Spirochaetes generelle egenskaber, morfologi, systematisk

1954
Charles McCarthy

Spirochaetes Det er en bakteriefylum, der er karakteriseret ved at være gram-negativ og ved at have en unik cellulær ultrastruktur. De har indre bevægelsesorganeller kaldet periplasmisk flagella, som giver dem mulighed for at bøje, rotere på deres længdeakse og bevæge sig i flydende og halvfast medium..

Spirochaetes er en af ​​de få bakteriefyler, hvis fænotypiske egenskaber tegner sig for dens fylogenetiske forhold baseret på 16S rRNA-analyse..

Leptospira sp. Af CDC / Rob Weyant [Public domain] via Wikimedia Commons

Artikelindeks

  • 1 Generelle egenskaber 
  • 2 Systematisk 
    • 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 fritlevende pleomorfe Spirochaetes, såsom Spirochaeta coccoides, de har ikke phylums ultrastrukturelle og etologiske egenskaber, men sekvensanalysen af ​​16S rRNA-genet placerer dem inden for Spirochaetaceae-familien.

De er kemoorganotrofe, de kan bruge kulhydrater, aminosyrer, langkædede fedtsyrer eller langkædede fedtholdige alkoholer som kilder til kulstof og energi.

Afhængigt af arten kan de vokse under anaerobe, mikroaerofile, fakultativt anaerobe eller aerobe forhold. Nogle er fritlevende, og andre har en bestemt tilknytning til værten, som kan være leddyr, bløddyr og pattedyr, inklusive mennesker. Nogle arter er kendt for at være patogene.

Disse bakterier udgør en fylogenetisk ældgammel og veldifferentieret gruppe, der er mere relateret til fylen Bacteoides og Acidobacteria, end med andre grupper..

Det er en stamme, der kun er dannet af Spirochaetia-klassen og Spirochaetales-ordenen, som inkluderer fire familier, der er godt afgrænset: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae og Leptospiraceae.

De er aflange og spiralformet (proptrækkerformet) med en størrelse, der spænder fra 0,1 til 3 mikrometer i diameter og 4 til 250 mikrometer i længden. De har en ydre membran, der består af flere lag kaldet cellehylsteret eller den ydre kappe, der fuldstændigt omgiver den protoplasmiske cylinder..

Celler har indre bevægelsesorganeller kaldet periplasmisk flagella. Disse indsættes internt i hver ende af den protoplasmiske cylinder og strækker sig gennem det meste af cellen og overlapper hinanden i det centrale område.

Bevægelsessystem med intern flagella. Af Lamiot [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) eller CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], fra Wikimedia Commons.

I tilfældet med Leptospiraceae-familien overlapper den periplasmiske flagella ikke i cellerne. Den protoplasmiske cylinder og flagella er lukket af en ydre kappe, der har nogle egenskaber, der er analoge med den ydre membran af gramnegative farvningsbakterier..

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

Systematisk

Fylogenien af ​​phylum Spirochaetes er resultatet af nylig analyse af sekvenserne af 16S rRNA-genet. Kun en klasse, Spirochaetia, og kun en ordre, Spirochaetales, anerkendes på denne kant..

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

Spirochaetaceae

Bakterier i denne familie er spiralformede celler, 0,1 til 3,0 mikrometer i diameter og 3,5 til 250 mikrometer i længde. Celler har ikke kroge ender som medlemmer af familien Leptospiraceae.

Den periplasmatiske flagella indsættes internt i hver ende af cellen og strækker sig over det meste af længden af ​​den overlappende celle i det centrale område..

Diaminosyren til stede i peptidoglycan er L-ornithin. De er anaerobe, fakultativt anaerobe eller mikroaerofile. De er kemo-organotrofe.

De bruger kulhydrater og / eller aminosyrer som kilder til kulstof og energi, men de bruger ikke fedtsyrer eller langkædede fedtalkoholer.

De lever frit eller i forbindelse med dyr, insekter og mennesker. Nogle arter er patogene. Arter undersøgt ved 16S rRNA-sekvensanalyse adskiller sig fra medlemmer af familierne Brachyspiraceae, Brevinemataceae og Leptospiraceae..

Brachyspiraceae

Denne familie indeholder kun en slægt, Brachyspira. De er spiralformede bakterier med regelmæssige viklingsmønstre. Celler måler mellem 2 og 11 mikron med 0,2 til 0,4 mikron.

De er encellede, men lejlighedsvise par og kæder af tre eller flere celler kan ses i voksende kulturer. Under ugunstige vækstbetingelser dannes sfæriske eller runde kroppe.

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

Cellerne har en typisk spirochete cellestruktur, der består af en ydre kappe, en spiralformet protoplasmisk cylinder og indre flagella i rummet mellem den protoplasmiske cylinder og den ydre kappe..

Cellerne i slægten Brachyspira de har 8 til 30 flageller, afhængigt af arten. Antallet af flageller korrelerer generelt med cellestørrelse, således at mindre cellearter har færre flageller..

Flagellerne forenes internt, i lige store antal i hver ende af cellen, vikles rundt om den protoplasmiske cylinder, og deres frie ender overlapper hinanden i midten af ​​cellerne.

