SPIROCHAETES: ALLMÄNNA EGENSKAPER, MORFOLOGI, SYSTEMATIK - BIOLOGI - 2024

Spirochaetes är ett bakteriefilum som kännetecknas av att vara gramnegativt och ha en unik cellulär ultrastruktur. De har inre rörlighetsorganeller som kallas periplasmiska flageller, som gör att de kan böjas, rotera på sin längdaxel och röra sig i flytande och halvfasta media.

Spirochaetes är en av få bakteriefylter vars fenotypiska egenskaper står för dess fylogenetiska förhållanden baserat på 16S rRNA-analys.

Leptospira sp. Av CDC / Rob Weyant, via Wikimedia Commons

Generella egenskaper

Vissa frittlevande pleomorfa Spirochaetes, såsom Spirochaeta coccoides, har inte ultrastrukturella och etologiska egenskaper hos filylen, men sekvensanalys av 16S rRNA-genen placerar dem inom Spirochaetaceae-familjen.

De är kemoorganotrofiska, de kan använda kolhydrater, aminosyror, långkedjiga fettsyror eller långkedjiga fettalkoholer som källor till kol och energi.

Beroende på art kan de växa under anaeroba, mikroaerofila, fakultativt anaeroba eller aeroba förhållanden. Vissa är fritt levande och andra har en specifik förening med värden, som kan vara leddjur, blötdjur och däggdjur, inklusive människor. Vissa arter är kända för att vara patogena.

Dessa bakterier utgör en fylogenetiskt forntida och väl differentierad grupp, mer relaterad till filmen Bacteoides och Acidobacteria, än med andra grupper.

Det är en filum som endast bildas av klassen Spirochaetia och ordningen Spirochaetales, som omfattar fyra familjer som är väl avgränsade: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae och Leptospiraceae.

De är långsträckta och lindade spiralformigt (korkskruvformade) med en storlek som sträcker sig från 0,1 till 3 mikron i diameter och 4 till 250 mikron i längd. De har ett yttre membran som består av flera lager som kallas cellhöljet eller ytterhöljet som helt omger den protoplasmiska cylindern.

Celler har inre rörlighetsorganeller som kallas periplasmisk flagella. Dessa införs internt i varje ände av den protoplasmatiska cylindern och sträcker sig över det mesta av cellen, överlappande i det centrala området.

Lokomotionssystem med inre flageller. Av Lamiot, från Wikimedia Commons.

När det gäller familjen Leptospiraceae överlappar inte periplasmisk flagella i cellerna. Den protoplasmatiska cylindern och flagellen är inneslutna av en yttre mantel som har några egenskaper som är analoga med det yttre membranet av gramnegativa färgningsbakterier.

Å andra sidan, Spirochaeta plicatilis, är en art av stora bakterier som har 18 till 20 periplasmisk flagella insatt nära varje ände av den protoplasmiska cylindern.

Systematisk

Filogenen hos filum Spirochaetes är resultatet av nyligen analys av sekvenserna av 16S rRNA-genen. En enda klass, Spirochaetia, och en enda ordning, Spirochaetales, känns igen i denna kant.

Spirochaetales-beställningen omfattar fyra familjer som är väl avgränsade: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae och Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Bakterier i denna familj är spiralformade celler, 0,1 till 3,0 mikron i diameter och 3,5 till 250 mikron i längd. Cellerna har inte krokade ändar som medlemmar i familjen Leptospiraceae.

Den periplasmiska flagellen infogar internt i varje ände av cellen och sträcker sig för det mesta av längden på den överlappande cellen i det centrala området.

Diaminosyran närvarande i peptidoglycan är L-ornitin. De är anaeroba, fakultativt anaeroba eller mikroaerofila. De är kemoorganotrofiska.

De använder kolhydrater och / eller aminosyror som källor till kol och energi, men de använder inte fettsyror eller långkedjiga fettalkoholer.

De är frilivande eller i förening med djur, insekter och människor. Vissa arter är patogena. Arterna som undersöktes med 16S rRNA-sekvensanalys skiljer sig från medlemmarna i familjerna Brachyspiraceae, Brevinemataceae och Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Denna familj innehåller bara ett släkt, Brachyspira. Det är spiralformade bakterier med regelbundna lockmönster. Cellerna är 2-11 mikron med 0,2-0,4 mikron.

De är encelliga, men ibland kan par och kedjor av tre eller flera celler ses i växande kulturer. Under ogynnsamma odlingsförhållanden bildas sfäriska eller runda kroppar.

De är gramnegativa fläckar. De är obligatoriska anaeroba eller aerotoleranta. Cellernas ändar kan vara trubbiga eller spetsiga.

Cellerna har en typisk spiroketcellstruktur, bestående av en yttre mantel, en spiralformad protoplasmatisk cylinder och inre flageller i utrymmet mellan den protoplasmiska cylindern och den yttre manteln.

Celler av släktet Brachyspira har 8 till 30 flageller, beroende på art. Antalet flageller korrelerar i allmänhet med cellstorlek, så att mindre cellarter har färre flageller.

Flagellerna förenas internt, i lika antal vid varje ände av cellen, lindas runt den protoplasmiska cylindern, och deras fria ändar överlappar varandra i centrum av cellerna.

Det växer mellan 36 och 42 ° C, med en optimal temperatur på 37 till 39 ° C. De är kemoorganotrofiska och använder olika kolhydrater för tillväxt. Det har oxidas för att reducera molekylärt syre.

