SPIROCHAETES: GENERELLE EGENSKAPER, MORFOLOGI, SYSTEMATIKK - BIOLOGI - 2026

Spirochaetes er et filiumbakterie preget av å være gramnegativt og ha en unik cellulær ultrastruktur. De har indre bevegelighetsorganeller kalt periplasmisk flagella, som lar dem bøye seg, rotere på lengdeaksen og bevege seg i flytende og halvfaste medier.

Spirochaetes er en av få bakteriephyler hvis fenotypiske egenskaper gjør rede for dens fylogenetiske forhold basert på 16S rRNA analyse.

Leptospira sp. Av CDC / Rob Weyant, via Wikimedia Commons

Generelle egenskaper

Noen frittlevende pleomorfe Spirochaetes, for eksempel Spirochaeta coccoides, har ikke ultrastrukturelle og etologiske egenskaper ved filylen, men sekvensanalyse av 16S rRNA-genet plasserer dem i Spirochaetaceae-familien.

De er kjemoorganotrofe, de kan bruke karbohydrater, aminosyrer, langkjedede fettsyrer eller langkjedede fettalkoholer som kilder til karbon og energi.

Avhengig av arten kan de vokse under anaerobe, mikroaerofile, fakultativt anaerobe eller aerobe forhold. Noen er frittlevende og andre har en spesifikk tilknytning til verten, som kan være leddyr, bløtdyr og pattedyr, inkludert mennesker. Noen arter er kjent for å være sykdomsfremkallende.

Disse bakteriene utgjør en fylogenetisk eldgamle og godt differensiert gruppe, mer relatert til filamentet Bacteoides og Acidobacteria, enn med andre grupper.

Det er en filum dannet bare av Spirochaetia-klassen og Spirochaetales-ordenen, som inkluderer fire familier som er godt avgrenset: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae og Leptospiraceae.

De er langstrakte og spiralformede viklet (korketrekkerformet), med en størrelse fra 0,1 til 3 mikrometer i diameter og 4 til 250 mikron i lengde. De har en ytre membran som består av flere lag som kalles cellehyllingen eller ytre kappe som omgir den protoplasmatiske sylinderen fullstendig.

Celler har indre bevegelighetsorganeller kalt periplasmisk flagella. Disse settes inn internt i hver ende av den protoplasmatiske sylinderen og strekker seg gjennom det meste av cellen, overlappende i det sentrale området.

Lokomotasjonssystem med intern flagella. Av Lamiot, fra Wikimedia Commons.

Når det gjelder familien Leptospiraceae, overlapper ikke periplasmatiske flagella i celler. Den protoplasmatiske sylinderen og flagellen er omsluttet av en ytre kappe som har noen egenskaper som er analoge med den ytre membranen av gram-negative fargende bakterier.

På den annen side, Spirochaeta plicatilis, er en art av store bakterier som har 18 til 20 periplasmatiske flagella innsatt nær hver ende av den protoplasmatiske sylinderen.

Systematisk

Filogenen til phylum Spirochaetes er resultatet av nyere analyse av sekvensene av 16S rRNA-genet. En enkelt klasse, Spirochaetia, og en enkelt rekkefølge, Spirochaetales, gjenkjennes på denne kanten.

Spirochaetales-ordenen består av fire familier som er godt avgrenset: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae og Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Bakterier i denne familien er spiralformede celler, 0,1 til 3,0 mikrometer i diameter og 3,5 til 250 mikron i lengde. Cellene har ikke hektede ender som medlemmer av Leptospiraceae-familien.

De periplasmatiske flagellene settes inn internt i hver ende av cellen og strekker seg mesteparten av lengden på den overlappende cellen i det sentrale området.

Diaminosyren til stede i peptidoglycan er L-ornitin. De er anaerobe, fakultativt anaerobe eller mikroaerofile. De er kjemoorganotrofiske.

De bruker karbohydrater og / eller aminosyrer som kilder til karbon og energi, men de bruker ikke fettsyrer eller langkjedede fettalkoholer.

De er frittlevende eller i tilknytning til dyr, insekter og mennesker. Noen arter er sykdomsfremkallende. Artene som er undersøkt ved 16S rRNA-sekvensanalyse er forskjellige fra medlemmene av familiene Brachyspiraceae, Brevinemataceae og Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Denne familien inneholder bare en slekt, Brachyspira. De er spiralformede bakterier med regelmessige krøllemønstre. Cellene er 2-11 mikron med 0,2-0,4 mikrometer.

De er encellede, men noen ganger kan par og kjeder av tre eller flere celler sees i voksende kulturer. Under ugunstige vekstforhold dannes sfæriske eller runde kropper.

De er gramnegative flekker. De er obligatoriske anaerobe eller aerotolerante. Endene på cellene kan være stumpe eller spisse.

Cellene har en typisk spirokete cellestruktur, bestående av en ytre kappe, en spiralformet protoplasmatisk sylinder og indre flagella i rommet mellom den protoplasmatiske sylinderen og den ytre kappen.

Celler av slekten Brachyspira har 8 til 30 flagella, avhengig av art. Antall flagella korrelerer generelt med cellestørrelse, slik at mindre cellearter har færre flageller.

Flagellene forenes internt, i like antall i hver ende av cellen, vikler seg rundt den protoplasmatiske sylinderen, og deres frie ender overlapper hverandre i midten av cellene.

Den vokser mellom 36 og 42 ° C, med en optimal temperatur på 37 til 39 ° C. De er kjemoorganotrofe, bruker forskjellige karbohydrater for vekst. Det har oksydase for å redusere molekylært oksygen.

