SPIROCHAETES: CIRI UMUM, MORFOLOGI, SISTEMATIK - BIOLOGI - 2025

Spirochaetes adalah filum bakteria yang dicirikan oleh gram negatif dan mempunyai ultrastruktur selular yang unik. Mereka mempunyai organel motilitas dalaman yang disebut periplasmic flagella, yang memungkinkan mereka melenturkan, memutar pada paksi membujur mereka, dan bergerak dalam media cair dan separa pepejal.

Spirochaetes adalah salah satu dari beberapa filum bakteria yang ciri fenotipiknya memperhitungkan hubungan filogenetiknya berdasarkan analisis 16S rRNA.

Leptospira sp. Oleh CDC / Rob Weyant, melalui Wikimedia Commons

Ciri umum

Beberapa Spirochaetes pleomorfik hidup bebas, seperti Spirochaeta coccoides, tidak mempunyai ciri-ciri ultrastruktur dan etologi filum, tetapi analisis urutan gen 16S rRNA menempatkannya dalam keluarga Spirochaetaceae.

Mereka adalah chemoorganotrophic, mereka boleh menggunakan karbohidrat, asid amino, asid lemak rantai panjang atau alkohol lemak rantai panjang sebagai sumber karbon dan tenaga.

Bergantung pada spesies, mereka dapat tumbuh dalam keadaan anaerobik, mikroerofilik, anaerob fakultatif, atau aerobik. Ada yang hidup bebas dan yang lain mempunyai hubungan khusus dengan tuan rumah, yang boleh berupa arthropoda, moluska, dan mamalia, termasuk manusia. Beberapa spesies diketahui patogen.

Bakteria ini membentuk kumpulan filogenetik kuno dan dibezakan dengan baik, lebih berkaitan dengan filum Bacteoides dan Acidobacteria, daripada kumpulan lain.

Ini adalah filum yang hanya dibentuk oleh kelas Spirochaetia dan susunan Spirochaetales, yang merangkumi empat keluarga yang digambarkan dengan baik: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae dan Leptospiraceae.

Mereka memanjang dan luka heliks (berbentuk corkscrew), dengan ukuran antara 0.1 hingga 3 mikron diameter dan panjang 4 hingga 250 mikron. Mereka mempunyai selaput luar yang terdiri daripada beberapa lapisan yang disebut sampul sel atau selubung luar yang sepenuhnya mengelilingi silinder protoplasma.

Sel mempunyai organel motilitas dalaman yang disebut periplasma flagella. Ini dimasukkan secara dalaman pada setiap hujung silinder protoplasma dan meluas ke seluruh sel, bertindih di rantau tengah.

Sistem pergerakan dengan flagella dalaman. Oleh Lamiot, dari Wikimedia Commons.

Bagi keluarga Leptospiraceae, flagella periplasma tidak bertindih sel. Silinder protoplasma dan flagela ditutup oleh sarung luar yang mempunyai beberapa ciri yang serupa dengan membran luar bakteria pewarnaan gram-negatif.

Sebaliknya, Spirochaeta plicatilis, adalah spesies bakteria besar yang mempunyai 18 hingga 20 flagella periplasma yang dimasukkan hampir setiap hujung silinder protoplasma.

Sistematik

Filogeni filum Spirochaetes adalah hasil analisis terbaru mengenai urutan gen 16S rRNA. Satu kelas, Spirochaetia, dan satu pesanan, Spirochaetales, dikenali di pinggir ini.

Urutan Spirochaetales terdiri daripada empat keluarga yang digambarkan dengan baik: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae, dan Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Bakteria dalam keluarga ini adalah sel heliks, berdiameter 0,1 hingga 3,0 mikron dan panjangnya 3,5 hingga 250 mikron. Sel-sel tersebut tidak mempunyai hujung yang bersambung seperti anggota keluarga Leptospiraceae.

Flagella periplasma memasukkan secara dalaman pada setiap hujung sel dan memanjang untuk sebahagian besar sel yang bertindih di rantau tengah.

Asid diamino yang terdapat dalam peptidoglikan adalah L-ornithine. Mereka bersifat anaerob, anaerob fakultatif, atau mikroerofilik. Mereka adalah chemo-organotrophic.

Mereka menggunakan karbohidrat dan / atau asid amino sebagai sumber karbon dan tenaga, tetapi mereka tidak menggunakan asid lemak atau alkohol lemak rantai panjang.

Mereka hidup bebas atau bersekutu dengan haiwan, serangga dan manusia. Sebilangan spesies patogenik. Spesies yang diperiksa oleh analisis urutan 16S rRNA berbeza dengan anggota keluarga Brachyspiraceae, Brevinemataceae, dan Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Keluarga ini hanya mengandungi satu genus, Brachyspira. Mereka adalah bakteria berbentuk heliks dengan corak keriting biasa. Sel adalah 2-11 mikron dengan 0.2-0.4 mikron.

Mereka berbentuk uniselular, tetapi pasangan dan rantai tiga atau lebih sel sekali sekala dapat dilihat dalam kultur yang sedang berkembang. Dalam keadaan pertumbuhan yang tidak baik, badan bulat atau bulat terbentuk.

Mereka adalah noda gram negatif. Mereka wajib anaerobik atau aerotoleran. Hujung sel boleh menjadi tumpul atau runcing.

Sel mempunyai struktur sel spirochete khas, yang terdiri dari selubung luar, silinder protoplasma heliks, dan flagela dalaman di ruang antara silinder protoplasma dan selubung luar.

Sel genus Brachyspira mempunyai 8 hingga 30 flagela, bergantung pada spesiesnya. Bilangan flagella umumnya berkorelasi dengan ukuran sel, sehingga spesies sel yang lebih kecil mempunyai flagella yang lebih sedikit.

Flagella bersatu secara dalaman, dalam jumlah yang sama pada setiap hujung sel, membungkus silinder protoplasma, dan hujung bebasnya bertindih di tengah sel.

Ia tumbuh antara 36 dan 42 ° C, dengan suhu optimum 37 hingga 39 ° C. Mereka adalah chemoorganotrophic, menggunakan pelbagai karbohidrat untuk pertumbuhan. Ia mempunyai oksidase untuk mengurangkan oksigen molekul.

Brevinemataceae

Keluarga ini hanya mengandungi satu genus, Brevinema. Sel berbentuk heliks dan berdiameter 0,2 hingga 0,3 mikron dengan panjang 4 hingga 5 mikron, menunjukkan satu atau dua putaran heliks dengan panjang gelombang tidak teratur antara 2 hingga 3 mikron.

Mereka memiliki selubung flagella periplasma yang memberikan mobilitas sel dengan lenturan, putaran dan terjemahan. Mereka tidak mempunyai tubulus sitoplasma. Mereka mikroerofilik, dikaitkan dengan tuan rumah.

Leptospiraceae

Mereka adalah sel heliks tangan kanan, yang boleh berukuran 0,1 hingga 0,3 mikron diameter dan panjang 3,5 hingga 20 mikron. Sel bukan bergerak mempunyai hujung yang terpaut, sementara sel bergerak secara aktif mempunyai hujung berpusing dan cangkuk di hujung belakang sel.

Mereka mempunyai flagellum periplasma yang menyisipkan secara dalaman di setiap hujung sel, tetapi jarang bertindih di tengah sel. Flagella periplasma dijumpai di sepanjang paksi heliks.

Asid diamino yang terdapat dalam peptidoglycan adalah asid e-diaminopimelic. Mereka adalah organisma aerobik wajib atau mikroerofilik. Mereka adalah chemoorganotrophic.

Mereka menggunakan asid lemak rantai panjang dan alkohol lemak sebagai sumber karbon dan tenaga. Mereka hidup bebas atau bersekutu dengan tuan rumah haiwan dan manusia. Sebilangan spesies patogenik.

Patogen

Sebilangan besar spesies filum Spirochaetes tidak patogen, namun beberapa spesies terkenal menonjolkan patogenesisnya.

Treponema pallidum

Organisma inilah yang menyebabkan sifilis. Ia adalah bakteria bergerak yang umumnya diperoleh melalui hubungan seksual yang rapat dan menembusi tisu inang melalui epitel skuamosa atau kolumnar.

Penyakit ini dicirikan oleh kawasan ulserasi dan keradangan primer di kawasan genital, yang ditunjukkan dalam jangkitan primer. Tahap kemudian jangkitan ini dicirikan oleh letusan makulopapular dan kemungkinan tindak balas granulomatous yang melibatkan sistem saraf pusat.

