Spirochaetes adalah filum bakteri yang dicirikan oleh gram negatif dan memiliki ultrastruktur seluler yang unik. Mereka memiliki organel motilitas internal yang disebut flagela periplasma, 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 menjelaskan hubungan filogenetiknya berdasarkan analisis 16S rRNA.
Leptospira sp. Oleh CDC / Rob Weyant [Domain publik], melalui Wikimedia Commons
Indeks artikel
Karakteristik umum
Beberapa Spirochaetes pleomorfik yang hidup bebas, seperti Spirochaeta coccoides , tidak memiliki karakteristik ultrastruktural dan etologis dari filum tersebut, tetapi analisis urutan gen 16S rRNA menempatkan mereka dalam famili Spirochaetaceae.
Mereka adalah chemoorganotrophic, mereka 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 di bawah kondisi anaerobik, mikroaerofilik, anaerobik fakultatif, atau aerobik. Beberapa hidup bebas dan yang lain memiliki asosiasi khusus dengan inangnya, yang dapat berupa artropoda, moluska, dan mamalia, termasuk manusia. Beberapa spesies diketahui bersifat patogen.
Bakteri ini membentuk kelompok filogenetik kuno dan berdiferensiasi baik, lebih terkait dengan filum Bacteoides dan Acidobacteria, dibandingkan dengan kelompok lain.
Ini adalah filum yang dibentuk hanya oleh kelas Spirochaetia dan ordo Spirochaetales, yang mencakup empat famili yang digambarkan dengan baik: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae dan Leptospiraceae.
Mereka memanjang dan luka heliks (berbentuk pembuka botol), dengan ukuran mulai dari 0,1 hingga 3 mikron dengan diameter dan 4 hingga 250 mikron panjangnya. Mereka memiliki membran luar yang terdiri dari beberapa lapisan yang disebut selubung sel atau selubung luar yang sepenuhnya mengelilingi silinder protoplasma.
Sel memiliki organel motilitas internal yang disebut flagela periplasma. Ini menyisipkan secara internal di setiap ujung silinder protoplasma dan meluas ke sebagian besar sel, tumpang tindih di wilayah tengah.
Sistem penggerak dengan flagela internal. Oleh Lamiot [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) atau CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.
Dalam kasus keluarga Leptospiraceae, flagela periplasma tidak tumpang tindih dalam sel. Silinder protoplasma dan flagela tertutup oleh selubung luar yang memiliki beberapa karakteristik yang 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 disisipkan di dekat setiap ujung silinder protoplasma.
Sistematis
Filogeni dari filum Spirochaetes adalah hasil analisis terbaru dari urutan gen 16S rRNA. Hanya satu kelas, Spirochaetia, dan hanya satu ordo, Spirochaetales, yang dikenali di tepi ini.
Ordo Spirochaetales terdiri dari empat famili yang tergambar dengan baik: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae, dan Leptospiraceae.
Spirochaetaceae
Bakteri dalam keluarga ini adalah sel heliks, dengan diameter 0,1 hingga 3,0 mikron dan panjang 3,5 hingga 250 mikron. Sel-selnya tidak memiliki ujung yang bengkok seperti anggota famili Leptospiraceae.
Flagela periplasmik menyisip secara internal di setiap ujung sel dan meluas untuk sebagian besar panjang sel yang tumpang tindih di wilayah tengah.
Asam diamino yang ada dalam peptidoglikan adalah L-ornitin. Mereka adalah anaerobik, anaerobik fakultatif, atau mikroaerofilik. Mereka adalah kemo-organotrofik.
Mereka menggunakan karbohidrat dan / atau asam amino sebagai sumber karbon dan energi, tetapi mereka tidak menggunakan asam lemak atau alkohol lemak rantai panjang.
Mereka hidup bebas atau berasosiasi dengan hewan, serangga, dan manusia. Beberapa spesies bersifat patogen. Spesies yang diperiksa dengan analisis urutan 16S rRNA berbeda dari anggota famili Brachyspiraceae, Brevinemataceae, dan Leptospiraceae.
