SPIROCHAETES: OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA, SYSTEMATYKA - BIOLOGIA - 2026

Spirochaetes to gromada bakterii charakteryzująca się tym, że są gram-ujemne i posiadają unikalną ultrastrukturę komórkową. Mają organelle ruchliwości wewnętrznej zwane wici peryplazmatycznymi, które pozwalają im zginać się, obracać na osi podłużnej oraz poruszać się w ośrodkach płynnych i półstałych.

Spirochaetes to jeden z nielicznych typów bakterii, których cechy fenotypowe odpowiadają za jej związki filogenetyczne oparte na analizie 16S rRNA.

Leptospira sp. Autor: CDC / Rob Weyant, za pośrednictwem Wikimedia Commons

Charakterystyka ogólna

Niektóre wolno żyjące pleomorficzne spirochaetes, takie jak Spirochaeta coccoides, nie mają ultrastrukturalnych i etologicznych cech gromady, ale analiza sekwencji genu 16S rRNA umieszcza je w rodzinie Spirochaetaceae.

Są chemoorganotroficzne, mogą wykorzystywać węglowodany, aminokwasy, długołańcuchowe kwasy tłuszczowe lub długołańcuchowe alkohole tłuszczowe jako źródła węgla i energii.

W zależności od gatunku mogą rosnąć w warunkach beztlenowych, mikroaerofilnych, względnie beztlenowych lub tlenowych. Niektóre żyją na wolności, a inne mają specyficzny związek z żywicielem, którym mogą być stawonogi, mięczaki i ssaki, w tym ludzie. Niektóre gatunki są chorobotwórcze.

Bakterie te stanowią filogenetycznie starą i dobrze zróżnicowaną grupę, bardziej spokrewnioną z gromadą Bacteoides i Acidobacteria niż z innymi grupami.

Jest to gromada utworzona wyłącznie przez klasę Spirochaetia i rzędu Spirochaetales, który obejmuje cztery dobrze określone rodziny: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae i Leptospiraceae.

Są wydłużone i spiralnie zwijane (w kształcie korkociągu), o wielkości od 0,1 do 3 mikronów średnicy i od 4 do 250 mikronów długości. Mają zewnętrzną membranę złożoną z wielu warstw zwanych otoczką komórki lub zewnętrzną osłoną, która całkowicie otacza protoplazmatyczny cylinder.

Komórki mają wewnętrzne organelle ruchliwości zwane wici peryplazmatycznej. Są one wstawiane wewnętrznie na każdym końcu cylindra protoplazmatycznego i rozciągają się na większość komórki, zachodząc na obszar centralny.

System ruchu z wewnętrznymi wici. Lamiot, źródło Wikimedia Commons.

W przypadku rodziny Leptospiraceae wici peryplazmatyczne nie pokrywają się w komórkach. Cylinder protoplazmatyczny i wici są otoczone zewnętrzną powłoką, która ma pewne cechy analogiczne do zewnętrznej błony bakterii barwiących Gram-ujemne.

Z drugiej strony Spirochaeta plicatilis jest gatunkiem dużych bakterii, w których w pobliżu każdego końca cylindra protoplazmatycznego znajduje się 18 do 20 wici peryplazmatycznej.

Systematyczny

Filogeneza gatunku Spirochaetes jest wynikiem niedawnej analizy sekwencji genu 16S rRNA. Na tej krawędzi rozpoznawana jest pojedyncza klasa Spirochaetia i pojedynczy rząd Spirochaetales.

Rząd Spirochaetales obejmuje cztery dobrze określone rodziny: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae i Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Bakterie z tej rodziny to komórki spiralne o średnicy od 0,1 do 3,0 mikronów i długości od 3,5 do 250 mikronów. Komórki nie mają haczykowatych końców, jak członkowie rodziny Leptospiraceae.

Wici peryplazmatyczne wstawiają się wewnętrznie na każdym końcu komórki i rozciągają się na większość długości zachodzącej komórki w regionie centralnym.

Diaminokwasem obecnym w peptydoglikanie jest L-ornityna. Są beztlenowe, fakultatywnie beztlenowe lub mikroaerofilne. Są chemo-organotroficzne.

Wykorzystują węglowodany i / lub aminokwasy jako źródło węgla i energii, ale nie używają kwasów tłuszczowych ani długołańcuchowych alkoholi tłuszczowych.

Żyją na wolności lub w towarzystwie zwierząt, owadów i ludzi. Niektóre gatunki są chorobotwórcze. Gatunki badane za pomocą analizy sekwencji 16S rRNA różnią się od przedstawicieli rodzin Brachyspiraceae, Brevinemataceae i Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Ta rodzina zawiera tylko jeden rodzaj, Brachyspira. Są to bakterie w kształcie spirali z regularnymi zwinięciami. Komórki mają rozmiar 2-11 mikronów na 0,2-0,4 mikrona.

Są jednokomórkowe, ale czasami w rosnących kulturach można zobaczyć pary i łańcuchy trzech lub więcej komórek. W niekorzystnych warunkach wzrostu tworzą się kuliste lub okrągłe ciała.

Są plamami Gram-ujemnymi. Są obowiązkowo beztlenowe lub aerotolerancyjne. Końce komórek mogą być tępe lub spiczaste.

Komórki mają typową strukturę komórkową krętka, składającą się z otoczki zewnętrznej, spiralnego cylindra protoplazmatycznego i wewnętrznej wici w przestrzeni między cylindrem protoplazmatycznym a osłonką zewnętrzną.

Komórki z rodzaju Brachyspira mają od 8 do 30 wici, w zależności od gatunku. Liczba wici na ogół koreluje z rozmiarem komórek, tak że mniejsze gatunki komórek mają mniej wici.

Wici jednoczą się wewnętrznie, w równych ilościach na każdym końcu komórki, owijają się wokół cylindra protoplazmatycznego, a ich wolne końce zachodzą na siebie w środku komórek.

Rośnie od 36 do 42 ° C, a optymalna temperatura od 37 do 39 ° C. Są chemoorganotroficzne, wykorzystują do wzrostu różne węglowodany. Ma oksydazę do redukcji tlenu cząsteczkowego.

Brevinemataceae

Ta rodzina zawiera tylko jeden rodzaj, Brevinema. Komórki mają kształt spiralny i średnicę od 0,2 do 0,3 mikrona na długość od 4 do 5 mikronów, przedstawiając jeden lub dwa zwoje helikalne o nieregularnych długościach fal w zakresie od 2 do 3 mikronów.

Mają osłonięte wici peryplazmatyczne, które zapewniają komórkom mobilność poprzez zginanie, rotację i translację. Nie mają kanalików cytoplazmatycznych. Są mikroaerofilne, związane z żywicielem.

Leptospiraceae

Są to prawoskrętne komórki spiralne, które mogą mieć średnicę od 0,1 do 0,3 mikrona i długość od 3,5 do 20 mikronów. Komórki nieruchome mają haczykowate końcówki, podczas gdy komórki aktywnie ruchome mają spiralny koniec prowadzący i haczyk z tyłu komórki.

Mają wić peryplazmatyczną, która jest wstawiana wewnętrznie na każdym końcu komórki, ale rzadko zachodzi na środek komórki. Wici peryplazmatyczne znajdują się wzdłuż osi helikalnej.

Diaminokwas obecny w peptydoglikanie to kwas e-diaminopimelinowy. Są to organizmy obligatoryjne lub mikroaerofilne tlenowe. Są chemoorganotroficzne.

Wykorzystują długołańcuchowe kwasy tłuszczowe i alkohole tłuszczowe jako źródła węgla i energii. Żyją na wolności lub w towarzystwie zwierząt i ludzi. Niektóre gatunki są chorobotwórcze.

Patogeneza

Większość gatunków z gromady spirochaetes nie jest chorobotwórcza, jednak niektóre dobrze znane gatunki wyróżniają się patogenezą.

Treponema pallidum

To organizm powoduje kiłę. Jest to ruchliwa bakteria, która jest zwykle nabywana przez bliski kontakt seksualny i która przenika do tkanki żywiciela przez nabłonek płaskonabłonkowy lub walcowaty.

Choroba charakteryzuje się obszarem owrzodzenia i pierwotnym stanem zapalnym w okolicy narządów płciowych, objawiającym się pierwotną infekcją. Późniejsze stadia tej infekcji charakteryzują się wykwitami plamisto-grudkowymi i możliwą odpowiedzią ziarniniakową obejmującą ośrodkowy układ nerwowy.