Bakteria lain dari genus boleh menghasilkan penyakit bukan venereal, seperti pinta (juga dikenali sebagai penyakit biru, karate, insteps, lota, penyakit pinto dan tina) yang dihasilkan oleh Treponema carateum atau yaws (atau buba, yaw, yaws, yaws tropica, polipapilloma tropicum atau thymosis) yang dihasilkan oleh Treponema pallidum ssp. milik.

Borrelia burgdorferi

Menyebabkan penyakit Lyme. Spesies ini mempunyai inti unik yang mengandungi kromosom linear dan plasmid linear. Spesies Borrelia yang berlainan ditularkan oleh spesies kutu tertentu dari genus Ornithodoros (Argasidae) di berbagai belahan dunia.

Kutu ini terdapat di kawasan savana dan gosok kering, terutama di dekat liang tikus, gua, tumpukan kayu dan pokok mati, atau retakan di dinding atau siling dan di bawah lantai kayu, di mana sahaja dihuni oleh tikus kecil. .

Spesies takungan adalah vertebrata seperti tikus, tikus, tupai, anjing, dan burung. Ticks menelan Borrelia sp. dengan menghisap darah haiwan atau manusia yang dijangkiti.

Mereka makan pada waktu malam, sekurang-kurangnya 30 minit sebelum kembali ke tempat perlindungan mereka. Jangkitan berlaku melalui gigitan, melalui air liur yang dijangkiti, atau melalui pencemaran membran mukus dengan cairan pinggul yang dijangkiti.

Bakteria ini tidak dikeluarkan dalam tinja. Kutu tetap dijangkiti seumur hidup, walaupun selama 7 tahun kekurangan darah. Mereka boleh disebarkan secara mendatar antara lelaki dan wanita; atau secara menegak, oleh wanita kepada keturunan mereka.

Lesi kulit penyakit Lyme disebabkan oleh gigitan kutu Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) yang dijangkiti. Melalui Kredit Foto: Penyedia Kandungan James Gathany: CDC / James Gathany, melalui Wikimedia Commons

Pada peringkat awal, penyakit Lyme muncul sebagai lesi kulit khas yang disebut erythema migrans, juga disebut erythema migrans chronicle. Lesi awal dicirikan oleh kawasan ruam merah yang luas, sering dengan pusat pucat (mata lembu) di tempat gigitan kutu.

Sekiranya tidak dirawat, artritis erosif serupa dengan artritis reumatoid dan akhirnya ensefalitis progresif kronik dan ensefalomielitis boleh berlaku. Bakteria lain dalam genus, seperti B. duttonii, B. hermsii, dan B. dugesi, boleh menyebabkan demam kambuh endemik.

Leptospira

Ejen penyebab leptospirosis, penyakit demam yang boleh merumitkan meningitis aseptik jika tidak dirawat. Gejala jangkitan termasuk demam, menggigil, dan sakit kepala, dengan penyakit kuning sekali-sekala.

Organisma dapat disebarkan melalui binatang, air atau tanah yang tercemar oleh air kencing anjing, tikus, atau lembu. Haiwan boleh kekal sebagai vektor tanpa simptomatik selama bertahun-tahun, dan organisma dapat terus hidup setelah menetes selama berminggu-minggu atau bulan.

Mendapat penyakit adalah lebih biasa selepas hujan lebat atau banjir. Tempoh inkubasi boleh sampai 1 bulan.

Rujukan

1. Pelakon, JK (2012). Bakteriologi Klinikal. Dalam: Imunologi dan Mikrobiologi Kajian Bersepadu lsevier (Edisi Kedua). Hlm 105-120.
2. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig, dan WB Whitman. (2010) Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamyctia, Chlamyctia, Chlamyctia PENGGUNAAN.
3. Gupta, RS, Mahmood, S dan Adeolu, M. (2013). Pendekatan berdasarkan tandatangan filogenomik dan molekul untuk pencirian filum Spirochaetes dan kelompok utama: cadangan untuk semakan taksonomi filum. Hadapan dalam Mikrobiologi, 4: 217.
4. Spirochaetes. (2018). Wikipedia, Ensiklopedia Percuma. Tarikh perundingan: 14:21, 10 Oktober 2018 dari: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA dan Stewart, PE 2008. Biologi Jangkitan dengan Borrelia burgdorferi. Klinik Penyakit Berjangkit di Amerika Utara, 22 (2): 217–234.