Det vokser mellem 36 og 42 ° C med en optimal temperatur på 37 til 39 ° C. De er kemoorganotrofe og bruger forskellige kulhydrater til vækst. Har oxidase for at reducere molekylært ilt.

Brevinemataceae

Denne familie indeholder kun en slægt, Brevinema. Cellerne er spiralformede og har en diameter på 0,2 til 0,3 mikrometer med en længde på 4 til 5 mikrometer, der viser en eller to spiralformede drejninger med uregelmæssige bølgelængder i området fra 2 til 3 mikrometer..

De har beklædt periplasmisk flagella, der giver cellerne mobilitet ved bøjning, rotation og translation. De har ikke cytoplasmatiske tubuli. De er mikroaerofile, forbundet med værten.

Leptospiraceae

De er højrehåndede spiralformede celler, som kan måle 0,1 til 0,3 mikrometer i diameter og 3,5 til 20 mikrometer i længden. Ikke-mobile celler har kroge spidser, mens aktivt mobile celler har en spiralformet forende og en krog i den bageste ende af cellen.

De har et periplasmisk flagellum, der indsættes internt i hver ende af cellen, men sjældent overlapper hinanden i midten af ​​cellen. De periplasmiske flageller findes langs den spiralformede akse.

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

De bruger langkædede fedtsyrer og fedtalkoholer som kulstof og energikilder. De lever frit eller er i forbindelse med dyre- og menneskelige værter. Nogle arter er patogene.

Patogeni

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

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

Det er organismen, der forårsager syfilis. Det er en mobil bakterie, der generelt erhverves ved tæt seksuel kontakt, og som trænger ind i værtens væv gennem det plade- eller søjleepitel.. 

Sygdommen er kendetegnet ved et område med sårdannelse og primær betændelse i kønsområderne, der manifesterer sig i en primær infektion. Senere stadier af denne infektion er kendetegnet ved makulopapulære udbrud og en mulig granulomatøs reaktion med involvering i centralnervesystemet.. 

Andre bakterier af slægten kan producere ikke-kønssygdomme, såsom pinta (også kendt som blå sygdom, karat, vrist, søer, mal de pinto og tina) produceret af Treponema carateum eller yaws (eller buba, yaw, yaws, yaws tropic, polipapilloma tropicum eller thymosis) produceret af Treponema pallidum ssp. tilhører.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Forårsager borreliose. Denne art har en enkelt 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 flåter findes i tørre savanne- og kratområder, især nær gnaverhuller, huler, træpæle og døde træer eller i revner i vægge eller lofter og under trægulve, hvor som helst der er beboet af små gnavere..

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

De fodrer om natten i mindst 30 minutter, før de vender tilbage til deres krisecentre. Infektion opstår gennem bid, gennem inficeret spyt eller gennem kontaminering af slimhinderne med inficeret hoftevæske.

Disse bakterier udskilles ikke i kryds fæces. Flåter forbliver inficeret hele livet, selv så længe de mangler blod i 7 år. De kan overføres vandret mellem mænd og kvinder; eller lodret, af kvinder til deres afkom.

Lyme sygdom hudlæsion forårsaget af bid af en inficeret Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) kryds. Af fotokredit: James Gathany Udbydere af indhold: CDC / James Gathany [Public domain], via Wikimedia Commons

I tidlige stadier præsenterer Lyme-sygdommen som en særpræget hudlæsion kaldet erythema migrans, også kaldet kronisk erythema migrans. Den tidlige læsion er kendetegnet ved et ekspansivt område med rødt udslæt, ofte med et bleg center (tyreøje) på stedet for flåtbid..

Hvis den ikke behandles, kan der opstå erosiv arthritis svarende til reumatoid arthritis og til sidst kronisk progressiv encefalitis og encefalomyelitis. Andre bakterier af slægten, såsom B. duttoniiB. hermsii Y B. dugesi, kan forårsage endemisk tilbagevendende feber.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Det forårsagende middel til leptospirose, en febersygdom, der kan kompliceres til aseptisk meningitis, hvis den ikke behandles. Symptomer på infektion inkluderer feber, kulderystelser og hovedpine med lejlighedsvis gulsot..

Organismerne kan spredes gennem dyr, vand eller jord, der er forurenet med urin fra hunde, rotter eller kvæg. Dyr kan forblive asymptomatiske vektorer i årevis, og organismer kan forblive levedygtige efter udstødning i uger eller måneder..

Anskaffelse af sygdomme er mere almindelig efter kraftig regn eller oversvømmelse. 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's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiaom, og Plamancia. ANVENDELSER.
  3. Gupta, R.S., Mahmood, S og Adeolu, M. (2013). En fylogenomisk og molekylær signaturbaseret tilgang til karakterisering af phylum Spirochaetes og dens største klader: forslag til en taksonomisk revision af phylum. Fronters i mikrobiologi, 4: 217.
  4. Spirochaetes. (2018). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Høringsdato: 14:21, 10. oktober 2018 fra: es.wikipedia.org.
  5. Tilly, K, Rosa, P.A. og Stewart, P.E. 2008. Infektionsbiologi med Borrelia burgdorferi. Infektionssygdomsklinikker i Nordamerika, 22 (2): 217-234.

Endnu ingen kommentarer