Spirochaetes generelle karakteristika, morfologi, systematik

spirochaetes Det er et phylum af bakterier, der er karakteriseret ved at være gram-negative og ved at have en unik cellulær ultrastruktur. De har interne motilitetsorganeller kaldet periplasmisk flagella, som tillader dem at bøje sig, rotere på deres længdeakse og bevæge sig i flydende og halvfaste medier.

Spirochaetes er en af ​​de få bakterielle phyla, hvis fænotypiske egenskaber afslører deres fylogenetiske relationer baseret på 16S rRNA analyse.

indeks

• 1 Generelle egenskaber 
• 2 systematik 
  • 2.1 Spirochaetaceae
  • 2.2 Brachyspiraceae
  • 2.3 Brevinemataceae
  • 2.4 Leptospiraceae
• 3 patogenese
  • 3.1 Treponema pallidum (Spirochaetaceae)
  • 3.2 Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)
  • 3,3 Leptospira spp. (Leptospiraceae)
• 4 referencer 

Generelle egenskaber

Nogle frie levende pleomorphic Spirochaetes, såsom Spirochaeta coccoides, de har ikke de ultrastrukturelle og etologiske karakteristika af phylumet, men sekvensanalysen af ​​16S rRNA genet lokaliserer dem inden for familien Spirochaetaceae.

De er kemoorganotrofe, kan bruge kulhydrater, aminosyrer, langkædede fedtsyrer eller langkædede fedtalkoholer som kulstof og energikilder.

Afhængigt af arten kan de vokse i anaerobe, mikroaerofile, fakultativt anaerobe eller aerobe forhold. Nogle er frie levende og andre har en særlig tilknytning til værten, som kan være leddyr, bløddyr og pattedyr, herunder mennesker. Nogle arter er kendt for at være patogene.

Disse bakterier udgør en fylogenetisk gammel og godt differentieret gruppe, mere relateret til phylum Bacteoides og Acidobacteria, end til andre grupper.

Det er en skærende kant, der dannes kun af Spirochaetia klasse og Spirochaetales orden, som omfatter fire familier, der er godt afgrænset: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae og Leptospiraceae.

De er aflange og spiralviklet (proptrækker), med en størrelse i området fra 0,1 til 3 um i diameter og 4-250 mikron i længde. Har en ydre membran kaldet flerlags cellekappe eller ydre skede fuldstændigt omgiver protoplasmiske cylinder.

Cellerne har interne motilitetsorganeller kaldet periplasmisk flagella. Disse indsættes internt i hver ende af den protoplasmatiske cylinder og strækker sig langs det meste af cellen, der overlapper i det centrale område

I tilfælde af familien Leptospiraceae overlapper den periplasmatiske flagella ikke i cellerne. Den protoplasmiske cylinder og flagellaen er omsluttet af en ydre kappe, som har nogle egenskaber analoge med den ydre membran af bakteriens gram-negative farvning.

På den anden side, Spirochaeta plicatilis, er en art af store bakterier, der har 18 til 20 periplasmisk flagella indsat nær hver ende af protoplasmatisk cylinder. 

Systematik

Phylogenien af ​​Spirochaetes phylum er resultatet af nylig analyse af 16S rRNA-gensekvenserne. I denne kant er en klasse genkendt, Spirochaetia og en enkelt ordre, Spirochaetales.

Spirochaetales ordren består af fire familier, der er godt afgrænset: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae og Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Bakterierne i denne familie er spiralceller, fra 0,1 til 3,0 mikrometer i diameter og fra 3,5 til 250 mikrometer i længde. Celler har ikke hooked ender som medlemmer af familien Leptospiraceae.

Den periplasmatiske flagella indsættes internt i hver ende af cellen og strækker sig langs det meste af længden af ​​den overlejrede celle i den centrale region.

Den diaminosyre, der er til stede i peptidoglycanen, er L-ornithin. De er anaerobe, fakultativt anaerobe eller mikroaerofile. De er kemoorganotrofe.

