Królować | Bakteria |
---|---|
Pod-panowanie | Negibacteria |
Podkrólestwo | Gracilicutes |
Rodziny niższej rangi
W krętki (rzędu od Spirochétales ; Spirochaetae , spirochaetes lub Spirochaetales ) są bakterie z noncolorable spiralnej w gramach i uncultivable.
Te bakterie pasożytnicze są źródłem chorób dla wielu zwierząt (w tym ssaków), aw szczególności dla ludzi (np. Kiła , leptospiroza , choroba z Lyme , często pojawiająca się lub powracająca). Te czasami poważne lub śmiertelne choroby są trudne do zdiagnozowania ze względu na różnorodne, zmienne i niespecyficzne objawy.
Kolejność Spirochetalia należała wcześniej do pierwotniaków . Jest uważany za odrębny porządek z połowy XX -tego wieku .
Klasyfikacja: Spirochaetes są podzielone na trzy rodziny , wszystko umieszczone w pojedynczym celu z Spirochaetales , sam unikalny kolejność klasy Spirochaetes sama wyjątkowa klasa gromady Spirochaetae .
Ważni członkowie to:
Bardzo stary krętek ( jelitowy a priori ) został odkryty na Dominikanie , skamieniały, w bursztynie datowanym na miocen (20 mln lat temu, na długo przed pojawieniem się rodzaju Homo). Nazywa Pillotina Sp . znaleziono ją w skamieniałości termitów (w pęcherzyku związanym z błoną) z gatunku Mastotermes elektrominicus (z rodziny Mastotermitidae ). Według Ø. Brorson i in. (2009) te dobrze zachowane skamieniałości i współczesne obserwacje in vivo sugerują, że krętki żyły na Ziemi od dziesiątek milionów lat jako (niepatogenne) symbionty owadów; Według tego zespołu symbioza tkankowa krętek-zwierzę prawdopodobnie wyprzedza o miliony lat nekrotrofię tkanki wywołaną przez krętki związane ze stanami patologicznymi (np. krętek z Lyme lub kiła) .
Spiralne bakterie zostały odkryte wewnątrz kleszczy przez Dutton na początku XX th century był zainteresowany pojawiające gorączki u ludzi po kleszcza ukąszenia, we wschodnim Kongo , przed publikacją (w 1905 roku od Dutton i Todd These spiralnych bakterii w tym przypadku opracowanego z dużą liczbą „ziarnistości” obserwowanych u zakażonych kleszczy wystawionych na działanie temperatury 25 ° C lub wyższej.
Wkrótce (w 1911 r. ) E. Hindle odkrył, że wstrzyknięcie myszom laboratoryjnym „postaci ziarnistej” (brak widocznych bakterii spiralnych w pożywce hodowlanej) tych bakterii krętków (zwanych w międzyczasie Borrelia duttoni ) powoduje objawy zakażenia u te zwierzęta.
40 lat później EG Hampp EG (w 1951 r. ) Zauważył, że torbielowate formy Borrelia vincentii, które pozostawały „ziarniste” przez 31 miesięcy, zostały przekształcone w ruchome spiralne krętki po przeniesieniu do środowiska sprzyjającego rozwojowi bakterii, co przemawiało za pleomorficzny cykl życiowy (w kilku formach) i sugeruje, że postać torbielowata ma również znaczenie medyczne.
Innym badaczom nie udało się znaleźć tych propagul (uśpionych lub otorbionych krętków) lub uważali je za umierające krętki. O tej wczesnej literaturze naukowej na ten temat zapomniano aż do lat 2010., co według Ø Brorsona i jego współpracowników (2009) było nieuzasadnione.
Krętki to długie komórki o spiralnym kształcie ( „korkociąg” ), ale mogą również tworzyć kolonialne skupiska w kształcie kulek (patrz koniec wideo w mikroskopii, poniżej) lub w pewnych okolicznościach zmieniać wygląd.
Od innych bakterii odróżnia je obecność długich wewnętrznych osiowych włókien o jednakowej średnicy 18 nm , rozmieszczonych wzdłużnie między błoną komórkową a ścianą komórkową, zwanych włóknami osiowymi . Chemicznie i strukturalnie te osiowe włókna są podobne do wici bakteryjnej. Ich liczba waha się od dwóch do kilkuset, a ich lokalizacja jest wyjątkowa w świecie bakterii. Często zachodzą na siebie w środku komórki.
Te pseudo-wici - dzięki mechanizmowi wciąż słabo poznanego (proponowanych jest kilka modeli) - zapewniają krętkom wyjątkową ruchliwość i szybkość w lepkich mediach. Krętki mogą szybko tonąć w lekko galaretowatym podłożu lub poruszać się pełzając po podłożu stałym.
Oryginalna jest również ich zewnętrzna powłoka, rurowa i bardzo elastyczna. Składa się z zespołu lipidów, białek i cukrów, u niektórych gatunków jest krenelażowany i bardzo złożony (pięć warstw w Pillotinie ). Może oddzielić się od komórki w niekorzystnych warunkach, na przykład w kontakcie z detergentem, takim jak laurylosiarczan sodu lub dodecylosiarczan sodu (komórka przyjmuje wówczas kształt kulisty, który jest a priori nieżywotny).
