Spirochaetes karakteristik umum, morfologi, sistematika



Spirochaetes Ini adalah filum bakteri yang ditandai dengan gram negatif dan dengan memiliki ultrastruktur seluler yang unik. Mereka memiliki organel motilitas internal yang disebut flagela periplasmic, yang memungkinkan mereka untuk melenturkan, memutar pada sumbu longitudinal mereka dan bergerak dalam media cair dan semi-padat.

Spirochaetes adalah salah satu dari sedikit filum bakteri yang karakteristik fenotipiknya mengungkapkan hubungan filogenetiknya berdasarkan analisis 16S rRNA.

Indeks

  • 1 Karakteristik umum 
  • 2 Sistematika 
    • 2.1 Spirochaetaceae
    • 2.2 Brachyspiraceae
    • 2.3 Brevinemataceae
    • 2.4 Leptospiraceae
  • 3 Patogenesis
    • 3.1 Treponema pallidum (Spirochaetaceae)
    • 3.2 Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)
    • 3.3 Leptospira spp. (Leptospiraceae)
  • 4 Referensi 

Karakteristik umum

Beberapa Spirochaetes pleomorfik yang hidup bebas, seperti Spirochaeta coccoides, mereka tidak memiliki karakteristik ultrastruktural dan etologis filum, tetapi analisis urutan gen 16S rRNA menempatkan mereka dalam keluarga Spirochaetaceae.

Mereka adalah chemoorganotrophic, dapat menggunakan karbohidrat, asam amino, asam lemak rantai panjang atau alkohol lemak rantai panjang sebagai sumber karbon dan energi.

Tergantung pada spesiesnya, mereka dapat tumbuh dalam kondisi anaerob, mikroaerofilik, anaerob fakultatif atau aerob. Beberapa hidup bebas dan yang lain memiliki hubungan khusus dengan inang, yang dapat berupa arthropoda, moluska dan mamalia, termasuk manusia. Beberapa spesies diketahui bersifat patogen.

Bakteri ini membentuk kelompok filogenetik yang tua dan berdiferensiasi baik, lebih terkait dengan filum Bacteoides dan Acidobacteria, daripada kelompok lain.

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

Mereka memanjang dan luka heliks (dalam bentuk pembuka botol), dengan ukuran mulai dari 0,1 hingga 3 mikron dengan diameter dan dari 4 hingga 250 mikron panjangnya. Mereka memiliki membran luar yang dibentuk oleh beberapa lapisan yang disebut sel seluler atau selubung luar yang benar-benar mengelilingi silinder protoplasma.

Sel-sel memiliki organel motilitas internal yang disebut flagela periplasmic. Ini dimasukkan secara internal di setiap ujung silinder protoplasmatic dan meluas di sebagian besar sel, tumpang tindih di wilayah pusat

Dalam kasus keluarga Leptospiraceae, flagela periplasmic tidak tumpang tindih dalam sel. Silinder protoplasma dan flagela dikelilingi oleh selubung eksternal yang memiliki beberapa karakteristik analog dengan membran luar bakteri pewarnaan gram negatif.

Di sisi lain, Spirochaeta plicatilis, adalah spesies bakteri besar yang memiliki 18 hingga 20 flagela periplasma yang dimasukkan di dekat setiap ujung silinder protoplasma. 

Sistematika

Filogeni filum Spirochaetes adalah hasil analisis terbaru dari sekuens gen 16S rRNA. Di tepi ini satu kelas dikenali, Spirochaetia, dan satu urutan, Spirochaetales.

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

Spirochaetaceae

Bakteri dari keluarga ini adalah sel heliks, berdiameter 0,1 hingga 3,0 mikron dan panjang 3,5 hingga 250 mikron. Sel tidak memiliki ujung yang bengkok seperti anggota keluarga Leptospiraceae.

Flagela periplasmik dimasukkan secara internal di setiap ujung sel dan memanjang sepanjang sebagian besar sel superimposed di wilayah tengah.

Asam diamino yang ada dalam peptidoglikan adalah L-ornithine. Mereka anaerob, anaerob fakultatif, atau mikroaerofilik. Mereka adalah kemo-organotropik.

Mereka menggunakan karbohidrat dan / atau asam amino sebagai sumber karbon dan energi, tetapi tidak menggunakan asam lemak atau alkohol lemak rantai panjang.

Mereka hidup bebas atau berhubungan dengan binatang, serangga, dan manusia. Beberapa spesies bersifat patogen. Spesies diperiksa dengan analisis urutan 16S rRNA berbeda dari anggota keluarga Brachyspiraceae, Brevinemataceae dan Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Keluarga ini hanya mengandung satu jenis kelamin, Brachyspira. Mereka adalah bakteri berbentuk heliks dengan pola keriting yang teratur. Sel-sel mengukur antara 2 dan 11 mikron dengan 0,2 hingga 0,4 mikron.

Mereka uniseluler, tetapi pasangan dan rantai tiga sel atau lebih dapat diamati pada kultur yang sedang tumbuh. Di bawah kondisi pertumbuhan yang tidak menguntungkan, tubuh bulat atau bulat terbentuk.

Mereka memiliki pewarnaan gram negatif. Mereka bersifat anaerob atau aerotolerant. Ujung sel mungkin tumpul atau runcing.

Sel-sel memiliki struktur khas sel spirochete, yang terdiri dari selubung eksternal, silinder heliks protoplasma dan flagela internal di ruang antara silinder protoplasma dan selubung luar.

Sel-sel genus Brachyspira Mereka memiliki 8 sampai 30 flagela, tergantung pada spesiesnya. Jumlah flagela biasanya berkorelasi dengan ukuran sel, sehingga spesies sel yang lebih kecil memiliki flagela lebih sedikit.

Flagela bergabung secara internal, dalam jumlah yang sama di setiap ujung sel, mereka membungkus silinder protoplasma dan ujung bebasnya tumpang tindih di tengah sel.

Tumbuh antara 36 dan 42 ° C, dengan suhu optimal 37 hingga 39 ° C. Mereka chemoorganotrophic, menggunakan berbagai karbohidrat untuk pertumbuhan. Ini memiliki oksidase untuk mengurangi oksigen molekuler.

Brevinemataceae

Keluarga ini hanya mengandung satu jenis kelamin, Brevinema. Sel-sel berbentuk heliks dan memiliki diameter 0,2 hingga 0,3 mikron untuk panjang 4 hingga 5 mikron, menunjukkan satu atau dua putaran heliks dengan panjang gelombang tidak teratur mulai dari 2 hingga 3 mikron.

Mereka telah melapisi flagela periplasmik yang memberikan mobilitas pada sel dengan fleksi, rotasi, dan translasi. Mereka tidak memiliki tubulus sitoplasma. Mereka adalah mikroaerofilik, terkait dengan inang.

Leptospiraceae

Mereka adalah sel konformasi heliks kanan, yang dapat mengukur dari 0,1 hingga 0,3 mikron dengan diameter dan dari 3,5 hingga 20 mikron panjangnya. Sel non-seluler memiliki ujung kait, sedangkan sel aktif aktif memiliki ujung anterior yang berputar dan kait di ujung posterior sel.

Mereka memiliki flagel periplasmic yang dimasukkan secara internal di setiap ujung sel, tetapi jarang tumpang tindih di tengah sel. Flagela periplasmic ditemukan di sepanjang sumbu heliks.

Asam diamino yang ada dalam peptidoglikan adalah asam e-diaminopimelic. Mereka adalah organisme aerob atau mikroaerofilik obligat. Mereka adalah chemoorganotrophic.

Mereka menggunakan asam lemak rantai panjang dan alkohol lemak, seperti karbon dan sumber energi. Mereka hidup bebas atau berhubungan dengan hewan dan manusia. Beberapa spesies bersifat patogen.

Patogenesis

Kebanyakan spesies filum Spirochaetes tidak bersifat patogen, namun beberapa spesies yang terkenal menonjol karena patogenesisnya.

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

Ini adalah organisme yang menyebabkan sifilis. Ini adalah bakteri seluler yang biasanya didapat melalui kontak seksual yang dekat dan menembus jaringan inang melalui epitel skuamosa atau kolumnar.. 

Penyakit ini ditandai oleh area ulserasi primer dan peradangan pada area genital, yang memanifestasikan dirinya dalam infeksi primer. Tahap selanjutnya dari infeksi ini ditandai oleh erupsi makulopapular dan kemungkinan respons granulomatosa dengan keterlibatan sistem saraf pusat.. 