Brevinemataceae

Denna familj innehåller bara ett släkte, Brevinema. Cellerna är spiralformade och har en diameter av 0,2 till 0,3 mikron med en längd av 4 till 5 mikron, och visar en eller två spiralformade varv med oregelbundna våglängder som sträcker sig från 2 till 3 mikron.

De har mantlade periplasmiska flageller som ger cellerna rörlighet genom flexion, rotation och translation. De har inte cytoplasmatiska tubuli. De är mikroaerofila, associerade med värden.

Leptospiraceae

Det är högerhänta spiralceller som kan mäta 0,1 till 0,3 mikron i diameter och 3,5 till 20 mikron i längd. Icke-mobilceller har hakade spetsar, medan aktiva celler har en spiralledande ände och en krok i baksidan av cellen.

De har en periplasmisk flagellum som sätter in internt i varje ände av cellen, men överlappar sällan i mitten av cellen. De periplasmiska flagellerna finns längs den spiralformade axeln.

Diaminosyran närvarande i peptidoglycan är en e-diaminopimelinsyra. De är obligatoriska eller mikroaerofila aeroba organismer. De är kemoorganotrofiska.

De använder långkedjiga fettsyror och fettalkoholer som kol- och energikällor. De är frilivande eller i förening med djur- och mänskliga värdar. Vissa arter är patogena.

Pathogeny

De flesta arter av filum Spirochaetes är inte patogena, men vissa kända arter sticker ut för sin patogenes.

Treponema pallidum

Det är organismen som orsakar syfilis. Det är en mobil bakterie som generellt förvärvas genom nära sexuell kontakt och som tränger igenom värdens vävnad genom det skivepiteliga eller kolumära epitelet.

Sjukdomen kännetecknas av ett område med magsår och primär inflammation i könsområdena, som manifesteras i en primär infektion. Senare stadier av denna infektion kännetecknas av makulopapulära utbrott och en möjlig granulomatös respons som involverar centrala nervsystemet.

Andra bakterier i släktet kan producera icke-veneriska sjukdomar, såsom pinta (även känd som blå sjukdom, karat, insteps, lota, pintosjukdom och tina) som produceras av Treponema carateum eller yaws (eller buba, yaw, yaws, yaws tropica, polipapilloma tropicum eller tymos) producerad av Treponema pallidum ssp. tillhöra.

Borrelia burgdorferi

Orsakar Lyme-sjukdom. Denna art har en unik kärna som innehåller en linjär kromosom och linjära plasmider. De olika arterna av Borrelia överförs av speciella fästingar av släktet Ornithodoros (Argasidae) i olika delar av världen.

Dessa fästingar finns i torra savann- och skrubba områden, särskilt nära gnagarehålor, grottor, trähögar och döda träd, eller i sprickor i väggar eller tak och under trägolv, var som helst bebodd av små gnagare. .

Reservoarerna är ryggradsdjur som råttor, möss, ekorrar, hundar och fåglar. Fästingar intar Borrelia sp. genom att suga blodet från infekterade djur eller människor.

De matar på natten, minst 30 minuter innan de återvänder till sina skydd. Infektion sker genom bett, genom infekterat saliv eller genom förorening av slemhinnor med infekterad höftvätska.

Dessa bakterier utsöndras inte i fästingar i fästingar. Fästingar förblir smittade hela livet, även om de saknar blod under sju år. De kan överföras horisontellt mellan män och kvinnor; eller vertikalt, av kvinnor till deras avkomma.

Lymesjukdom hudskada orsakad av bett av en infekterad Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) fästing. Av fotokredit: James Gathany innehållsleverantörer: CDC / James Gathany, via Wikimedia Commons

I de tidiga stadierna presenteras Lyme-sjukdomen som en distinkt hudskada som kallas erytem migrans, även kallad erythema migrans kronik. Den tidiga lesionen kännetecknas av ett expansivt område med rött utslag, ofta med ett blekt centrum (tjuröga) på fästplatsens plats.

Om den inte behandlas kan erosiv artrit liknande reumatoid artrit och så småningom kronisk progressiv encefalit och encefalomyelit uppstå. Andra bakterier i släktet, såsom B. duttonii, B. hermsii och B. dugesi, kan orsaka endemisk återfallande feber.

Leptospira

Det orsakande medlet för leptospiros, en febersjukdom som kan komplicera till aseptisk meningit om den inte behandlas. Symtom på infektion inkluderar feber, frossa och huvudvärk, med tillfällig gulsot.

Organismerna kan spridas genom djur, vatten eller mark som är förorenade av urin från hundar, råttor eller nötkreatur. Djur kan förbli asymptomatiska vektorer i flera år, och organismer kan förbli livskraftiga efter att de skjutit i veckor eller månader.

Att få sjukdomar är vanligare efter kraftiga regn eller översvämningar. Inkubationsperioden kan vara upp till en månad.

referenser

1. Actor, JK (2012). Klinisk bakteriologi. I: lseviers Integrated Review Immunology and Microbiology (Second Edition). Sid 105-120.
2. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig och WB Whitman. (2010) Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiaees, och Plan. Användningsområden.
3. Gupta, RS, Mahmood, S och Adeolu, M. (2013). Ett fylogenomiskt och molekylärt signaturbaserat tillvägagångssätt för karaktärisering av filum Spirochaetes och dess viktigaste klädor: förslag till en taxonomisk revidering av filylen. Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spiroketer. (2018). Wikipedia, den fria encyklopedin. Konsultationsdatum: 14:21, 10 oktober 2018 från: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA och Stewart, PE 2008. Infektionens biologi med Borrelia burgdorferi. Infektionssjukdomar i Nordamerika, 22 (2): 217–234.