O'zbekiston respublikasi oliy ta’lim, fan va innovatsiyalar vazirligi

III.BOB. ESCHERICHA COLI BAKTERIYASI GENOMLARI
3.1. Eschericha coli bakteriyasi genomlari genomlar
Eschericha coli (lat. Escherichia coli) - issiq qonli hayvonlarning pastki ichaklarida keng tarqalgan gram-manfiy tayoqcha shaklidagi bakteriyalar turi. Eschericha coli shtammlarining aksariyati zararsizdir, ammo o157: H7 serotipi odamlarda va hayvonlarda og'ir oziq-ovqat zaharlanishiga olib kelishi mumkin. Zararsiz shtammlar inson va hayvonlarning normal ichak florasining bir qismidir. Eschericha coli xost organizmiga foyda keltiradi, masalan, k vitaminini sintez qilish, shuningdek, ichakda patogen mikroorganizmlarning rivojlanishiga yo'l qo'ymaslik. Eschericha coli har doim ham faqat oshqozon-ichak traktida yashamaydi, atrof-muhitda bir muncha vaqt omon qolish qobiliyati ularni najas bilan ifloslanish uchun namunalarni tekshirish uchun muhim ko'rsatkichga aylantiradi. Bakteriyalarni laboratoriya sharoitida osongina etishtirish mumkin, shuning uchun Eschericha coli genetik tadqiqotlarda muhim rol o'ynaydi. Eschericha coli eng ko'p o'rganilgan prokaryotik mikroorganizmlardan biri va biotexnologiya va mikrobiologiyaning eng muhim ob'ektlaridan biridir. Eschericha coli 1885 yilda nemis pediatri va bakteriologi Teodor Escherich tomonidan tasvirlangan. Hozirgi vaqtda Eschericha coli enterobakteriyalar oilasining Teodor Esherich nomi bilan atalgan Escherichia (Escherichia) jinsiga kiradi. Shtamm-bu boshqa shaxslardan farqli xususiyatlarga ega bo'lgan tur ichidagi shaxslar to'plami. Ko'pincha bunday farqlarni faqat molekulyar darajada aniqlash mumkin, ammo ular bakteriyaning fiziologiyasiga yoki hayot aylanishiga ta'sir qiladi. Eschericha coli ning turli shtammlari ko'pincha ma'lum xostlarga xos bo'lib, namunalarda najas infektsiyasi manbasini aniqlashga imkon beradi. Masalan, suv namunasida qaysi Eschericha coli shtammlari borligi ma'lum bo'lsa, odam, boshqa sutemizuvchi yoki qush kabi infektsiya manbasini aniqlash mumkin. Eschericha coli ning yangi shtammlari mutatsiyalar va gorizontal gen uzatish natijasida paydo bo'ladi. Ba'zi shtammlar xost organizmlari uchun zararli xususiyatlarni ishlab chiqaradi, bunday virusli shtammlar diareyaga olib kelishi mumkin, bu kattalarda yoqimsiz va rivojlanayotgan mamlakatlarda bolalarda o'limga olib kelishi mumkin shu kabi ko'proq virusli shtammlar og'ir kasalliklarni keltirib chiqaradi va hatto keksa odamlarda, yosh bolalarda va immuniteti zaif odamlarda o'limga olib keladi.

3-Rasm. Eschericha coli ketma-ket ikkilik bo'linish modeli.

Biologiya va biokimyo
Eschericha coli-grammusbat bakteriya, fakultativ anaerob endosporalarni hosil qilmaydi. Hujayralar tayoqcha shaklida, uchlari biroz yumaloq, o'lchami 0,4—0,8 × 1-3 mikron, hujayra hajmi taxminan 0,6-0,7 mikron. Eschericha coli turli substratlarda yashashi mumkin. Anaerob sharoitda Eschericha coli chiqindi mahsulot sifatida laktat, süksinat, etanol, asetat va karbonat angidrid hosil qiladi. Bu ko'pincha molekulyar vodorodni hosil qiladi, bu yuqoridagi metabolitlarning shakllanishiga xalaqit beradi, Shuning uchun Eschericha coli ko'pincha vodorodni iste'mol qiladigan mikroorganizmlar bilan birga yashaydi — masalan, metanogenlar yoki sulfatni kamaytiradigan bakteriyalar. Optimal o'sishga Eschericha coli ekinlari tomonidan 37°C haroratda erishiladi, ba'zi shtammlar 49°C gacha bo'lgan haroratlarda bo'linishi mumkin. O'sishni aerob yoki anaerob nafas olish, turli xil oksidlovchi va qaytaruvchi moddalar, shu jumladan piruvat, format, vodorod, aminokislotalarning oksidlanishi, shuningdek kislorod, nitrat, dimetil sulfoksid va trimetilamin n-oksidning kamayishi bilan rag'batlantirish mumkin. Flagella bo'lgan shtammlar harakatlana oladi. Flagella peritrixial tarzda joylashtirilgan . Flagellumning oxirida fimh oqsili joylashgan bo'lib, u sirtdagi shakar molekulalariga yopishadi va flagellumning o'zi bir-biriga bog'langan oqsil segmentlari zanjiridan iborat bo'lib, ular ingichka uzun buloq shaklida o'ralgan va kuch ta'sirida elastik ravishda cho'zilgan.

