SPIROCHAETES: CIRI UMUM, MORFOLOGI, SISTEMATIKA - BIOLOGI - 2025

Spirochaetes adalah filum bakteri yang bercirikan gram negatif dan memiliki ultrastruktur seluler yang unik. Mereka memiliki organel motilitas internal yang disebut flagela periplasmik, yang memungkinkan mereka melenturkan, berputar pada sumbu longitudinal, 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, melalui Wikimedia Commons

Karakteristik umum

Beberapa Spirochaetes pleomorfik yang hidup bebas, seperti Spirochaeta coccoides, tidak memiliki karakteristik ultrastruktur dan etologis dari filum tersebut, tetapi analisis sekuens dari 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.

Bergantung pada spesiesnya, mereka dapat tumbuh dalam kondisi anaerobik, mikroaerofilik, fakultatif anaerobik, atau aerobik. Beberapa hidup bebas dan yang lain memiliki hubungan khusus dengan inang, yang dapat berupa artropoda, moluska, dan mamalia, termasuk manusia. Beberapa spesies diketahui patogen.

Bakteri ini membentuk kelompok filogenetik purba 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 tergambar dengan baik: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae dan Leptospiraceae.

Mereka memanjang dan luka heliks (berbentuk pembuka botol), dengan ukuran mulai dari 0,1 sampai 3 mikron dengan diameter dan 4 sampai 250 mikron. 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 periplasmik. Ini dimasukkan 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, dari Wikimedia Commons.

Dalam kasus keluarga Leptospiraceae, flagela periplasmik tidak tumpang tindih dalam sel. Silinder protoplasma dan flagela dilapisi oleh selubung luar yang memiliki beberapa karakteristik yang mirip dengan membran luar bakteri pewarna gram negatif.

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

Sistematis

Filogeni dari filum Spirochaetes adalah hasil analisis terbaru dari sekuens gen 16S rRNA. Satu kelas, Spirochaetia, dan satu ordo, Spirochaetales, 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 keluarga Leptospiraceae.

Flagela periplasmik menyisipkan secara internal di setiap ujung sel dan memanjang untuk sebagian besar panjang sel yang tumpang tindih di wilayah tengah.

Asam diamino yang ada dalam peptidoglikan adalah L-ornithine. Mereka anaerobik, anaerob 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 berhubungan dengan hewan, serangga dan manusia. Beberapa spesies bersifat patogen. Spesies yang diperiksa dengan analisis sekuens 16S rRNA berbeda dengan anggota famili Brachyspiraceae, Brevinemataceae, dan Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Keluarga ini hanya berisi satu genus, Brachyspira. Mereka adalah bakteri berbentuk heliks dengan pola ikal yang teratur. Sel berukuran 2-11 mikron kali 0,2-0,4 mikron.

Mereka uniseluler, tetapi kadang-kadang pasangan dan rantai dari tiga atau lebih sel dapat dilihat dalam kultur yang sedang tumbuh. Dalam kondisi pertumbuhan yang tidak menguntungkan, tubuh bulat atau bulat terbentuk.

Itu adalah noda gram negatif. Mereka wajib anaerobik atau aerotolerant. Ujung sel bisa tumpul atau runcing.

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

Sel dari genus Brachyspira memiliki 8 sampai 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 bersifat chemoorganotrophic, menggunakan berbagai karbohidrat untuk pertumbuhan. Ia memiliki oksidase untuk mereduksi 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 selubung flagela periplasmik yang memberikan mobilitas sel melalui fleksi, rotasi dan translasi. Mereka tidak memiliki tubulus sitoplasma. Mereka mikroaerofilik, terkait dengan inang.

Leptospiraceae

Mereka adalah sel heliks kidal, yang dapat mengukur diameter 0,1 hingga 0,3 mikron dan panjang 3,5 hingga 20 mikron. Sel yang tidak bergerak memiliki ujung yang bengkok, sedangkan sel yang aktif bergerak memiliki ujung spiral dan kait di ujung belakang sel.

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

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

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

Patogen

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

Treponema pallidum

Itu adalah organisme yang menyebabkan sifilis. Ini adalah bakteri bergerak yang umumnya diperoleh melalui kontak seksual dekat dan yang menembus jaringan inang melalui epitel skuamosa atau kolumnar.

Penyakit ini ditandai dengan area ulserasi dan peradangan primer di area genital, yang dimanifestasikan dalam infeksi primer. Tahap selanjutnya dari infeksi ini ditandai dengan erupsi makulopapular dan kemungkinan respons granulomatosa yang melibatkan sistem saraf pusat.

Bakteri lain dari genus tersebut dapat menyebabkan penyakit non kelamin, seperti pinta (juga dikenal sebagai penyakit biru, carate, punggung kaki, lota, penyakit pinto dan tina) yang dihasilkan oleh Treponema carateum atau frambusia (atau buba, yaw, frambusia, frambusia, tropica, polipapilloma tropicum atau timosis) yang diproduksi oleh Treponema pallidum ssp. termasuk.

Borrelia burgdorferi

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

Kutu ini ditemukan di daerah sabana dan semak kering, terutama di dekat liang hewan pengerat, gua, tumpukan kayu dan pohon mati, atau di celah-celah dinding atau langit-langit dan di bawah lantai kayu, di mana pun yang dihuni oleh hewan pengerat kecil. .

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

Mereka makan di malam hari, setidaknya 30 menit sebelum kembali ke tempat penampungan mereka. Infeksi terjadi melalui gigitan, air liur yang terinfeksi, atau melalui kontaminasi selaput lendir dengan cairan pinggul 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 secara vertikal, oleh betina ke keturunannya.

Lesi kulit penyakit Lyme yang disebabkan oleh gigitan kutu Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) yang terinfeksi. Dengan Kredit Foto: James Gathany Penyedia Konten: CDC / James Gathany, melalui Wikimedia Commons

Pada tahap awal, penyakit Lyme muncul sebagai lesi kulit khas yang disebut erythema migrans, juga disebut erythema migrans chronicle. Lesi awal ditandai dengan area ruam merah yang luas, seringkali dengan pusat pucat (bull's eye) di lokasi gigitan kutu.

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

Leptospira

Agen penyebab leptospirosis, penyakit demam yang dapat menjadi komplikasi meningitis aseptik jika tidak ditangani. Gejala infeksi termasuk demam, menggigil, dan sakit kepala, dengan penyakit kuning sesekali.

Organisme tersebut dapat menyebar melalui hewan, air atau tanah yang terkontaminasi oleh urine anjing, tikus, atau sapi. Hewan dapat tetap menjadi vektor asimtomatik selama bertahun-tahun, dan organisme dapat tetap hidup setelah pelepasan selama berminggu-minggu atau berbulan-bulan.

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

Referensi

1. Aktor, JK (2012). Bakteriologi Klinis. Dalam: Tinjauan Terpadu Imunologi dan Mikrobiologi lsevier (Edisi Kedua). Hlm 105-120.
2. 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: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, dan Planctomycetes. PENGGUNAAN.
3. Gupta, RS, Mahmood, S dan Adeolu, M. (2013). Pendekatan berbasis tanda tangan filogenomik dan molekuler untuk karakterisasi filum Spirochaetes dan klade 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: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA dan Stewart, PE 2008. Biologi Infeksi dengan Borrelia burgdorferi. Klinik Penyakit Menular Amerika Utara, 22 (2): 217–234.