Spirohete splošne značilnosti, morfologija, sistematika



Spirochaetes Je bakterija, za katero je značilna gram-negativna in edinstvena celična ultrastruktura. Imajo organele, ki jih imenujemo periplazmična flagela, ki jim omogočajo upogibanje, vrtenje na svoji vzdolžni osi in premikanje v tekočih in poltrdnih medijih..

Spirohaetes je ena izmed redkih bakterijskih phyla, katerih fenotipske značilnosti razkrivajo svoje filogenetske odnose na podlagi analize 16S rRNA.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti 
  • 2 Sistematika 
    • 2.1 Spirochaetaceae
    • 2.2 Brachyspiraceae
    • 2.3 Brevinemataceae
    • 2.4 Leptospiraceae
  • 3 Patogeneza
    • 3.1 Treponema pallidum (Spirochaetaceae)
    • 3.2 Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)
    • 3.3 Leptospira spp. (Leptospiraceae)
  • 4 Reference 

Splošne značilnosti

Nekateri prosto živeči pleomorfni Spirochaetes, kot npr Spirochaeta coccoides, nimajo ultrastrukturnih in etoloških značilnosti debla, vendar je analiza zaporedja gena 16S rRNA locirana v družini Spirochaetaceae..

So kemoorganotrofni, lahko uporabljajo ogljikove hidrate, aminokisline, dolgoverižne maščobne kisline ali dolgoverižne maščobne alkohole kot ogljikove in energetske vire..

Glede na vrsto lahko rastejo v anaerobnih, mikroaerofilnih, fakultativno anaerobnih ali aerobnih pogojih. Nekateri so svobodni in drugi imajo posebno povezavo z gostiteljem, ki so lahko členonožci, mehkužci in sesalci, vključno z ljudmi. Nekatere vrste so znane kot patogene.

Te bakterije tvorijo filogenetsko staro in dobro diferencirano skupino, ki je bolj povezana s tipom Bacteoides in Acidobacteria, kot z drugimi skupinami..

Gre za vrsto, ki jo tvori samo razred spirohete in Spirochaetales, ki zajema štiri družine, ki so dobro označene: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae in Leptospiraceae \ t.

So podolgovate in spiralno navite (v obliki spirale), velikosti od 0,1 do 3 mikronov v premeru in od 4 do 250 mikronov v dolžino. Imajo zunanjo membrano, sestavljeno iz več plasti, imenovanih celični ovoj ali zunanji ovoj, ki popolnoma obdaja protoplazmatski valj.

Celice imajo organele, ki se imenujejo periplazmična. Te so notranje vstavljene na vsak konec protoplazmatskega valja in se raztezajo vzdolž večine celice in se prekrivajo v osrednji regiji.

V primeru družine Leptospiraceae se periplazmična flagelica ne prekriva v celicah. Protoplazmatski valj in flagele so obdani z zunanjim plaščem, ki ima nekatere lastnosti, podobne zunanji membrani bakterijskih gram-negativnih barv..

Po drugi strani, Spirochaeta plicatilis, je vrsta velikih bakterij, ki ima 18 do 20 periplazmičnih flagelov, vstavljenih blizu vsakega konca protoplazmatskega valja. 

Sistematika

Filogenija Spirochaetes phylum je rezultat nedavne analize zaporedij genov 16S rRNA. V tem robu je priznan en razred, Spirochaetia in en sam red, Spirochaetales.

Red Spirochaetales zajema štiri družine, ki so dobro označene: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae in Leptospiraceae \ t.

Spirochaetaceae

Bakterije te družine so spiralne celice, premera od 0,1 do 3,0 mikronov in dolžine od 3,5 do 250 mikronov. Celice nimajo kljukastih koncev, kot so člani družine Leptospiraceae.

Periplazmična flagella se vstavi notranje na vsak konec celice in se razteza vzdolž večine dolžine celice, ki je nameščena v osrednji regiji..

Diaminska kislina, prisotna v peptidoglikanu, je L-ornitin. So anaerobne, fakultativno anaerobne ali mikroaerofilne. So kemo-organotrofni.