Brevinemataceae

Denne familien inneholder bare en slekt, Brevinema. Cellene har en spiralformet form og har en diameter på 0,2 til 0,3 mikron med en lengde på 4 til 5 mikron, og viser en eller to spiralformede svinger med uregelmessige bølgelengder i området fra 2 til 3 mikron.

De har kappet periplasmisk flagella som gir cellene mobilitet ved fleksjon, rotasjon og translasjon. De har ikke cytoplasmatiske rør. De er mikroaerofile, assosiert med verten.

Leptospiraceae

Det er høyrehendte spiralceller, som kan måle 0,1 til 0,3 mikrometer i diameter og 3,5 til 20 mikron i lengde. Ikke-motoriske celler har hektede spisser, mens aktivt mobile celler har en spiralførende ende og en krok i bakenden av cellen.

De har et periplasmatisk flagellum som setter inn internt i hver ende av cellen, men sjelden overlapper hverandre i midten av cellen. De periplasmatiske flagellene finnes langs den spiralformede aksen.

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

De bruker langkjedede fettsyrer og fettalkoholer som karbon og energikilder. De er frittlevende eller i tilknytning til dyre- og menneskeverter. Noen arter er sykdomsfremkallende.

Pathogeny

De fleste arter av filum Spirochaetes er ikke sykdomsfremkallende, men noen kjente arter skiller seg ut for deres patogenese.

Treponema pallidum

Det er organismen som forårsaker syfilis. Det er en mobil bakterie som vanligvis erverves gjennom nær seksuell kontakt, og som trenger inn i vertens vev gjennom plateepitel eller søyleepitel.

Sykdommen er preget av et område med magesår og primær betennelse i underlivet, manifestert i en primær infeksjon. Senere stadier av denne infeksjonen er preget av makulopapulære utbrudd og en mulig granulomatøs respons som involverer sentralnervesystemet.

Andre bakterier i slekten kan forårsake ikke-veneriske sykdommer, for eksempel pinta (også kjent som blå sykdom, karate, insteps, lota, pinto sykdom og tina) produsert av Treponema carateum eller giringer (eller buba, gjesp, girer, girer tropica, polipapilloma tropicum eller thymosis) produsert av Treponema pallidum ssp. tilhøre.

Borrelia burgdorferi

Forårsaker Lyme sykdom. Denne arten har en unik kjerne som inneholder et lineært kromosom og lineære plasmider. De forskjellige artene av Borrelia overføres av spesielle flåttarter av slekten Ornithodoros (Argasidae) i forskjellige deler av verden.

Disse flåttene finnes i tørre savanne- og kratearealer, spesielt i nærheten av gnagerehyller, huler, trestabler og døde trær, eller i sprekker i vegger eller tak og under tregulv, hvor som helst bebodd av små gnagere. .

Reservoarartene er virveldyr som rotter, mus, ekorn, hunder og fugler. Flått inntar Borrelia sp. ved å suge blodet fra smittede dyr eller mennesker.

De livnærer seg om natten, i minst 30 minutter før de vender tilbake til krisesentrene. Infeksjon skjer gjennom bittet, gjennom infisert spytt, eller gjennom forurensning av slimhinnene med infisert koxal væske.

Disse bakteriene skilles ikke ut i avføring. Flått forblir smittet hele livet, selv så lenge de mangler blod i 7 år. De kan overføres horisontalt mellom menn og kvinner; eller vertikalt, av kvinner til deres avkom.

Lymesykdomens hudlesjon forårsaket av bitt av en infisert Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) flått. Ved fotokreditt: James Gathany Innholdsleverandører (r): CDC / James Gathany, via Wikimedia Commons

I de tidlige stadiene presenterer Lyme sykdom som en karakteristisk hudlesjon kalt erythema migrans, også kalt erythema migrans kronikk. Den tidlige lesjonen er preget av et ekspansivt område med rødt utslett, ofte med et blekt senter (okse) på stedet for flåttbitt.

Hvis ubehandlet, kan erosiv leddgikt som ligner revmatoid artritt og etter hvert kronisk progressiv encefalitt og encefalomyelitt oppstå. Andre bakterier i slekten, som B. duttonii, B. hermsii og B. dugesi, kan forårsake endemisk tilbakefallende feber.

Leptospira

Det forårsakende middelet til leptospirose, en febersykdom som kan komplisere til aseptisk hjernehinnebetennelse hvis den ikke blir behandlet. Symptomer på infeksjon inkluderer feber, frysninger og hodepine, med sporadisk gulsott.

Organismene kan spres gjennom dyr, vann eller jord som er forurenset av urin fra hunder, rotter eller storfe. Dyr kan forbli asymptomatiske vektorer i årevis, og organismer kan forbli levedyktige etter felling i flere uker eller måneder.

Å få sykdommer er mer vanlig etter kraftig regn eller flom. Inkubasjonsperioden kan være opptil 1 måned.

referanser

1. Skuespiller, JK (2012). Klinisk bakteriologi. I: lseviers Integrated Review Immunology and Microbiology (Second Edition). Side 105-120.
2. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig, og WB Whitman. (2010) Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiaees, and Plum BRUKER.
3. Gupta, RS, Mahmood, S og Adeolu, M. (2013). En fylogenomisk og molekylær signaturbasert tilnærming for karakterisering av filylen Spirochaetes og dens viktigste klader: forslag til en taksonomisk revisjon av filylen. Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spiroketer. (2018). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Høringsdato: 14:21 10. oktober 2018 fra: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA og Stewart, PE 2008. Infeksjonsbiologi med Borrelia burgdorferi. Infeksjonssykdommer i Nord-Amerika, 22 (2): 217–234.