Классификация спирохет что положено в основу классификации

Обновлено: 16.05.2024

Спирохета ( / с р aɪ г oʊ ˌ к я т / ) [1] или спирохеты является членом Филюм спирохет ( / - к я т я г / ), [2] , который содержит отличительный diderm (дважды мембрана) грамотрицательные бактерии , большинство из которых имеют длинные спирально скрученные (в форме штопора или спирали, отсюда и название) клетки . [3] Спирохетыхемогетеротрофные по своей природе, длиной от 3 до 500 мкм и диаметром от 0,09 до не менее 3 мкм. [4]

Компоненты эндофлагелл. Легенда: Рис. 1. Поперечное сечение типичной клетки спирохеты, показывающее эндофлагеллы, расположенные в периплазме между внутренней цитоплазматической мембраной и внешней мембраной. Периплазма, состоящая из гелеобразной матрицы, обеспечивает полустабильную среду для защиты эндофлагеллы во время вращения. Осевая нить, обозначенная красным, состоит из пучков эндофлагелл. Рис. 2 Вид сбоку клетки спирохет, на котором показаны две аксиальные нити, движущиеся в противоположных направлениях. Одна осевая нить вращается по часовой стрелке; соседняя осевая нить накала вращается против часовой стрелки. Вращение эндофлагеллы создает кручение и приводит в движение штопорное вращение клетки. Рис. 3 Увеличенный вид клеточных мембран, окружающих эндофлагеллум. Как внутренняя, так и внешняя мембраны содержат двухслойный фосфолипид с цепями неполярных жирных кислот внутри полярных головок фосфора. Пептидогликан, клеточная стенка, обеспечивает структуру бактериальных микроорганизмов. Осевые филаменты превосходят пептидогликан.

Спирохеты отличаются от других бактериальных филумов расположением их жгутиков , называемых эндофлагеллами, которые иногда называют осевыми филаментами . [5] Эндофлагеллы закреплены на каждом конце (полюсе) бактерии в периплазматическом пространстве (между внутренней и внешней мембранами), где они выступают назад, увеличивая длину клетки. [6] Они вызывают вращательное движение, которое позволяет спирохетам двигаться. При размножении спирохета подвергается бесполому поперечному бинарному делению . Большинство спирохет являются свободноживущими и анаэробными , но есть многочисленные исключения. Бактерии-спирохеты разнообразны по своей патогенной способности и экологическим нишам, в которых они обитают, а также по молекулярным характеристикам, включая содержание гуанин-цитозина и размер генома. [7] [8]

Многие организмы, относящиеся к типу спирохет, вызывают распространенные заболевания. Патогенные представители этого типа включают следующее:

ВидыLeptospira , вызывающие лептоспироз[9]
Borrelia burgdorferi , B. garinii и B. afzelii , вызывающие болезнь Лайма.
Borrelia recurrentis , вызывающая возвратный тиф[10]
ПодвидTreponema pallidum, вызывающий трепонематозы, такие как сифилис и фрамбезия .
Brachyspira pilosicoli иBrachyspira aalborgi , вызывающие спирохетоз кишечника[11]

Возбудитель может также вызвать слабоумие и может быть вовлечен в патогенезе от болезни Альцгеймера . [12] Сальварсан , первый частично органический синтетический противомикробный препарат в истории болезни, был эффективен только против спирохет и в основном использовался для лечения сифилиса .

В настоящее время класс состоит из 14 правильно названных родов 4 отрядов и 5 семейств. [13] [14] [15] Заказы Brachyspirales , Brevinematales и Leptospirales каждый из которых содержит одну семью, Brachyspiraceae , Brevinemataceae и Leptospiraceae , соответственно. Отряд Spirochaetales имеет две семьи: Spirochaetaceae и Borreliaceae . Было обнаружено, что молекулярные маркеры в виде консервативных сигнатурных инделей (CSI) и CSP специфичны для каждого из порядков, за исключением Brevinimetales , что обеспечивает надежные средства для разграничения этих кладов друг от друга в пределах разнообразного типа. [14] Дополнительные CSI были обнаружены исключительно у каждого семейства в пределах Spirochaetales . Эти молекулярные маркеры согласуются с наблюдаемым филогенетическим ветвлением двух монофилетических клад в отряде Spirochaetales . [14] Также были обнаружены CSI, которые дополнительно дифференцируют таксономические группы в пределах семейства Borreliaceae, что дополнительно определяет эволюционные отношения, которые соответствуют физическим характеристикам, таким как патогенность (а именно Borrelia emend. Borreliella gen. Nov.). [16] Однако это исследование подверглось критике, а другие исследования, использующие другие подходы, не поддерживают предложенное разделение. [17] Новая система обозначений болезни Лайма и возвратной лихорадки Borrelia не была принята в научной литературе. [17]

Также было обнаружено, что CSI принадлежит исключительно всем видам спирохет. [14] Этот CSI представляет собой вставку из 3 аминокислот в палочковидный белок базального тельца жгутика FlgC, который является важной частью уникальной эндофлагеллярной структуры, характерной для видов спирохет. [18] Учитывая, что CSI разделяют исключительно члены этого типа, было высказано предположение, что это может быть связано с характерными жгутиковыми свойствами, наблюдаемыми у видов Spirochaetes. [14] [18]

Исторически все семейства, принадлежащие к типу Spirochates, относились к одному отряду - Spirochaetales . [7] [8] Однако текущая таксономическая точка зрения больше связана с точными эволюционными отношениями. Распределение CSI указывает на общее происхождение внутри клады, для которой он специфичен. Таким образом, он функционирует как синапоморфная характеристика, так что распределения разных CSI обеспечивают средства для идентификации разных порядков и семейств внутри филума и, таким образом, оправдывают филогенетические подразделения. [14]

Филогения основана на выпуске 132 LTP на основе 16S рРНК, разработанном All-Species Living Tree Project . [19]

Читайте также: