stringtranslate.com

Спирохета

Поперечный разрез клетки спирохеты
Компоненты эндофлагеллы. Условные обозначения: Рис. 1: Поперечное сечение типичной клетки спирохеты, показывающее эндофлагеллу, расположенную в периплазме между внутренней цитоплазматической мембраной и внешней мембраной. Периплазма, состоящая из гелеобразной матрицы, обеспечивает полустабильную среду для закрепления эндофлагеллы во время вращения. Аксиальная нить, обозначенная красным, состоит из пучков эндофлагеллы.
Рис. 2: Боковой вид клетки спирохеты, показывающий две аксиальные нити в противоположном движении. Одна аксиальная нить вращается по часовой стрелке; соседняя аксиальная нить вращается против часовой стрелки. Вращение эндофлагеллы создает кручение и приводит в движение штопорное вращение клетки.
Рис. 3: Расширенный вид клеточных мембран, которые окружают эндофлагеллу. Как внутренняя, так и внешняя мембрана содержат фосфолипидный бислой с неполярными цепями жирных кислот внутри полярных фосфорных головок. Пептидогликан, клеточная стенка, обеспечивает структуру в бактериальных микроорганизмах. Осевые нити превосходят пептидогликан.

Спирохета ( / ˈ s p aɪ r oʊ ˌ k iː t / ) [4] или спирохета является членом типа Spirochaetota (также называемого Spirochaetes [5] / ˌ s p aɪ r oʊ ˈ k iː t iː z / ) , который содержит отличительные дидермальные (двухмембранные) грамотрицательные бактерии , большинство из которых имеют длинные, спирально закрученные (штопообразные или спиральные, отсюда и название) клетки. [6] Спирохеты по своей природе хемогетеротрофны , их длина составляет от 3 до 500 мкм, а диаметр — от 0,09 до не менее 3 мкм. [7]

Спирохеты отличаются от других типов бактерий расположением их жгутиков , называемых эндофлагеллами , или периплазматическими жгутиками , которые иногда называют аксиальными нитями . [8] [9] Эндофлагеллы закреплены на каждом конце (полюсе) бактерии в периплазматическом пространстве (между внутренней и внешней мембранами), где они выступают назад, чтобы увеличить длину клетки. [10] Они вызывают скручивающее движение, которое позволяет спирохете 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, которые они населяют, а также по молекулярным характеристикам, включая содержание гуанина-цитозина и размер генома. [11] [12]

Патогенность

Многие организмы в пределах типа Spirochaetota вызывают распространенные заболевания. Патогенные члены этого типа включают в себя следующее:

Сальварсан , первый частично органический синтетический антимикробный препарат в истории медицины, был эффективен против спирохет и в основном использовался для лечения сифилиса . Кроме того, известно, что оральные спирохеты играют важную роль в патогенезе заболеваний пародонта у человека . [17]

Таксономия и молекулярные сигнатуры

В настоящее время класс состоит из 14 валидно названных родов в 4 порядках и 5 семействах. [18] [19] [20] Порядки Brachyspirales , Brevinematales и Leptospirales содержат по одному семейству, Brachyspiraceae , Brevinemataceae и Leptospiraceae соответственно. Порядок Spirochaetales включает два семейства, Spirochaetaceae и Borreliaceae . Молекулярные маркеры в форме консервативных сигнатурных инделей (CSI) и CSP были обнаружены специфичными для каждого из порядков, за исключением Brevinimetales , что обеспечивает надежное средство для разграничения этих клад друг от друга в пределах разнообразного типа. [19] Дополнительные CSI были обнаружены исключительно общими для каждого семейства в пределах Spirochaetales . Эти молекулярные маркеры согласуются с наблюдаемым разветвлением филогенетического дерева двух монофилетических клад в пределах порядка Spirochaetales . [19] Также были обнаружены CSI, которые дополнительно дифференцируют таксономические группы в пределах семейства Borreliaceae , которые дополнительно очерчивают эволюционные отношения, соответствующие физическим характеристикам, таким как патогенность (а именно, Borrelia emend. Borreliella gen. nov.). [21] Однако это исследование подверглось критике, и другие исследования, использующие другие подходы, не поддерживают предлагаемое разделение. [22] Новая система наименования для болезни Лайма и возвратного тифа Borrelia не была принята в научной литературе. [22]

