SPIROHETI: OPĆE KARAKTERISTIKE, MORFOLOGIJA, SISTEMATIKA - BIOLOGIJA - 2026

Spirohetes je skup bakterija koji se odlikuje gram-negativnom i jedinstvenom staničnom ultrastrukturom. Imaju unutarnje organele pokretljivosti zvane periplazmatske flagele, koje im omogućuju da se savijaju, okreću se na svojoj uzdužnoj osi i kreću se u tekućim i polu-čvrstim medijima.

Spirochaetes je jedna od rijetkih bakterijskih phyla čije fenotipske karakteristike objašnjavaju njene filogenetske veze na temelju analize 16S rRNA.

Leptospira sp. Autor CDC / Rob Weyant, putem Wikimedia Commons

Opće karakteristike

Neke slobodno žive pleomorfne spirohete, poput Spirochaeta coccoidesa, nemaju ultrastrukturne i etološke karakteristike filuma, ali analiza sekvenci gena 16S rRNA smješta ih u obitelj Spirochaetaceae.

Oni su kemoorganotrofni, mogu koristiti ugljikohidrate, aminokiseline, masne kiseline dugog lanca ili masne alkohole dugog lanca kao izvore ugljika i energije.

Ovisno o vrsti, mogu rasti u anaerobnim, mikroaerofilnim, fakultativno anaerobnim ili aerobnim uvjetima. Neki su slobodno živi, ​​a drugi imaju specifičnu povezanost s domaćinom, a to mogu biti artropodi, mekušci i sisavci, uključujući i ljude. Za neke se vrste zna da su patogene.

Te bakterije tvore filogenetski drevnu i dobro diferenciranu skupinu, više povezanu s felijem Bacteoides i Acidobacteria, nego s drugim skupinama.

Riječ je o tipu koji je nastao isključivo iz klase Spirochaetia i reda Spirochaetales, a koji uključuje četiri porodice koje su dobro razgraničene: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae i Leptospiraceae.

Oni su izduženi i spiralno namotani (u obliku čepa), veličine od 0,1 do 3 mikrona u promjeru i 4 do 250 mikrona u duljinu. Imaju vanjsku membranu sastavljenu od više slojeva zvanih stanična ovojnica ili vanjski omotač koji u potpunosti okružuje protoplazmatski cilindar.

Stanice imaju unutarnje pokretne organele nazvane periplazmatske flagele. Oni se ubacuju unutra na svakom kraju protoplazmatskog cilindra i protežu se kroz veći dio stanice, preklapajući se u središnjem dijelu.

Lokomotorni sustav s unutarnjim flagelama. Autor Lamiot, iz Wikimedia Commons.

U slučaju porodice Leptospiraceae, periplazmatske bičevi se ne preklapaju u stanicama. Protoplazmatski cilindar i flagele zatvoreni su vanjskim omotačem koji ima neke karakteristike analogne vanjskoj membrani gram negativnih bakterija.

S druge strane, Spirochaeta plicatilis, vrsta je velike bakterije koja ima 18 do 20 periplazmatskih flagela umetnutih blizu svakog kraja protoplazmatskog cilindra.

sistematski

Filogenija filija Spirochaetes rezultat je nedavne analize sekvence gena 16S rRNA. Na ovom rubu prepoznaju se jedna klasa, Spirochaetia i jedan red, Spirochaetales.

Red Spirochaetales sastoji se od četiri dobro definirane obitelji: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae i Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Bakterije u ovoj obitelji su spiralne stanice, promjera 0,1 do 3,0 mikrona i duljine 3,5 do 250 mikrona. Stanice nemaju zakačene krajeve poput članova porodice Leptospiraceae.

Periplazmatske flagele umetnu se unutra na svakom kraju stanice i protežu se većim dijelom duljine preklapajuće stanice u središnjem dijelu.

Diamino kiselina prisutna u peptidoglikanu je L-ornitin. Oni su anaerobni, fakultativno anaerobni ili mikroaerofilni. Kemo-organotrofni su.