Transmisyjna mikroskopia elektronowa umożliwia obserwację trzech głównych typów „struktury klasycznej”:
W 2000 roku podkreślono wyjątkowe zdolności motoryczne (i dwukierunkowe) niektórych krętków ( borrelia ). Ich sposób poruszania się i spiralny kształt - w pewnych (lepkich) środowiskach organizmu - pomagają im łatwo prześcignąć fagocytarne makrofagi, które normalnie by je zniszczyły.
W 2008 roku obserwacja wideomikroskopii z kontrastem fazowym w czasie rzeczywistym wykazała, że Borrelia burgdorferi poruszała się ze średnią prędkością 1636 mikrometrów na minutę (średnia dla 28 zaobserwowanych bakterii), z maksymalną prędkością 2800 µm / min (2,8 mm / min) w 3 obserwowane bakterie, tj. najszybsza zarejestrowana prędkość krętka i dwa rzędy wielkości większa niż prędkość ludzkiego neutrofila wielojądrzastego , uważanego za najszybszą z naszych mobilnych komórek.
Te krętki mają 2 zestawy wici, które pozwalają im poruszać się w przeciwnych kierunkach wzdłuż ich osi (do przodu lub do tyłu). W przeciwieństwie do innych znanych ruchliwych bakterii są to wici wewnętrzne ( organelle zwane „endoflagella” lub „wici peryplazmatyczne”).
Te wici są kąpane w wewnętrznym środowisku ( peryplazmie ) komórki bakteryjnej. Każda wić jest przymocowana jednym z dwóch końców do jednego końca komórki. Ich długość różni się w zależności od gatunku krętka. U niektórych gatunków wici (których liczba również zmienia się w zależności od gatunku) zachodzą na siebie w środku komórki. Wici są animowane ruchem obrotowym w ośrodku wewnętrznym (przestrzeń peryplazmatyczna).
Te wewnętrzne wici nie są zbyt skuteczne w bardzo płynnej cieczy: podobnie jak dżdżownica w wodzie, bakterie muszą tam wykonywać zgięcia i obroty, które pochłaniają dużo energii. Porusza się tylko z prędkością około 4,25 μm / s lub 255 μm / min. Jednakże, podobnie jak dżdżownica w podłożu, które przeciwstawia się jej odporności, borrelias stają się bardzo szybkie, gdy wzrasta stopień „ lepkosprężystości ” ośrodka; bakteria staje się w ten sposób „bardzo” szybka (do około 2000 μm / min lub 2 mm / min) i znacznie lepiej potrafi poruszać się w bardziej lepkim płynie porównywalnym z zewnątrzkomórkowym ośrodkiem naszego organizmu (na przykład w metylocelulozie, której właściwości lepkościowe naśladują te z macierzy zewnątrzkomórkowej, te z różnych kwasów hialuronowych, które tworzą nasze humory ciała szklistego i te z lubrykantów stawów, w tym mazi stawowej ). Szybkość krętków obserwowana w takich „żelach” jest bardziej bezpośrednio związana z lepkosprężystością podłoża niż z zawartością składników odżywczych. W ten sposób zaobserwowaliśmy krętki pozostające mobilne przez 3 godziny w takim podłożu, pomimo 100-krotnie niższej zawartości składników odżywczych niż standard przyjęty dla pożywek hodowlanych, a także na powierzchniach, na których podejrzewa się ich obecność.
Wydaje się również, że mechanizm wyjaśniający ruchliwość różni się w zależności od gatunku krętków. Model opracowany dla leptospirae , który pozostaje przekonujący dla niektórych krętków, nie wyjaśnia ruchu Borrelia burgdorferi, który inaczej i bardzo skutecznie „pływa” w żelach. Ruchy tej borelii obserwowano pod mikroskopem, a porównanie z ruchami mutantów tej samej bakterii w ramach badań molekularnych białek i genów zaangażowanych w ruchliwość powinno wkrótce rzucić światło na to, co odróżnia ją od innych krętków w tym aspekcie. Te badania i pierwsze dostępne sekwencje genomowe już pokazują, że włókna białkowe, które tworzą wewnętrzną wici krętków, należą do najbardziej złożonych ze znanych wici bakteryjnych i są organizowane i regulowane przez dużą liczbę genów zaangażowanych w ruchliwość krętków. krętki. Sugeruje to, że te borrelie już dawno dostosowały swoje życie do tych bardziej lepkich środowisk.
Tomografia stosowane do mikroskopii mogli lepiej zrozumieć, w jaki sposób „biologiczny silnik wici ” , który pozwala poruszać się tak szybko krętki w płynach ciekłych lub lepkich (na razie z organizmu ( Treponema ) prosty: Treponema primitia ).
Biolodzy bakteriolodzy, tacy jak Lynn Margulis, uważają, że niektóre krętki prawdopodobnie przez długi czas współewoluowały z ludźmi i ich układem odpornościowym.
W 2009 roku L. Margulis wraz z sześcioma innymi naukowcami oszacowali w artykule, że „bardzo potrzebne są szczegółowe badania, które korelują historię symbiotycznych krętków ze zmianami w układzie odpornościowym kręgowców ”. Artykuł zachęca do " nowych badań nad historią naturalną ssaków i kleszczy oraz przenoszeniem wenerycznym krętków w związku z pogorszeniem układu odpornościowego człowieka ".
Według NCBI (5 stycznia 2011 r.) (Co nie jest wiarygodnym źródłem, według samej witryny):
Dwa krętki w rozmazie krwi pośrodku czerwonych krwinek
Grupa krętków w kropli wody z rynny