Также было обнаружено, что CSI является исключительно общим для всех видов Spirochaetota. [19] Эта CSI представляет собой вставку из 3 аминокислот в белке стержня базального тела жгутика FlgC, который является важной частью уникальной эндофлагеллярной структуры, общей для видов Spirochaetota. [23] Учитывая, что CSI является исключительно общим для членов этого типа, было высказано предположение, что она может быть связана с характерными свойствами жгутика, наблюдаемыми среди видов Spirochaetota. [19] [23]

Исторически все семейства, принадлежащие к типу Spirochaetota, были отнесены к одному отряду, Spirochaetales . [11] [12] Однако современный таксономический взгляд больше соответствует точным эволюционным связям. Распределение CSI указывает на общее происхождение в пределах клады, для которой оно специфично. Таким образом, оно функционирует как синапоморфная характеристика, так что распределение различных CSI предоставляет средства для идентификации различных отрядов и семейств в пределах типа и, таким образом, оправдывает филогенетические подразделения. [19]

Филогения

Таксономия

Принятая в настоящее время таксономия основана на Списке названий прокариот, имеющих постоянное место в номенклатуре (LPSN) [30] и Национальном центре биотехнологической информации (NCBI). [31]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Paster BJ (2010). "Класс I. Spirochaetia class. nov.". В Krieg NR, Staley JT, Brown DR, Hedlund BP, Paster BJ (ред.). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology . Том 4 — Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae и Planctomycetes (2-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer. doi : 10.1007/978-0-387-68572-4. ISBN 978-0-387-95042-6.
  2. ^ Oren A, Garrity GM (2020). «Список валидации № 195. Список новых названий и новых комбинаций, ранее эффективно, но недействительно опубликованных». Int J Syst Evol Microbiol . 70 (9): 4844–4847. doi : 10.1099/ijsem.0.004366 . PMID  32993851. S2CID  222147003.
  3. ^ Oren A, Garrity GM (2021). «Действительная публикация названий сорока двух типов прокариот». Int J Syst Evol Microbiol . 71 (10): 5056. doi : 10.1099/ijsem.0.005056 . PMID  34694987. S2CID  239887308.
  4. ^ "SPIROCHAETE | Значение и определение для UK English | Lexico.com". Словари Lexico | English . Архивировано из оригинала 27 января 2021 г.
  5. ↑ Иллюстрированный медицинский словарь Дорланда. Elsevier .
  6. ^ Райан К.Дж., Рэй К.Г., ред. (2004). Sherris Medical Microbiology (4-е изд.). McGraw Hill. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  7. ^ Margulis L , Ashen JB, Solé M, Guerrero R (август 1993 г.). «Композитные крупные спирохеты из микробных матов: обзор структуры спирохет». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 90 (15): 6966–6970. Bibcode :1993PNAS...90.6966M. doi : 10.1073/pnas.90.15.6966 . PMC 47056 . PMID  8346204. 
  8. ^ Накамура С. (апрель 2020 г.). «Жгутики спирохет и подвижность». Биомолекулы . 10 (4): 550. doi : 10.3390 /biom10040550 . PMC 7225975. PMID  32260454. 
  9. ^ Carroll KC, Hobden JA, Miller S (2019). «Спирохеты и другие спиральные микроорганизмы». Медицинская микробиология Jawetz, Melnick, & Adelberg . McGraw-Hill Education . Получено 9 мая 2021 г.
  10. ^ Madigan MT (2019). Биология микроорганизмов Брока (Пятнадцатое, глобальное издание). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Pearson. стр. 519. ISBN 9781292235103.
  11. ^ ab Paster BJ (2011). "Phylum XV. Spirochaetes Garrity and Holt.". В Brenner DJ, Krieg NR, Garrity GM, Staley JT (ред.). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology . Нью-Йорк: Springer. стр. 471.