4-Rasm. Eschericha coli klasterining past haroratli elektron mikrografi. 10 000 marta oshirish. Shaxsiy bakteriyalar yumaloq tsilindrlar bilan ifodalanadi.
Oddiy mikrofloradagi roli. Eschericha coli odatda yangi tug'ilgan chaqaloqning ichaklarini tug'ilgandan keyin 40 soat ichida kolonizatsiya qiladi, oziq-ovqat yoki chaqaloq bilan aloqada bo'lgan shaxslardan olinadi va hayot davomida yo'g'on ichak tarkibidagi 106-108 CFU/g darajasida saqlanadi. Oshqozon-ichak traktida Eschericha coli shilliq pardalarga yopishadi va odamlarda fakultativ anaeroblarning asosiy vakillari hisoblanadi. Eschericha coli virulentlik omillarini kodlovchi bakteriofaglarga ega bo'lmaganligi sababli, ular komensallardir. Boshqa ma'lumotlarga ko'ra, mikroorganizmlar (shu jumladan Eschericha coli) inson tanasini qornida to'ldirishni boshlaydi. Escherichia coli Nissle 1917 ning patogen bo'lmagan shtammi Mutaflor nomi bilan tanilgan va tibbiyotda Probiyotik sifatida, asosan oshqozon-ichak kasalliklarini, shu jumladan yangi tug'ilgan chaqaloqlarni davolash uchun ishlatiladi. Model organizm Eschericha coli ko'pincha mikrobiologik tadqiqotlarda namunali organizm sifatida ishlatiladi. Madaniy shtammlar, masalan, Eschericha coli K-12 laboratoriya sharoitida o'sishga yaxshi moslashgan va yovvoyi turdagi shtammlardan farqli o'laroq, ichakni kolonizatsiya qila olmaydi. Ko'pgina laboratoriya shtammlari biologik plyonkalar hosil qilish qobiliyatini yo'qotdi.Ta'riflangan xususiyatlar yovvoyi turdagi shtammlarni antikorlar va kimyoviy vositalardan himoya qiladi, ammo katta miqdordagi modda va energiya talab qiladi. 1946 yilda Joshua Lederberg va Eduard Teitem Eschericha coli ni model organizm sifatida ishlatib, bakteriyalar konjugatsiyasi hodisasini tasvirlab berishdi. Eschericha coli hozirgi vaqtda konjugatsiyani o'rganishda eng ko'p terilgan bakteriyalardan biri bo'lib qolmoqda. Eschericha coli bakteriofaglar genetikasi bo'yicha dastlabki tajribalarning muhim tarkibiy qismi bo'lgan, dastlabki tadqiqotchilar, masalan, Seymor Benzer, gen tuzilishini o'rganish uchun Eschericha coli va T4 faglaridan foydalanganlar. Benzer tadqiqotlaridan oldin genning chiziqli yoki tarvaqaylab tuzilishi ma'lum emas edi. Eschericha coli Eschericha coli genomi to'liq ketma-ketlikda bo'lgan birinchi organizmlardan biri edi. K-12 Eschericha coli shtammi genomidagi nukleotidlar ketma-ketligi 1997 yilda Science jurnalida chop etilgan. Eschericha coli evolyutsiyasi bo'yicha uzoq muddatli tajriba Richard Lenski tomonidan 1988 yilda boshlangan va laboratoriya sharoitida evolyutsion o'zgarishlarni bevosita kuzatish imkonini bergan. Ushbu tajribada bitta Eschericha coli populyatsiyasi sitratni aerob metabolizatsiya qilish imkoniyatiga ega bo'ldi. Ushbu qobiliyat Eschericha coli-da juda kam uchraydi. Aerobik sharoitda o'sish qobiliyatsizligi Eschericha coli ni Salmonella kabi boshqa tegishli bakteriyalardan ajratish uchun ishlatiladi. Ushbu tajriba davomida laboratoriya sharoitida spetsifikatsiya jarayonini kuzatish mumkin edi.