De bruger kulhydrater og / eller aminosyrer som kulstof og energikilder, men må ikke bruge fedtsyrer eller langkædede fedtalkoholer.

De er frie levende eller i forbindelse med dyr, insekter og mennesker. Nogle arter er patogene. Arten undersøgt ved 16S rRNA sekvensanalyse er forskellig fra medlemmer af familierne Brachyspiraceae, Brevinemataceae og Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Denne familie indeholder kun ét køn, Brachyspira. De er spiralformede bakterier med regelmæssige curl mønstre. Cellerne måler mellem 2 og 11 mikrometer med 0,2 til 0,4 mikrometer.

De er unicellulære, men lejlighedsvise par og kæder af tre eller flere celler kan observeres i voksende kulturer. Under ugunstige vækstforhold dannes sfæriske eller runde legemer.

De har gram-negativ farvning. De er obligatoriske anaerobe eller aerotolerante. Enderne af cellerne kan være stump eller spids.

Cellerne har en typisk struktur af spirochæter celler, der består af et ydre hylster, en spiralformet protoplasmisk cylinder og flageller indre rum mellem protoplasmisk cylinder og den ydre kappe.

Cellerne i slægten Brachyspira De har fra 8 til 30 flagella, alt efter arten. Antallet af flagella korrelerer normalt med cellens størrelse, således at de mindre cellearter har færre flagella.

Flageller forbundet internt, i lige mange i hver ende af cellen, er de viklet rundt om protoplasmisk cylinder og deres frie ender overlapper i midten af ​​cellerne.

Den vokser mellem 36 og 42 ° C, med en optimal temperatur på 37 til 39 ° C. De er kemoorganotrofiske ved anvendelse af forskellige kulhydrater til vækst. Det har oxidase for at reducere molekylær ilt.

Brevinemataceae

Denne familie indeholder kun ét køn, Brevinema. Celler er spiralformet og har en diameter på 0,2 til 0,3 mikron over en længde på 4 til 5 mikrometer, der viser en eller to spiralformede vindinger med uregelmæssig bølgelængder i området fra 2 til 3 mikrometer.

De har arket periplasmisk flagella, der giver mobilitet til cellerne ved hjælp af bøjning, rotation og oversættelse. De har ikke cytoplasmatiske tubuli. De er mikroaerofile, forbundet med værten.

Leptospiraceae

De er celler med højre spiralformet konformation, som kan måle fra 0,1 til 0,3 mikrometer i diameter og fra 3,5 til 20 mikrometer i længden. Ikke-mobile celler har tilsluttede tip, mens aktive mobilceller har en spiralende forreste ende og en krog ved den bakre ende af cellen.

De har en periplasmisk flagellum, der indsættes internt i hver ende af cellen, men sjældent overlapper i midten af ​​cellen. Den periplasmatiske flagella findes langs den spiralformede akse.

Diaminosyren til stede i peptidoglycan er en e-diaminopimelinsyre. De er obligatoriske aerobe eller mikroaerofile organismer. De er kemoorganotrofiske.

De bruger langkædede fedtsyrer og fedtalkoholer, såsom kulstof og energikilder. De er gratis levende eller sammen med dyr og mennesker. Nogle arter er patogene.

pathogeny

De fleste Spirochaetes phylum arter er ikke patogene, men nogle velkendte arter skiller sig ud for deres patogenese.

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

Det er den organisme, der forårsager syfilis. Det er en mobil bakterie, der sædvanligvis erhverves ved tæt seksuel kontakt og trænger ind i værtsvævet gennem det pladeformede eller koloniale epitel.. 

Sygdommen er præget af et område med primær sårdannelse og betændelse i kønsorganerne, hvilket manifesterer sig i en primær infektion. Senere stadier af denne infektion er præget af makulopapulære udbrud og en mulig granulomatøs reaktion med involvering af centralnervesystemet. 