Ogljikove hidrate in / ali aminokisline uporabljajo kot ogljikove in energetske vire, vendar ne uporabljajo maščobnih kislin ali dolgoletnih maščobnih alkoholov.

So prosto živeče ali v povezavi z živalmi, žuželkami in ljudmi. Nekatere vrste so patogene. Vrste, pregledane z analizo zaporedja 16S rRNA, se razlikujejo od članov družin Brachyspiraceae, Brevinemataceae in Leptospiraceae..

Brachyspiraceae

Ta družina vsebuje le en spol, Brachyspira. Bakterije so spiralno oblikovane z navadnimi vzorci kodiranja. Celice merijo med 2 in 11 mikronov z 0,2 do 0,4 mikronov.

So enocelične, vendar se občasne pare in verige treh ali več celic lahko opazijo v rastočih kulturah. V neugodnih pogojih rasti nastajajo okrogla ali okrogla telesa.

Imajo gramno negativno barvanje. Obvezno so anaerobne ali aerotolerantne. Konci celic so lahko topi ali koničasti.

Celice imajo tipično strukturo spirohetnih celic, ki so sestavljene iz zunanjega plašča, protoplazmatskega vijačnega valja in notranjega žleba v prostoru med protoplazmatskim valjem in zunanjim plaščem..

Celice rodu Brachyspira Imajo od 8 do 30 flagel, odvisno od vrste. Število zastavic je običajno povezano z velikostjo celice, tako da imajo manjše celične vrste manj flagel.

Zastavice se interno povežejo v enakem številu na vsakem koncu celice, ovijejo se okoli protoplazmatskega valja in se njihovi prosti konci prekrivajo v središču celic..

Raste med 36 in 42 ° C, z optimalno temperaturo od 37 do 39 ° C. So kemoorganotrofni, z različnimi ogljikovimi hidrati za rast. Ima oksidazo za zmanjšanje molekularnega kisika.

Brevinemataceae

Ta družina vsebuje le en spol, Brevinema. Celice so vijačne oblike in imajo premer od 0,2 do 0,3 mikronov za dolžino od 4 do 5 mikronov, ki kažejo eno ali dve vijačnici z nepravilnimi valovnimi dolžinami v območju od 2 do 3 mikronov..

Imajo periflasmično zastavico, ki daje fleksibilnost, rotacijo in prevodnost celicam. Nimajo citoplazmatskih tubul. So mikroaerofilni, povezani z gostiteljem.

Leptospiraceae

To so celice desne spiralne konformacije, ki lahko merijo od 0,1 do 0,3 mikronov v premeru in od 3,5 do 20 mikronov v dolžino. Ne-mobilne celice imajo zaskočne konice, medtem ko imajo aktivno mobilne celice spiralni sprednji konec in kavelj na zadnji strani celice..

Imajo periplazmičen flagellum, ki je vstavljen interno na vsak konec celice, vendar se redko prekriva v središču celice. Periplazmične flagele najdemo vzdolž spiralne osi.

Diaminska kislina, prisotna v peptidoglikanu, je e-diaminopimelična kislina. So obvezni aerobni ali mikroaerofilni organizmi. So kemoorganotrofni.

Uporabljajo maščobne kisline z dolgo verigo in maščobne alkohole, kot so ogljik in energetski viri. So prosto živeče ali v povezavi z živalskimi in človeškimi gosti. Nekatere vrste so patogene.

Patogeneza

Večina vrst vrste Spirochaetes ni patogene, vendar se nekatere patološke vrste izkažejo za svojo patogenezo.

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

To je organizem, ki povzroča sifilis. Gre za mobilno bakterijo, ki jo običajno pridobivamo s tesnim spolnim stikom in prodremo skozi tkivo gostitelja skozi skvamozen ali stolpični epitelij.. 

Za bolezen je značilno območje primarne razjede in vnetja v spolnih področjih, ki se kaže v primarni okužbi. V poznejših fazah te okužbe so značilni makulopapularni izbruhi in možni granulomatozni odziv z vključitvijo centralnega živčnega sistema. 