Inne bakterie z rodzaju mogą wywoływać choroby nie weneryczne, takie jak pinta (znana również jako choroba niebieska, karate, podskórne, lota, choroba pinto i tina) wytwarzane przez Treponema carateum lub ziewanie (lub buba, ziewanie, odchylenie, odchylenie tropica, polipapilloma tropicum lub thymosis) wytwarzane przez Treponema pallidum ssp. należeć.

Borrelia burgdorferi

Powoduje chorobę z Lyme. Gatunek ten ma unikalne jądro, które zawiera liniowy chromosom i liniowe plazmidy. Różne gatunki Borrelia są przenoszone przez poszczególne gatunki kleszczy z rodzaju Ornithodoros (Argasidae) w różnych częściach świata.

Kleszcze te można znaleźć na suchych sawannach i zaroślach, szczególnie w pobliżu nor gryzoni, jaskiń, stosów drewna i martwych drzew lub w pęknięciach ścian lub sufitów oraz pod drewnianymi podłogami, gdziekolwiek są zamieszkane przez małe gryzonie. .

Gatunki rezerwuarowe to kręgowce, takie jak szczury, myszy, wiewiórki, psy i ptaki. Kleszcze połykają Borrelia sp. poprzez wysysanie krwi zakażonych zwierząt lub ludzi.

Żywią się w nocy, przez co najmniej 30 minut przed powrotem do schronisk. Zakażenie następuje poprzez ugryzienie, zakażoną ślinę lub zakażenie błon śluzowych zakażonym płynem biodrowym.

Bakterie te nie są wydalane z odchodami kleszczy. Kleszcze pozostają zarażone przez całe życie, nawet jeśli przez 7 lat brakuje im krwi. Mogą być przenoszone poziomo między samcami i samicami; lub pionowo, przez samice ich potomstwu.

Zmiany skórne wywołane boreliozą wywołane ukąszeniem przez zakażonego kleszcza Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae). Autor zdjęcia: James Gathany Dostawcy treści: CDC / James Gathany, za pośrednictwem Wikimedia Commons

We wczesnych stadiach borelioza objawia się charakterystyczną zmianą skórną zwaną rumieniem wędrującym, zwaną także kroniką rumienia wędrującego. Wczesna zmiana charakteryzuje się rozległym obszarem czerwonej wysypki, często z bladym środkiem (oko byka) w miejscu ukąszenia przez kleszcza.

Jeśli nie jest leczone, może wystąpić erozyjne zapalenie stawów podobne do reumatoidalnego zapalenia stawów i ostatecznie przewlekłe postępujące zapalenie mózgu i zapalenie mózgu i rdzenia. Inne bakterie z tego rodzaju, takie jak B. duttonii, B. hermsii i B. dugesi, mogą wywoływać endemiczną nawracającą gorączkę.

Leptospira

Czynnik wywołujący leptospirozę, chorobę przebiegającą z gorączką, która nieleczona może prowadzić do aseptycznego zapalenia opon mózgowych. Objawy infekcji obejmują gorączkę, dreszcze i ból głowy, sporadycznie z żółtaczką.

Organizmy mogą być przenoszone przez zwierzęta, wodę lub glebę skażoną moczem psów, szczurów lub bydła. Zwierzęta mogą pozostawać bezobjawowymi wektorami przez lata, a organizmy mogą pozostać żywotne po wydaleniu przez tygodnie lub miesiące.

Nabycie chorób jest częstsze po ulewnych deszczach lub powodziach. Okres inkubacji może trwać do 1 miesiąca.

Bibliografia

1. Aktor, JK (2012). Bakteriologia kliniczna. W: lsevier's Integrated Review Immunology and Microbiology (wydanie drugie). Pp 105-120.
2. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig i WB Whitman. (2010) Bergey's Manuał of Systematic Bacteriology: Tom 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydomyciae i Planctomyciae. ZASTOSOWANIA.
3. Gupta, RS, Mahmood, S i Adeolu, M. (2013). Filogenomiczne i molekularne podejście oparte na charakterystyce gatunku Spirochaetes i jego głównych kladów: propozycja taksonomicznej rewizji gromady. Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spirochaetes. (2018). Wikipedia, wolna encyklopedia. Termin konsultacji: 14:21, 10 października 2018 pod adresem: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA i Stewart, PE 2008. Biologia zakażenia Borrelia burgdorferi. Infectious Disease Clinics of North America, 22 (2): 217–234.