Andre bakterier i slægten kan producere ikke-venereale sygdomme, såsom pinta (også kendt som blå sygdom, karate, empeiner, lota, pinta og karbad) produceret af Treponema carateum eller yaws (eller buba, yaw, framboesia, tropic yaws, polypilloma tropicum eller thymose) produceret af Treponema pallidum ssp. pertenue.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Det forårsager Lyme sygdom. Denne art har en unik kerne, der indeholder et lineært kromosom og lineære plasmider. De forskellige arter af Borrelia overføres af bestemte arter af flåter af slægten Ornithodoros (Argasidae) i forskellige dele af verden.

Disse tæger findes i områder med tør savanne og krat, især i nærheden af ​​gnavere Burrows, huler, træ pæle og døde træer, eller revner i vægge eller lofter og under trægulve, hvor som helst beboet af små gnavere.

Reservoirarterne er hvirveldyr som rotter, mus, egern, hunde og fugle. Flåter indtager Borrelia sp. ved at suge blodet af inficerede dyr eller mennesker.

De fodrer om natten, i det mindste i 30 minutter, før de vender tilbage til deres husly. Infektion forekommer ved at stikke gennem smittet spyt eller ved kontaminering af slimhinderne med inficeret koxal væske.

Disse bakterier udskilles ikke i krydsafføring. Flåter forbliver inficerede for livet, selvom de mangler blod i 7 år. De kan overføres vandret mellem mænd og kvinder; eller vertikalt, af kvinder til deres afkom.

I tidlige stadier præsenterer Lyme-sygdommen som en særskilt hudlæsion kaldet erytem migrans, også kaldet kronisk migræne erytem. Den tidlige læsion er præget af et ekspansivt område med rød udslæt, ofte med et blegt center (porthole) på tikbittens sted..

Hvis der ikke behandles uregelmæssig, kan der forekomme erosiv arthritis svarende til rheumatoid arthritis og eventuelt kronisk progressiv encephalitis og encephalomyelitis. Andre bakterier af slægten, såsom B. duttonii, B. hermsii og B. dugesi, kan forårsage tilbagevendende endemisk feber.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Det forårsagende middel til leptospirose, en febril sygdom, som kan være kompliceret i aseptisk meningitis, hvis den ikke behandles. Symptomer på infektion omfatter feber, kulderystelser og hovedpine, med lejlighedsvis præsentation af gulsot.

Organer kan spredes gennem dyr, vand eller jord forurenet af urinen hos hunde, rotter eller kvæg. Dyr kan forblive som asymptomatiske vektorer i årevis, og organismer kan forblive levedygtige efter afgivelse i uger eller måneder.

Erhvervelsen af ​​sygdomme er mere almindelig efter tunge regner eller oversvømmelser. Inkubationsperioden kan være op til 1 måned.

referencer

1. Skuespiller, J.K. (2012). Klinisk bakteriologi. I: lsevier's Integrated Review Immunology and Microbiology (anden udgave). Pp 105-120.
2. Krieg, N. R., J. T. Staley, D. R. Brown, B. P. Hedlund, B. J. Paster, N. L. Ward W. Ludwig og W. B. Whitman. (2010) Bergey manual of Systematic Bacteriology: Bind 4: Den Bacteroidetes, spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, fibrobacteres, Fusobacterium, Dictyoglomi, gemmatimonadetes, lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae og planctomycetes. USA.
3. Gupta, R.S., Mahmood, S og Adeolu, M. (2013). En phylogenomic og molekylær signatur tilgang til karakterisering af rækken spirochaetes og dets vigtigste clader: forslag til en taksonomisk gennemgang af rækken. Fronter i mikrobiologi, 4: 217.
4. Spirochaetes. (2018). Wikipedia, Den frie encyklopædi. Høringsdato: 14:21, 10. oktober, 2018 fra: en.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, P.A. og Stewart, P.E. 2008. Infektionens infektion med Borrelia burgdorferi. Infectious Disease Clinics of North America, 22 (2): 217-234.