SPIROHEĀTI: VISPĀRĪGĀS ĪPAŠĪBAS, MORFOLOĢIJA, SISTEMĀTIKA - BIOLOĢIJA - 2025

Spirochetes ir baktēriju patvērums, kam raksturīgas gramnegatīvas īpašības un tām ir unikāla šūnu ultrastruktūra. Viņiem ir iekšējās kustīguma organellās, ko sauc par periplazmas flagellas, kas ļauj tām saliekties, pagriezties uz garenisko asi un pārvietoties šķidrā un pusšķidrā vidē.

Spirocheetes ir viena no nedaudzajām baktēriju fillām, kuras fenotipiskās īpašības nosaka tās filoģenētiskās attiecības, pamatojoties uz 16S rRNS analīzi.

Leptospira sp. Autors: CDC / Rob Weyant, izmantojot Wikimedia Commons

Vispārīgais raksturojums

Dažiem brīvi dzīvojošiem pleomorfiem Spirochaetes, piemēram, Spirochaeta kokogiem, nav fifta ultrastrukturālo un etoloģisko īpašību, bet 16S rRNS gēna secības analīze viņus ieliek Spirochaetaceae ģimenē.

Tie ir ķīmiski organotrofiski, kā oglekļa un enerģijas avotus viņi var izmantot ogļhidrātus, aminoskābes, garās ķēdes taukskābes vai garās ķēdes taukskābes spirtus.

Atkarībā no sugas, tie var augt anaerobos, mikroaerofīlos, fakultatīvi anaerobos vai aerobos apstākļos. Daži no tiem dzīvo brīvi, un citi ir īpaši saistīti ar saimnieku, kas var būt posmkāji, gliemji un zīdītāji, ieskaitot cilvēkus. Ir zināms, ka dažas sugas ir patogēnas.

Šīs baktērijas veido filoģenētiski senu un labi diferencētu grupu, kas vairāk saistītas ar baktēriju baktērijām un acidobaktērijām, nekā ar citām grupām.

Tas ir patvērums, ko veido tikai Spirochaetia klase un Spirochaetales kārtība, kurā ietilpst četras labi izdalītas ģimenes: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae un Leptospiraceae.

Tās ir iegarenas un spirālveida (korķviļķu formas), kuru izmērs ir no 0,1 līdz 3 mikroniem diametrā un no 4 līdz 250 mikroniem garumā. Viņiem ir ārējā membrāna, kas sastāv no vairākiem slāņiem, kurus sauc par šūnu apvalku vai ārējo apvalku, kas pilnībā ieskauj protoplazmas cilindru.

Šūnās ir iekšējās motilitātes organellas, ko sauc par periplasmic flagella. Tie tiek ievietoti iekšpusē katrā protoplazmatiskā cilindra galā un stiepjas visā šūnas lielākajā daļā, pārklājoties centrālajā reģionā.

Lokomotīves sistēma ar iekšējo flagella. Autors Lamiots, no Wikimedia Commons.

Leptospiraceae dzimtas gadījumā periplasmiskās flagellas šūnās nepārklājas. Protoplazmatisko cilindru un flagellu norobežo ārējs apvalks, kuram ir dažas īpašības, kas ir analogi gramnegatīvo krāsojošo baktēriju ārējai membrānai.

No otras puses, Spirochaeta plicatilis ir lielu baktēriju suga, kurai netālu no katra protoplazmas balona gala ir ievietotas 18 līdz 20 periplasmiskās flagellas.

Sistemātiska

Fileta Spirochaetes filoģenēze ir nesenas 16S rRNS gēna secību analīzes rezultāts. Šajā malā ir atzīta viena klase - Spirochaetia un viena kārtība - Spirochaetales.

Spirochaetales kārtība sastāv no četrām labi nodalītām ģimenēm: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae un Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Šīs ģimenes baktērijas ir spirālveida šūnas, kuru diametrs ir no 0,1 līdz 3,0 mikroniem un garums no 3,5 līdz 250 mikroniem. Šūnām nav saliektu galu, piemēram, Leptospiraceae dzimtas locekļiem.

Periplazmatiskā flagella ievieto šūnas katrā šūnā, un centrālajā reģionā tā pārklājas gandrīz visā garumā.

Diaminoskābe, kas atrodas peptidoglikānā, ir L-ornitīns. Tie ir anaerobie, fakultatīvi anaerobie vai mikroaerofīlie. Tie ir ķīmiski organotrofiski.

Viņi kā oglekļa un enerģijas avotus izmanto ogļhidrātus un / vai aminoskābes, bet neizmanto taukskābes vai taukskābes ar ilgu ķēdi.