Brachyspiraceae
Keluarga ini hanya berisi satu genus, Brachyspira . Mereka adalah bakteri berbentuk heliks dengan pola belitan yang teratur. Sel berukuran antara 2 dan 11 mikron dengan 0,2 hingga 0,4 mikron.
Mereka uniseluler, tetapi kadang-kadang pasangan dan rantai dari tiga sel atau lebih dapat dilihat pada kultur yang sedang tumbuh. Di bawah kondisi pertumbuhan yang tidak menguntungkan, tubuh bulat atau bulat terbentuk.
Mereka memiliki pewarnaan gram negatif. Mereka adalah anaerobik wajib atau aerotoleran. Ujung sel bisa tumpul atau runcing.
Sel memiliki struktur sel spirochete yang khas, terdiri dari selubung luar, silinder protoplasma heliks, dan flagela bagian dalam di ruang antara silinder protoplasma dan selubung luar.
Sel dari genus Brachyspira memiliki 8 hingga 30 flagela, tergantung pada spesiesnya. Jumlah flagela umumnya berkorelasi dengan ukuran sel, sehingga spesies sel yang lebih kecil memiliki lebih sedikit flagela.
Flagela bersatu secara internal, dalam jumlah yang sama di setiap ujung sel, 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 kemoorganotrofik, menggunakan berbagai karbohidrat untuk pertumbuhan. Ini memiliki oksidase untuk mengurangi oksigen molekuler.
Brevinemataceae
Keluarga ini hanya berisi satu genus, Brevinema . Sel-selnya berbentuk heliks dan memiliki diameter 0,2 hingga 0,3 mikron dengan panjang 4 hingga 5 mikron, menunjukkan satu atau dua putaran heliks dengan panjang gelombang tidak beraturan mulai dari 2 hingga 3 mikron.
Mereka memiliki flagela periplasma berselubung yang memberikan mobilitas sel dengan fleksi, rotasi, dan translasi. Mereka tidak memiliki tubulus sitoplasma. Mereka adalah mikroaerofilik, terkait dengan inang.
Leptospiraceae
Mereka adalah sel heliks tangan kanan, yang dapat mengukur diameter 0,1 hingga 0,3 mikron dan panjang 3,5 hingga 20 mikron. Sel nonmotil memiliki ujung yang bengkok, sedangkan sel yang bergerak aktif memiliki ujung spiral yang mengarah dan pengait di ujung belakang sel.
Mereka memiliki flagel periplasma yang menyisip secara internal di setiap ujung sel, tetapi jarang tumpang tindih di tengah sel. Flagela periplasma ditemukan di sepanjang sumbu heliks.
Asam diamino yang ada dalam peptidoglikan adalah asam e-diaminopimelat. Mereka adalah organisme aerobik obligat atau mikroaerofilik. Mereka kemoorganotrofik.
Mereka menggunakan asam lemak rantai panjang dan alkohol lemak sebagai sumber karbon dan energi. Mereka hidup bebas atau berasosiasi dengan hewan dan manusia. Beberapa spesies bersifat patogen.
Patogeni
Sebagian besar spesies filum Spirochaetes tidak patogen, namun beberapa spesies terkenal menonjol karena patogenesisnya.
Treponema pallidum (Spirochaetaceae)
Ini adalah organisme yang menyebabkan sifilis. Ini adalah bakteri bergerak yang umumnya diperoleh melalui kontak seksual yang dekat dan yang menembus jaringan inang melalui epitel skuamosa atau kolumnar.
Penyakit ini ditandai dengan area ulserasi dan peradangan primer di area genital, bermanifestasi sebagai infeksi primer. Tahap selanjutnya dari infeksi ini ditandai dengan erupsi makulopapular dan kemungkinan respon granulomatosa dengan keterlibatan sistem saraf pusat .
Bakteri lain dari genus dapat menghasilkan penyakit non-kelamin, seperti pinta (juga dikenal sebagai penyakit biru, karate, punggung kaki, lota, penyakit pinto dan tina) yang dihasilkan oleh Treponema carateum atau frambusia (atau buba, yaw, yaws, yaws tropica, polipapilloma tropicum atau thymosis) yang diproduksi oleh Treponema pallidum ssp. milik .
Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)
Menyebabkan penyakit Lyme. Spesies ini memiliki nukleus unik yang mengandung kromosom linier dan plasmid linier. Berbagai spesies Borrelia ditularkan oleh spesies kutu tertentu dari genus Ornithodoros (Argasidae) di berbagai belahan dunia.
Kutu ini ditemukan di sabana kering dan daerah semak belukar, terutama di dekat liang hewan pengerat, gua, tumpukan kayu, dan pohon mati, atau di retakan di dinding atau langit-langit dan di bawah lantai kayu keras, di mana pun yang dihuni oleh hewan pengerat kecil. .
Spesies reservoir adalah vertebrata seperti tikus, mencit, tupai, anjing, dan burung. Kutu menelan Borrelia sp. dengan menghisap darah hewan atau manusia yang terinfeksi.
Mereka memberi makan di malam hari, setidaknya selama 30 menit sebelum kembali ke tempat penampungan mereka. Infeksi terjadi melalui gigitan, melalui air liur yang terinfeksi, atau melalui kontaminasi selaput lendir dengan cairan coxal yang terinfeksi.
Bakteri ini tidak diekskresikan dalam kotoran kutu. Kutu tetap terinfeksi seumur hidup, bahkan selama mereka kekurangan darah selama 7 tahun. Mereka dapat ditularkan secara horizontal antara pria dan wanita; atau vertikal, oleh betina kepada keturunannya.
Lesi kulit penyakit Lyme yang disebabkan oleh gigitan kutu Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) yang terinfeksi. Dengan Kredit Foto: Penyedia Konten James Gathany (s): CDC / James Gathany [Domain publik], melalui Wikimedia Commons
Pada tahap awal, penyakit Lyme muncul sebagai lesi kulit khas yang disebut eritema migrans, juga disebut eritema migrans kronis. Lesi awal ditandai dengan area ruam merah yang luas, seringkali dengan pusat pucat (mata banteng) di lokasi gigitan kutu.
Jika tidak diobati, arthritis erosif mirip dengan rheumatoid arthritis dapat terjadi, dan akhirnya ensefalitis progresif kronis dan ensefalomielitis. Bakteri lain dalam genus, seperti B. duttonii , B. hermsii, dan B. dugesi , dapat menyebabkan demam endemik kambuhan.
Leptospira sp. (Leptospiraceae)
Agen penyebab leptospirosis, penyakit demam yang dapat mempersulit meningitis aseptik jika tidak diobati. Gejala infeksi termasuk demam, menggigil, dan sakit kepala, dengan ikterus sesekali.
Organisme dapat menyebar melalui hewan, air, atau tanah yang terkontaminasi oleh urin anjing, tikus, atau sapi. Hewan dapat tetap menjadi vektor tanpa gejala selama bertahun-tahun, dan organisme dapat tetap hidup setelah ditumpahkan selama berminggu-minggu atau berbulan-bulan.
Mendapatkan penyakit lebih sering terjadi setelah hujan lebat atau banjir. Masa inkubasinya bisa sampai 1 bulan.
Referensi
- Aktor, JK (2012). Bakteriologi Klinik. Dalam: Imunologi dan Mikrobiologi Tinjauan Terintegrasi lsevier (Edisi Kedua). hal 105-120.
- 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: Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, dan Planctomycetes. PENGGUNAAN
- Gupta, RS, Mahmood, S dan Adeolu, M. (2013). Pendekatan berbasis tanda tangan filogenomik dan molekuler untuk karakterisasi filum Spirochaetes dan clades utamanya: proposal untuk revisi taksonomi filum. Fronters dalam Mikrobiologi, 4: 217.
- Spirochaeta. (2018). Wikipedia, ensiklopedia gratis. Tanggal konsultasi: 14:21, 10 Oktober 2018 dari: es.wikipedia.org.
- Tilly, K, Rosa, PA dan Stewart, PE 2008. Biologi Infeksi Borrelia burgdorferi . Klinik Penyakit Menular Amerika Utara, 22 (2): 217–234.