Druge bakterije iz rodu lahko proizvajajo ne-spolne bolezni, kot so pinta (znana tudi kot modra bolezen, karat, eminej, lota, pinta in kad). Treponema carateum ali yaws (ali buba, yaw, framboesia, tropic yaws, polypilloma tropicum ali thymosis), ki jih proizvaja Treponema pallidum ssp. pertenue.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Povzroča lymsko bolezen. Ta vrsta ima edinstveno jedro, ki vsebuje linearni kromosom in linearne plazmide. Različne vrste Borrelia prenašajo določene vrste klopov rodu Ornithodoros (Argasidae) v različnih delih sveta.

Ti klopi se nahajajo na območjih suhe savane in grmičevja, zlasti v bližini brlog glodalcev, jam, lesenih pilotov in mrtvih dreves, ali v razpokah v stenah ali stropih in pod lesenimi tlemi v vsakem kraju, kjer živijo majhni glodalci.

Vrste rezervoarjev so vretenčarji, kot so podgane, miši, veverice, psi in ptice. Klopi zaužijejo Borrelia sp. sesanjem krvi okuženih živali ali ljudi.

Hranijo se ponoči, vsaj za 30 minut, preden se vrnejo v svoja zavetišča. Do okužbe pride z zbadanjem, okuženo slino ali s kontaminacijo sluznice z okuženo kokosno tekočino..

Te bakterije se ne izločajo v blatu iztrebkov. Klopi ostanejo okuženi za življenje, čeprav že sedem let nimajo krvi. Prenašajo se lahko horizontalno med moškimi in ženskami; ali vertikalno, s samicami na njihovo potomstvo.

Lajmska bolezen je v zgodnjih fazah značilna kožna lezija, imenovana eritem migrans, imenovana tudi kronična migrena. Za zgodnjo lezijo je značilno ekspanzivno območje rdečega izpuščaja, pogosto z bledim središčem (okno) na mestu ugriza klopa..

Če se ne zdravi, se lahko pojavi erozivni artritis, podoben revmatoidnemu artritisu in sčasoma kroničnim progresivnim encefalitisom in encefalomielitisom. Druge bakterije iz rodu, kot npr B. duttonii, B. hermsii in B. dugesi, lahko povzroči ponavljajočo se endemično vročino.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Povzročitelj leptospiroza, Vročinska bolezen, ki se lahko zaplete aseptični meningitis, če je ne zdravimo. Simptomi okužbe vključujejo vročino, mrzlico in glavobol, z občasno predstavitev zlatenico.

Organizmi se lahko širijo s živali, vode ali zemlje, kontaminirane s urinu psov, podgan ali živali. Živali lahko ostanejo brez simptomov za let vektorjev, in organizmi lahko preživi po piling tednov ali mesecev.

Pridobitev bolezni je pogostejša po močnih deževjih ali poplavah. Čas inkubacije je lahko do 1 meseca.

Reference

  1. Igralec, J.K. (2012). Klinična bakteriologija. V: Isevier Integrated Review imunologija in mikrobiologija (druga izdaja). Str. 105-120.
  2. Krieg, N.R., J. T. Staley, D. R. Brown, B. P. Hedlund, B. J. Paster, N. L. Ward, W. Ludwig in W. B. Whitman. (2010) Priročnik Bergey je sistematično Bakteriologija: Volume 4: Bacteroidetes, spirohete, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, fibrobacteres, Fusobacterium, Dictyoglomi, gemmatimonadetes, lentisphaerae, Verrucomicrobia, klamidije in planctomycetes. ZDA.
  3. Gupta, R.S., Mahmood, S in Adeolu, M. (2013). Phylogenomic in molekularna podpis pristop, ki temelji za karakterizacijo deblu spirohete in njenih glavnih genotipskih skupin: predlog za taksonomske pregled deblu. Fronters in Microbiology, 4: 217.
  4. Spirochaetes. (2018). Wikipedija, Prosta enciklopedija. Datum posvetovanja: 14:21, 10. oktober 2018 od: en.wikipedia.org.
  5. Tilly, K, Rosa, P.A. in Stewart, P.E. 2008. Biologija okužbe z Borrelia burgdorferi. Klinike za nalezljive bolezni Severne Amerike, 22 (2): 217-234.