Tie ir brīvi dzīvojoši vai kopā ar dzīvniekiem, kukaiņiem un cilvēkiem. Dažas sugas ir patogēnas. Sugas, kas pārbaudītas ar 16S rRNS sekvences analīzi, atšķiras no Brachyspiraceae, Brevinemataceae un Leptospiraceae dzimtas locekļiem.

Brachyspiraceae

Šajā ģimenē ir tikai viena ģints Brachyspira. Tās ir spirālveida formas baktērijas ar regulāriem čokurošanās modeļiem. Šūnas ir 2–11 mikroni par 0,2–0,4 mikroni.

Tās ir vienšūnas, bet audzēšanas kultūrās var novērot trīs vai vairāku šūnu pārus un ķēdes. Nelabvēlīgos augšanas apstākļos veidojas sfēriski vai apaļi ķermeņi.

Tie ir gramnegatīvi traipi. Tie ir obligāti anaerobi vai aerotoleranti. Šūnu gali var būt neasu vai smaili.

Šūnām ir tipiska spirochetes šūnu struktūra, kas sastāv no ārējā apvalka, spirālveida protoplazmas cilindra un iekšējās flagellas telpā starp protoplazmas cilindru un ārējo apvalku.

Brachyspira ģints šūnās ir no 8 līdz 30 flagellas, atkarībā no sugas. Flageļu skaits parasti korelē ar šūnas lielumu tā, ka mazākām šūnu sugām ir mazāk flagellas.

Flagella apvienojas iekšēji, vienādā skaitā katrā šūnas galā, aptinot ap protoplazmas cilindru, un to brīvie gali pārklājas šūnu centrā.

Tas aug no 36 līdz 42 ° C, optimālā temperatūra ir no 37 līdz 39 ° C. Tie ir kemoorganotrofiski, augšanai izmanto dažādus ogļhidrātus. Tam ir oksidāze, lai samazinātu molekulāro skābekli.

Brevinemataceae

Šajā ģimenē ir tikai viena ģints - Brevinema. Šūnas ir spirālveida formas un to diametrs ir no 0,2 līdz 0,3 mikroniem ar garumu no 4 līdz 5 mikroniem, uzrādot vienu vai divus spirālveida pagriezienus ar neregulāru viļņu garumu no 2 līdz 3 mikroniem.

Viņi ir pārklājuši periplazmas flagellas, kas piešķir šūnām mobilitāti ar liekšanos, rotāciju un translāciju. Viņiem nav citoplazmas kanāliņu. Tie ir mikroaerofīli, saistīti ar saimnieku.

Leptospiraceae

Tās ir labās puses spirālveida šūnas, kuru izmērs ir no 0,1 līdz 0,3 mikroniem diametrā un no 3,5 līdz 20 mikroniem garumā. Nemotīlām šūnām ir saliekti gali, savukārt aktīvi mobilajām šūnām ir spirālveida priekšgals un āķis šūnas aizmugurē.

Viņiem ir periplazmas flagellum, kas katrā šūnas galā ievietots iekšpusē, bet reti pārklājas šūnas centrā. Periplazmas flagellas atrodas gar spirālveida asi.

Diaminoskābe, kas atrodas peptidoglikānā, ir e-diaminopimelskābe. Tie ir obligāti vai mikroaerofīlie aerobie organismi. Tie ir ķīmiski organotrofiski.

Kā oglekļa un enerģijas avotus viņi izmanto garu ķēžu taukskābes un taukskābes spirtus. Viņi dzīvo brīvi vai ir saistīti ar dzīvnieku un cilvēku saimniekiem. Dažas sugas ir patogēnas.

Patogēnija

Lielākā daļa patvēruma spirochetu sugu nav patogēnas, tomēr dažas plaši pazīstamas sugas izceļas ar savu patoģenēzi.

Treponema pallidum

Tas ir organisms, kas izraisa sifilisu. Tā ir mobilā baktērija, kuru parasti iegūst cieša seksuāla kontakta ceļā un kas iekļūst saimnieka audos caur plakanšūnu vai kolonnu epitēliju.

Slimību raksturo čūlas un primārais iekaisums dzimumorgānu apvidū, kas izpaužas kā primāra infekcija. Šīs infekcijas vēlākajiem posmiem raksturīgi makulopapulāri izvirdumi un iespējama granulomatoza reakcija, iesaistot centrālo nervu sistēmu.

