 

Gramfärbung


von H.D.J Gram (1853-1938) entwickelte Färbemethode zur Differenzierung von Bakterien aufgrund ihres Zellwandaufbaus. Grampositive Bakterien bleiben nach der Anfärbung mit bestimmten basischen Farbstoffen (z.B. Gentianaviolett) und kurzem Spülen mit Alkohol violett gefärbt, gramnegative werden dagegen durch Alkohol entfärbt. Zellwände von gramnegativen Bakterien enthalten typischerweise einen dünnen Murein-Sacculus (Murein) und eine äußere Membran, grampositive eine dickere Zellwand mit einem mehrschichtigen Mureinnetz und Teichonsäure (Bakterienzellwand). Zur Identifizierung eines unbekannten Bakteriums ist die G. eine häufig angewendete Methode. Sie ist jedoch nicht immer eindeutig. So können Zellwände mit grampositivem Aufbau ein gramnegatives Färbeverhalten zeigen oder die G. ändert sich mit dem physiologischen Zustand der Bakterien. Diese Bakterien bezeichnet man als gramlabil oder gramvariabel.

 

Escherichia coli

Kurzbez. E. coli oder Coli [nach dem Kinderarzt Theodor Escherich benannt; lat. colum: Dickdarm], die wichtigste Art der Gatt. Escherichia aus der Fam. Enterobacteriaceae [Darmbakterien]. Es sind gerade gramnegative Stäbchen, einzeln oder in Paaren zusammenhängend, unbeweglich oder beweglich mit peritricher Begeißelung. Die Zellwand ist bei vielen Stämmen verdickt (Mikrokapsel) oder noch von einer Kapsel aus Polysacchariden umhüllt. Viele Typen enthalten Sex-Pili. E.c. ist der molekularbiologisch und -genetisch am besten untersuchte Mikroorganismus. Bis 1997 wurde das Genom des Bakteriums komplett sequenziert. Es besteht aus etwa 4,6 Mio. Basenpaaren (ca. 4300 Gene). Außerdem kann die Zelle noch eine Reihe von Plasmiden enthalten. Der Stoffwechsel ist aerob (Sauerstoffatmung) oder fakultativ anaerob (Nitratatmung, Fumaratatmung, Gärung). Glucose und andere Zucker werden in gemischter Säuregärung abgebaut. E.c. kommt normalerweise im Darm (Darmflora) von Warmblütern vor. Außerhalb des Darms kann E.c. Eiterungen und Entzündungen (Entzündungsreaktion) bei Mensch und Tieren verursachen. Bestimmte Stämme sind Erreger schwerer Durchfallerkrankungen (Enteritis, Diarrhöe). Für die Durchfallsymptome sind Enterotoxine verantwortlich. E.c. lässt sich auch im Boden und Wasser nachweisen und dient als Indikator für Verunreinigungen mit Fäkalien (Colititer).

Worterklärungen:

Fumaratatmung: Form der anaeroben Atmung, bei der Fumarat (Fumarsäure) als Elektronenakzeptor fungiert. Dabei wird ein Molekül Fumarat zu einem Molekül Succinat (Bernsteinsäure) reduziert.
Nitratatmung: Bez. für Formen der mikrobiellen Atmung, bei denen Energie aus der Reduktion von Nitrat gewonnen wird.
Murein: Peptidoglykan, ein netzartiges, aus Polysaccharidketten und quervernetzenden Peptiden aufgebautes Makromolekül, das als Stützskelett der Zellwand der meisten Bakterien  fungiert und daher Festigkeit und Form von Bakterienzellen bestimmt. Es stellt wahrscheinlich für jede Zelle ein einziges riesiges Molekül in Form eines dreidimensionalen Netzwerks dar, das deshalb auch als Murein-Sacculus bezeichnet wird.
peritrich: bei Bakterien eine Form der Begeißelung, bei der mehrere einzelne Geißeln über die Zelloberfläche verteilt sind. Sie unterscheiden sich somit von der lophotrichen Begeißelung, bei der Geißeln büschelförmig am Zellpol auftreten.