Spirochaete - Spirochaete

Spirochaete
Treponema pallidum.jpg
Treponema pallidum , spirocheta, která způsobuje syfilis
Vědecká klasifikace
Doména:
(nezařazeno):
Kmen:
Spirochaetes Garrity & Holt 2001
Třída:
Spirochaetia Paster 2011
Objednávky a rodiny
Synonyma
  • Spirochaetae Cavalier-Smith 2002
  • Spirochaetaeota Oren a kol. 2015
Průřez spirochetovou buňkou
Komponenty Endoflagella. Legenda: Obr. 1 Průřez typickou spirochetovou buňkou ukazující endoflagelu umístěnou v periplazmě mezi vnitřní cytoplazmatickou membránou a vnější membránou. Periplazma, skládající se z gelovité matrice, poskytuje polostabilní médium pro zajištění endoflagely během rotace. Axiální vlákno označené červenou barvou se skládá ze svazků endoflagely. Obr. 2 Boční pohled na spirochetovou buňku, která ukazuje dvě axiální vlákna v opačném pohybu. Jedno axiální vlákno se otáčí ve směru hodinových ručiček; sousední axiální vlákno se otáčí proti směru hodinových ručiček. Rotace endoflagely vytváří torzi a řídí rotaci vývrtky buňky. Obr. 3 Rozšířený pohled na buněčné membrány, které obklopují endoflagellum. Vnitřní i vnější membrána obsahuje dvojvrstvu fosfolipidů s nepolárními řetězci mastných kyselin uvnitř hlav polárního fosforu. Peptidoglykan, buněčná stěna, poskytuje strukturu v bakteriálních mikroorganismech. Axiální vlákna jsou lepší než peptidoglykan.

Spirochaete ( / y p r ˌ k t / ) nebo spirocheta je členem kmen spirochety ( / - k t z / ), který obsahuje rozlišovací diderm (double-membrána) gram-negativní bakterie , z nichž většina má dlouhé, spirálovitě stočené (vývrtkovité nebo spirálovité, odtud název) buňky . Spirochaety jsou chemoheterotrofní povahy, s délkami mezi 3 a 500 μm a průměrem kolem 0,09 až nejméně 3 μm.

Spirochaetes se odlišují od ostatních bakteriálních kmenů umístěním jejich bičíků , nazývaných endoflagella, kterým se někdy říká axiální vlákna . Endoflagella jsou ukotveny na každém konci (pólu) bakterie v periplazmatickém prostoru (mezi vnitřní a vnější membránou), kde vyčnívají dozadu, aby se prodloužila délka buňky. Ty způsobují kroucení, které umožňuje spirochaetu pohyb. Při reprodukci podstoupí spirocheta nepohlavní příčné binární štěpení . Většina spirochet je volně žijících a anaerobních , ale existuje mnoho výjimek. Bakterie Spirochaetes se liší svou patogenní schopností a ekologickými výklenky, které obývají, a také molekulárními charakteristikami včetně obsahu guanin-cytosinu a velikosti genomu.

Patogenita

Mnoho organismů v kmeni Spirochaetes způsobuje převládající choroby. Patogenní členové tohoto kmene zahrnují následující:

Spirochety mohou také způsobit demenci a mohou být zapojeny do patogeneze z Alzheimerovy choroby . Salvarsan , první částečně organický syntetický antimikrobiální lék v anamnéze, byl účinný proti spirochetám a používal se především k léčení syfilis . Navíc je známo, že orální spirochety hrají významnou roli v patogenezi lidské periodontální choroby .

Taxonomie a molekulární podpisy

Třída se v současné době skládá ze 14 platně pojmenovaných rodů ve 4 řádech a 5 rodinách. Objednávky Brachyspirales , Brevinematales a Leptospirales obsahují vždy jednu rodinu, Brachyspiraceae , Brevinemataceae a Leptospiraceae . Spirochaetales pořadí skrývá dvě rodiny, Spirochaetaceae a Borreliaceae . Molekulární markery ve formě konzervovaných podpisových indelů (CSI) a CSP byly shledány specifickými pro každý z řádů, s výjimkou Brevinimetales , které poskytují spolehlivý prostředek k vzájemnému vymezení těchto kladů v rámci různorodého kmene. Další CSI byly nalezeny výhradně sdíleny každou rodinou v rámci Spirochaetales . Tyto molekulární markery jsou v souladu s pozorovaným rozvětvením fylogenetických stromů dvou monofyletických kladů v řádu Spirochaetales . Bylo také zjištěno, že CSI dále rozlišují taxonomické skupiny v rodině Borreliaceae, které dále vymezují evoluční vztahy, které jsou v souladu s fyzikálními charakteristikami, jako je patogenita (viz. Borrelia emend. Borreliella gen. Nov.). Tato studie však byla kritizována a jiné studie využívající různé přístupy navrhované rozdělení nepodporují. Ve vědecké literatuře nebyl nový systém pojmenování pro boreliózu a recidivující horečku Borrelia přijat.

Bylo také zjištěno, že CSI je výhradně sdílen všemi druhy Spirochaetes. Tento CSI je 3 -aminokyselinový inzert v bičíkovém bazálním tělním proteinu FlgC, který je důležitou součástí jedinečné endoflagelární struktury sdílené druhy Spirochaetes. Vzhledem k tomu, že CSI sdílí výhradně členové v rámci tohoto kmene, bylo předpokládáno, že může souviset s charakteristickými bičíkovými vlastnostmi pozorovanými u druhů Spirochaetes.

Historicky byly všechny rodiny patřící do kmene Spirochaetes přiřazeny k jedinému řádu, Spirochaetales . Současný taxonomický pohled však více odpovídá přesným evolučním vztahům. Distribuce CSI svědčí o sdíleném původu v kladu, pro kterou je specifická. Funguje tedy jako synapomorfní charakteristika, takže distribuce různých CSI poskytují prostředky k identifikaci různých řádů a rodin v kmeni a tak ospravedlňují fylogenetické rozdělení.

Fylogeneze

Fylogeneze je založena na 16S rRNA založené na LTP vydání 132 od All-Species Living Tree Project .

Leptospirales
Leptospiraceae

Turneriella parva

Leptonema illini

Leptospira

Euspirochaetae
Brevinematales  Brevinemataceae

Brevinema andersonii

Brachyspirales  Brachyspiraceae

Brachyspira

Spirochaetales

Exilispira thermophila

Sediminispirochaeta

Spirochaeta thermophila

Pleomorphochaeta

Sphaerochaeta

Spirochaeta halophila

Alkalispirochaeta

Oceanispirochaeta

Spirochaeta aurantia

Borreliaceae

Cristispira

Borrelie

Spirochaetaceae

Spirochaeta

Treponema

Taxonomie

Aktuálně přijímaná taxonomie vychází ze Seznamu prokaryotických jmen se stálým názvoslovím (LPSN) a Národního centra pro biotechnologické informace (NCBI).

Poznámky:
♦ Kmen ztracený nebo nedostupný
♪ Prokaryoty, kde nejsou izolovány nebo dostupné žádné čisté ( axenické ) kultury, tj. Nejsou kultivovány nebo je nelze v kultuře udržet déle než několik sériových pasáží
♠ Kmeny nalezené v Národním centru pro biotechnologické informace (NCBI), ale nejsou uvedeny v seznamu prokaryotických jmen se stálou nomenklaturou (LSPN)

Viz také

Reference

externí odkazy