Citas ģints baktērijas var izraisīt ne-veneriskas slimības, piemēram, pinta (pazīstama arī kā zilā slimība, karatē, pakāpieni, lota, pinto slimība un tina), ko ražo Treponema carateum vai yaws (vai buba, yaw, yaws, yaws tropica, polipapilloma tropicum vai tireoze), ko ražo Treponema pallidum ssp. piederēt.

Borrelia burgdorferi

Izraisa Laima slimību. Šai sugai ir unikāls kodols, kas satur lineāru hromosomu un lineāras plazmīdas. Dažādās Borrelia sugas dažādās pasaules daļās pārnēsā konkrētas Ornithodoros ģints (Argasidae) ģints ērču sugas.

Šīs ērces ir sastopamas sausās savannas un krūmāju vietās, it īpaši grauzēju urvu, alu, mežu un mirušu koku tuvumā vai plaisās sienās vai griestos un zem koka grīdām, visur, kur apdzīvo mazi grauzēji. .

Rezervuāra sugas ir mugurkaulnieki, piemēram, žurkas, peles, vāveres, suņi un putni. Ērces uzņem Borrelia sp. nepieņemot inficētu dzīvnieku vai cilvēku asinis.

Viņi barojas naktī vismaz 30 minūtes pirms atgriešanās savās patversmēs. Infekcija notiek caur sakodienu, caur inficētām siekalām vai caur gļotādu piesārņošanu ar inficētu gūžas šķidrumu.

Šīs baktērijas neizdalās ērču fekālijās. Ērces paliek inficētas visu mūžu, pat ja viņiem 7 gadus trūkst asiņu. Tos var pārnēsāt horizontāli starp vīriešiem un sievietēm; vai vertikāli - sievietes pēcnācējiem.

Laima slimības ādas bojājums, ko izraisa inficētas Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) ērces kodums. Pēc fotokredīta: Džeimsa Gatenija satura nodrošinātāji: CDC / Džeimss Gatiņa, izmantojot Wikimedia Commons

Sākuma stadijā Laima slimība izpaužas kā īpatnējs ādas bojājums, ko sauc par migrēnas eritēmas, ko sauc arī par hronikas eritēma migrans. Agrīnajam bojājumam ir raksturīga plaša sarkano izsitumu zona, kurai bieži ir bāls centrs (vērša acs) ērces koduma vietā.

Ja to neārstē, var rasties erozīvs artrīts, kas līdzīgs reimatoīdam artrītam, un galu galā var attīstīties hronisks progresējošs encefalīts un encefalomielīts. Citas baktērijas ģintī, piemēram, B. duttonii, B. hermsii un B. dugesi, var izraisīt endēmisku recidivējošu drudzi.

Leptospira

Leptospirozes izraisītājs - febrila slimība, kas, neārstējot, var kļūt par aseptisku meningītu. Infekcijas simptomi ir drudzis, drebuļi un galvassāpes, reizēm ar dzelti.

Organismi var izplatīties caur dzīvniekiem, ūdeni vai augsni, kas piesārņota ar suņu, žurku vai liellopu urīnu. Dzīvnieki gadiem ilgi var palikt asimptomātiski pārnēsātāji, un organismi var palikt dzīvotspējīgi pēc izdalīšanās nedēļām vai mēnešiem.

Slimību iegūšana ir biežāka pēc spēcīgām lietusgāzēm vai plūdiem. Inkubācijas periods var būt līdz 1 mēnesim.

Atsauces

1. Aktieris, JK (2012). Klīniskā bakterioloģija. In: lsevier integrētais apskats imunoloģija un mikrobioloģija (otrais izdevums). 105-120.
2. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig un WB Whitman. (2010) Bergey's sistemātiskās bakterioloģijas rokasgrāmata: 4. sējums: Bakteroīdi, spirocheti, terenicāti (molikuti), acidobaktērijas, fibrobaktērijas, fusobaktērijas, diktoglomi, gemmatimonadetes, Lentisphaerae, verrucomicrobia, planšetomi, Chlamydiates. LIETOŠANA.
3. Gupta, RS, Mahmood, S un Adeolu, M. (2013). Uz filoģenomisko un molekulāro parakstu balstītā pieeja patvēruma spirochetu un to galveno kladu raksturošanai: priekšlikums patvēruma taksonomiskai pārskatīšanai. Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spirochetes. (2018). Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. Apspriešanās datums: 14:21, 2018. gada 10. oktobrī no: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA un Stewart, PE 2008. Borrelia burgdorferi infekcijas bioloģija. Ziemeļamerikas Infekcijas slimību klīnika, 22 (2): 217–234.