Koriste ugljikohidrate i / ili aminokiseline kao izvore ugljika i energije, ali ne koriste masne kiseline ili dugolančane masne alkohole.

Slobodno žive ili su povezani sa životinjama, insektima i ljudima. Neke su vrste patogene. Vrste koje su ispitane analizom sekvenci 16RRNA razlikuju se od članova obitelji Brachyspiraceae, Brevinemataceae i Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Ova obitelj sadrži samo jedan rod, Brachyspira. Oni su bakterije u obliku spiralnog oblika s pravilnim uzorcima kovrča. Stanice su 2-11 mikrona po 0,2-0,4 mikrona.

Oni su jednoćelijski, ali povremeni parovi i lanci od tri ili više stanica mogu se vidjeti u rastućim kulturama. U nepovoljnim uvjetima uzgoja formiraju se sferna ili okrugla tijela.

Oni su gram negativna mrlja. Obavezni su anaerobni ili aerotolerantni. Krajevi ćelija mogu biti tupi ili šiljasti.

Stanice imaju tipičnu ćelijsku strukturu spiroheta, koja se sastoji od vanjskog omotača, spiralnog protoplazmatskog cilindra i unutarnjeg flagela u prostoru između protoplazmatskog cilindra i vanjskog omotača.

Stanice roda Brachyspira imaju 8 do 30 flagela, ovisno o vrsti. Broj flagela u pravilu je u korelaciji s veličinom stanica, tako da manje ćelijske vrste imaju manji broj flagela.

Juge se ujedinjuju iznutra, u jednakom broju na svakom kraju ćelije, omotaju se oko protoplazmatskog cilindra, a njihovi se slobodni krajevi preklapaju u sredini ćelije.

Raste između 36 i 42 ° C, s optimalnom temperaturom od 37 do 39 ° C. Oni su kemoorganotrofni, za rast koriste različite ugljikohidrate. Ima oksidazu za smanjenje molekularnog kisika.

Brevinemataceae

Ova obitelj sadrži samo jedan rod, Brevinema. Stanice su spiralnog oblika i imaju promjer od 0,2 do 0,3 mikrona duljine od 4 do 5 mikrona, pokazujući jedan ili dva spiralna zavoja s nepravilnim valnim duljinama u rasponu od 2 do 3 mikrona.

Obložene su periplazmatske flagele koje ćelijama daju pokretljivost fleksijom, rotacijom i translacijom. Nemaju citoplazmatske tubule. Oni su mikroaerofilni, povezani s domaćinom.

Leptospiraceae

Prave su spiralne stanice, koje mogu promjeriti 0,1 do 0,3 mikrona u promjeru i 3,5 do 20 mikrona u duljinu. Nemobilne stanice imaju kukaste vrhove, dok aktivno pokretne stanice imaju spiralno vodeći kraj i udicu na stražnjem kraju ćelije.

Imaju periplazmatski flagellum koji se ubacuje iznutra na svaki kraj stanice, ali se rijetko preklapa u središtu stanice. Periplazmatske flagele nalaze se duž spiralne osi.

Diamino kiselina prisutna u peptidoglikanu je e-diaminopimelinska kiselina. Oni su obligacijski ili mikroaerofilni aerobni organizmi. Oni su kemoorganotrofni.

Koriste dugolančane masne kiseline i masne alkohole kao izvore ugljika i energije. Slobodno žive ili su povezani sa domaćinom životinja i ljudi. Neke su vrste patogene.

Pathogeny

Većina vrsta filija Spirochaetes nije patogena, no neke se dobro poznate vrste ističu po svojoj patogenezi.

Treponema pallidum

To je organizam koji uzrokuje sifilis. To je pokretna bakterija koja se obično stječe bliskim seksualnim kontaktom i koja prodire u tkivo domaćina kroz skvamozni ili stupovni epitel.

Bolest karakterizira područje ulceracije i primarne upale na genitalnim područjima, koja se očituje u primarnoj infekciji. Kasnije faze ove infekcije karakteriziraju makulopapularne erupcije i mogući granulomatozni odgovor koji uključuje središnji živčani sustav.