Bakteri lain dari genus dapat menghasilkan penyakit non-kelamin, seperti pinta (juga dikenal sebagai penyakit biru, carate, empeines, lota, pinta dan tub) yang diproduksi oleh Treponema carateum atau frambusia (atau buba, framboesia, framboesia, framboesia, framboesia, framboesia) yang diproduksi oleh Treponema pallidum ssp. pertenue.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Ini menyebabkan penyakit Lyme. Spesies ini memiliki nukleus unik yang mengandung kromosom linier dan plasmid linier. Spesies yang berbeda dari Borrelia ditularkan oleh spesies tertentu dari kutu genus Ornithodoros (Argasidae) di berbagai belahan dunia.

Kutu ini ditemukan di area sabana kering dan semak belukar, khususnya di dekat lubang hewan pengerat, gua, tumpukan kayu dan pohon mati, atau di celah di dinding atau langit-langit dan di bawah lantai kayu, di tempat mana pun yang dihuni oleh tikus kecil.

Spesies waduk adalah vertebrata seperti tikus, tikus, tupai, anjing dan burung. Kutu menelan itu Borrelia sp. dengan mengisap darah hewan atau manusia yang terinfeksi.

Mereka memberi makan pada malam hari, setidaknya selama 30 menit sebelum kembali ke tempat penampungan mereka. Infeksi terjadi dengan menyengat, melalui air liur yang terinfeksi, atau oleh kontaminasi selaput lendir dengan cairan coxal yang terinfeksi.

Bakteri ini tidak diekskresikan dalam kotoran caplak. Kutu tetap terinfeksi seumur hidup, meskipun mereka kekurangan darah selama 7 tahun. Mereka dapat ditransmisikan secara horizontal antara pria dan wanita; atau secara vertikal, oleh betina ke keturunan mereka.

Pada tahap awal, penyakit Lyme muncul sebagai lesi kulit khas yang disebut erythema migrans, juga disebut eritema migrain kronis. Lesi awal ditandai dengan area ruam merah yang luas, seringkali dengan pusat pucat (porthole) di lokasi gigitan kutu..

Jika tidak diobati, artritis erosif mirip dengan artritis reumatoid dan, akhirnya, dapat terjadi ensefalitis progresif kronis dan ensefalomielitis. Bakteri lain dari genus, seperti B. duttonii, B. hermsii dan B. dugesi, dapat menyebabkan demam endemik berulang.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Agen penyebab leptospirosis, penyakit demam yang dapat menjadi rumit pada meningitis aseptik jika tidak ditangani. Gejala infeksi termasuk demam, kedinginan dan sakit kepala, dengan presentasi ikterus sesekali.

Organisme dapat menyebar melalui hewan, air atau tanah yang terkontaminasi oleh urin anjing, tikus, atau sapi. Hewan dapat tetap sebagai vektor tanpa gejala selama bertahun-tahun, dan organisme dapat tetap hidup setelah ditumpahkan selama berminggu-minggu atau berbulan-bulan.

Akuisisi penyakit lebih sering terjadi setelah hujan lebat atau banjir. Masa inkubasi bisa sampai 1 bulan.

Referensi

  1. Aktor, J.K. (2012). Bakteriologi Klinis. Dalam: Tinjauan Terpadu Imunologi dan Mikrobiologi (Edisi Kedua) lsevier. Pp 105-120.
  2. Krieg, N.R., J, T. Staley, D. R. Brown, B. P. Hedlund, B. J. Paster, N. L. Ward, W. Ludwig dan W. B. Whitman. (2010) Manual Bergey tentang Bakteriologi Sistematik: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacter, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, dan Plancyde. USA.
  3. Gupta, R.S., Mahmood, S dan Adeolu, M. (2013). Pendekatan berbasis tanda tangan filogenom dan molekuler untuk karakterisasi filum Spirochaetes dan clades utamanya: proposal untuk revisi taksonomi filum. Fronters in Microbiology, 4: 217.
  4. Spirochaetes. (2018). Wikipedia, Ensiklopedia gratis. Tanggal konsultasi: 14:21, 10 Oktober 2018 dari: en.wikipedia.org.
  5. Tilly, K, Rosa, P. dan Stewart, P.E. 2008. Biologi Infeksi dengan Borrelia burgdorferi. Klinik Penyakit Menular Amerika Utara, 22 (2): 217-234.