  12. ^ ab Paster BJ (2011). "Семейство I. Sprochaetes Swellengrebel 1907, 581AL.". В Brenner DJ, Krieg NR, Garrity GM, Staley JT (ред.). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology . Нью-Йорк: Springer. стр. 473–531.
  13. ^ Макбрайд А., Атаназио Д., Рейс М., Ко А. (2005). «Лептоспироз». Текущее мнение об инфекционных заболеваниях . 18 (5): 376–86. doi :10.1097/01.qco.0000178824.05715.2c. PMID  16148523. S2CID  220576544.
  14. ^ Wolcott KA, Margos G, Fingerle V, Becker NS (сентябрь 2021 г.). «Ассоциация хозяев Borrelia burgdorferi sensu lato: обзор». Клещи и клещевые заболевания . 12 (5): 101766. doi :10.1016/j.ttbdis.2021.101766. PMID  34161868.
  15. ^ Schwan TG (июнь 1996 г.). «Клещи и боррелии: модельные системы для исследования взаимодействий патогенов и членистоногих». Инфекционные агенты и заболевания . 5 (3): 167–181. PMID  8805079.
  16. ^ Амат Вильегас I, Боробио Агилар Э, Белоки Перес Р, де Льяно Варела П, Окиньена Легас С, Мартинес-Пеньуэла Вирседа ХМ (январь 2004 г.). «[Кишечные спирохеты: нечастая причина диареи у взрослых]». Гастроэнтерол Гепатол (на испанском языке). 27 (1): 21–3. дои : 10.1016/s0210-5705(03)70440-3. ПМИД  14718105.
  17. ^ Yousefi L, Leylabadlo HE, Pourlak T, Eslami H, Taghizadeh S, Ganbarov K, et al. (Июль 2020 г.). "Оральные спирохеты: патогенные механизмы при заболеваниях пародонта". Microbial Pathogenesis . 144 : 104193. doi : 10.1016/j.micpath.2020.104193. PMID  32304795. S2CID  215818931.
  18. ^ Schoch CL, Ciufo S, Domrachev M, Hotton CL, Kannan S, Khovanskaya R, et al. "TherSpirochaetia". База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Получено 25 октября 2016 г.
  19. ^ abcdef Гупта RS, Махмуд S, Адеолу M (2013). «Подход на основе филогеномики и молекулярной сигнатуры для характеристики типа Spirochaetes и его основных клад: предложение по таксономическому пересмотру типа». Front Microbiol . 4 (217): 217. doi : 10.3389/fmicb.2013.00217 . PMC 3726837. PMID  23908650 . 
  20. ^ Орен А, Гаррити ГМ (2014). «Список новых названий и новых комбинаций, ранее эффективно, но недействительно опубликованных» (PDF) . Int. J. Syst. Evol. Microbiol . 64 (3): 693–696. doi :10.1099/ijs.0.062521-0.
  21. ^ Adeolu M, Gupta RS (2014). «Предложение на основе филогеномных и молекулярных маркеров о разделении рода Borrelia на два рода: исправленный род Borrelia, содержащий только членов возвратного лихорадочного рода Borrelia, и род Borreliella gen. nov., содержащий членов болезни Лайма Borrelia (комплекс Borrelia burgdorferi sensu lato)». Антони ван Левенгук . 105 (6): 1049–1072. doi :10.1007/s10482-014-0164-x. PMID  24744012.
  22. ^ ab Winslow C, Coburn J (2019). "Недавние открытия и достижения в исследовании спирохеты болезни Лайма Borrelia burgdorferi". F1000Research . 8 : 763. doi : 10.12688/f1000research.18379.1 . PMC 6545822 . PMID  31214329. 
  23. ^ ab Macnab RM (2003). «Как бактерии собирают жгутики». Annu Rev Microbiol . 57 : 77–100. doi :10.1146/annurev.micro.57.030502.090832. PMID  12730325.
  24. ^ "The LTP" . Получено 20 ноября 2023 г. .
  25. ^ "Дерево LTP_all в формате newick" . Получено 20 ноября 2023 г.
  26. ^ "LTP_08_2023 Release Notes" (PDF) . Получено 20 ноября 2023 г.
  27. ^ "GTDB release 08-RS214". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  28. ^ "bac120_r214.sp_label". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  29. ^ "История таксона". База данных таксономии генома . Получено 10 мая 2023 г.
  30. ^ Euzéby JP. "Spirochaetes". Список названий прокариот, имеющих место в номенклатуре (LPSN) . Получено 20 июля 2018 г.
  31. ^ Schoch CL, Ciufo S, Domrachev M, Hotton CL, Kannan S, Khovanskaya R, et al. "Spirochaetes". База данных таксономии Национального центра биотехнологической информации (NCBI) . Получено 20 июля 2018 г.

Внешние ссылки