Ostale bakterije iz roda mogu uzrokovati nestalne bolesti, poput pinta (poznate i kao plava bolest, karate, trzaji, lota, pinto bolest i tina) koje proizvodi Treponema carateum ili yaws (ili buba, groznica, groznica, groznica tropica, polipapilloma tropicum ili timoza) proizveden od strane Treponema pallidum ssp. pripadaju.

Borrelia burgdorferi

Uzrokuje lajmsku bolest. Ova vrsta ima jedinstveno jezgro koje sadrži linearni kromosom i linearne plazmide. Različite vrste Borrelia prenose se posebnim vrstama krpelja roda Ornithodoros (Argasidae) u različitim dijelovima svijeta.

Ovi krpelji se nalaze u suhim prostorima savane i grmlja, osobito u blizini glodavaca, pećina, šuma i mrtvih stabala ili u pukotinama na zidovima ili stropu i pod drvenim podovima, bilo gdje naseljeni malim glodavcima., Vrste rezervoara su kralježnjaci poput štakora, miševa, vjeverica, pasa i ptica. Krpelji gutaju Borrelia sp. usisavanjem krvi zaraženih životinja ili ljudi.

Hrani se noću, najmanje 30 minuta prije nego što se vrati u svoja skloništa. Infekcija nastaje zbog ugriza, zaražene sline ili kontaminacije sluznice inficiranom tekućinom kuka.

Te se bakterije ne izlučuju u izmet krpelja. Krpelji ostaju zaraženi doživotno, čak i ako im nedostaje krvi 7 godina. Mogu se prenijeti vodoravno između muškaraca i ženki; ili vertikalno, od strane ženki do potomstva.

Lionska bolest kože uzrokovana ugrizom zaraženog krpelja Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae). By Photo Credit: James Gathany Ponuditelji sadržaja: CDC / James Gathany, putem Wikimedia Commons

U ranim fazama lajmska bolest predstavlja se kao karakteristična kožna lezija koja se naziva erythema migrans, koja se naziva i erythema migrans chronicle. Za ranu leziju karakterizira ekspanzivno područje crvenog osipa, često s blijedim središtem (bikovo oko) na mjestu uboda krpelja.

Ako se ne liječi, može se pojaviti erozivni artritis sličan reumatoidnom artritisu i na kraju kronični progresivni encefalitis i encefalomijelitis. Ostale bakterije iz roda, kao što su B. duttonii, B. hermsii i B. dugesi, mogu uzrokovati endemičnu vrućicu koja se ponavlja.

leptospire

Uzročnik leptospiroze, febrilne bolesti koja se može zakomplicirati u aseptični meningitis ako se ne liječi. Simptomi infekcije uključuju vrućicu, zimicu i glavobolju, s povremenom žuticom.

Organizmi se mogu širiti životinjama, vodom ili tlom zagađenim urinom pasa, štakora ili goveda. Životinje mogu ostati asimptomatski vektori godinama, a organizmi mogu ostati održivi nakon prolijevanja tjednima ili mjesecima.

Stjecanje bolesti češće je nakon obilnih kiša ili poplava. Period inkubacije može biti i do 1 mjesec.

Reference

1. Glumac, JK (2012). Klinička bakteriologija. U: lsevier's Integrated Review Imunology and Microbiology (drugo izdanje). Pp 105-120.
2. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig i WB Whitman. (2010) Bergeyov priručnik za sistematsku bakteriologiju: svezak 4: Bakteriideti, spiroheti, tenkruti (mekušci), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiacee i Planyctum, Planina Namjene.
3. Gupta, RS, Mahmood, S i Adeolu, M. (2013). Filologenomski i molekulski pristup zasnovan na karakterizaciji felija Spirochaetes i njegovih glavnih slojeva: prijedlog taksonomske revizije filuma. Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spirochaetes. (2018.). Wikipedia, Slobodna enciklopedija. Datum savjetovanja: 14:21, 10. listopada 2018. od: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA i Stewart, PE 2008. Biologija infekcije s Borrelia burgdorferi. Klinike za zarazne bolesti Sjeverne Amerike, 22 (2): 217-234.