Plik pili (z łaciny włosy, w pilusie pojedynczym) są wypustkami, które znajdują się na powierzchni niektórych komórek bakteryjnych. Są one głównie związane z poziomym mechanizmem transferu genów zwanym koniugacją, z lokomocją i adhezją bakterii do powierzchni biotycznych i abiotycznych..
Procesów przypominających pilusy nie należy mylić z wici lub fimbriami, ponieważ różnią się one znacznie strukturą i funkcją - chociaż z tymi ostatnimi dzielą funkcję adhezji komórkowej..
Indeks artykułów
Pilusy odkryto dzięki zastosowaniu mikroskopii elektronowej, podczas badania nitkowatych przydatków bakterii. W połowie lat pięćdziesiątych zostały zwizualizowane i nazwane fimbrią.
Dopiero w latach sześćdziesiątych Brinton wprowadził termin pili, ustalając różnice między tymi strukturami z fimbriami i pozostałymi włóknistymi przedłużeniami..
Chociaż organizmy prokariotyczne są uważane za „proste” - w porównaniu z linią eukariontów - mają szereg cech, które czynią je dość złożonymi nie tylko wewnątrz, ale także na zewnątrz..
Niektóre bakterie są otoczone szeregiem procesów o wielu funkcjach, głównie lokomocji i wymiany materiału genetycznego.
Jednym z tych rozszerzeń są pilusy, struktury przypominające cienkie włosy i związane z poziomym transferem genów..
Pili składają się głównie z oligomerycznego białka zwanego piliną (16-20 kDa). Pilin jest ułożony ze sobą spiralnie, tworząc strukturę w kształcie walca. Białko to może modyfikować swój układ strukturalny, aby uczestniczyć w ruchu.
Zwykłe pilusy mają średnią długość od 0,3 do 1,0 µm i średnicę 7 nm. Jednak środek ten może się znacznie zmienić w zależności od danego gatunku..
Są rozmieszczone na powierzchni komórek bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych, ale pilusy płciowe odnotowano tylko w grupie bakterii Gram-ujemnych..
Istnieją inne rozszerzenia, które są podobne do pilis, ale różnią się strukturą i funkcją. Dlatego konieczne jest wyjaśnienie tych aspektów, aby uniknąć nieporozumień. Na przykład pilusy są znacznie cieńsze i znacznie krótsze niż wici..
Chociaż niektórzy autorzy używają terminów pili i frimbriae jako synonimy, fimbrie są na ogół spotykane w dużych ilościach i biorą udział w zjawisku adhezji mikroorganizmów - co jest istotne dla określenia zdolności zakaźnej danej komórki..
Chociaż biorą również udział w adhezji, pilusy występują w mniejszych ilościach i są dłuższe.
Geny bakteryjne kodujące tworzenie pilusów mogą znajdować się w chromosomie organizmu lub jako jednostka pozachromosomalna, czyli w plazmidzie..
Historycznie rzecz biorąc, pilusy były grupowane biorąc pod uwagę cechy fenotypowe, a także właściwości antygenowe. Klasyfikacja ustalona w pionierskich badaniach pilusów uwzględniała zdolność hemaglutynacji z wykorzystaniem pilusów obecnych w różnych szczepach pilusów. E coli.
Druga klasyfikacja opiera się na względnych cechach morfologicznych w trzech grupach: elastyczne i cienkie pilusy, elastyczne i grube oraz sztywne.
Ostatnia klasyfikacja proponuje dwie główne kategorie: pilus zwykły i pilus płciowy. Ponieważ klasyfikacja opiera się głównie na funkcji konstrukcji, szczegółowo omówimy każdy typ w następnej sekcji..
Wymiana materiału genetycznego nie ogranicza się do przekazywania DNA z rodzica na dziecko. We wszystkich liniach życia powszechne jest zjawisko znane jako poziomy transfer genów (w skrócie THG), w którym osoby w tym samym czasie pokoleniowym - które mogą być spokrewnione lub nie - są zdolne do wymiany DNA.
U prokariotów jedną z form THG jest koniugacja, która obejmuje przejście materiału genetycznego od jednej osoby do drugiej, a wykorzystywana struktura to pilusy płciowe. To rozszerzenie będzie działać jako „most”, w którym bakteria zwana F + połączy się z F- i nastąpi przejście DNA..
Jedną z cech koniugacji jest to, że musi istnieć fizyczny kontakt między uczestniczącymi bakteriami. DNA, które jest oddawane na ogół nadaje bakteriom biorcy funkcję, w tym odporność na antybiotyk lub zdolność do wydajnego metabolizowania związku..
Istnieją dwa dodatkowe typy THG, a mianowicie: transformacja i transdukcja. Wraz z koniugacją procesy te ukształtowały ewolucję genomów gatunków (nie tylko bakterii), dodając wyższy poziom złożoności do drzewa życia - jeśli dodamy zdarzenia THG, lepiej odnieść się do netto a nie drzewo.
W gatunkach Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, iw bardzo specyficznych odmianach E coli pili odgrywają rolę w lokomocji.
Ruchliwość tej grupy bakterii jest następująca: z pilusa wystaje podjednostka białek, z których się składają - pilina. Następnie to nowe przedłużenie styka się z obcą powierzchnią komórki, a kiedy do niej dociera, cofa się, promując ruch w komórce.
Ten pierwszy rodzaj ruchu jest znany jako ruch skurczowy. Jak można się było spodziewać, wykonanie tego wzorca lokomocji skutkuje krótkimi, przerywanymi ruchami..
Drugi typ ruchliwości jest znany jako ruch ślizgowy i jest charakterystyczny dla myksobakterii. Jest to związane z przemieszczaniem się komórek w środowiskach, w których proporcje wody są dość niskie, takich jak gleba lub biofilmy. Jednak mechanizm nie jest dobrze poznany..
Inni autorzy różnią się tym poglądem (patrz Zhou i Li, 2015) i sugerują, że pilusy nie są strukturami związanymi z lokomocją..
Pili uczestniczą w adhezji komórek bakteryjnych do różnych powierzchni, zarówno biotycznych, jak i abiotycznych.
U bakterii Gram-ujemnych obecność pilusów (i fimbrii, jak wspomniano powyżej) jest związana z regulacją interakcji drobnoustrój-drobnoustrój oraz gospodarz-patogen, które są istotne w rozwoju chorób..
Należy zauważyć, że adhezja drobnoustroju do komórki gospodarza jest kluczowym etapem we wczesnych stadiach patologii.
Jeszcze bez komentarzy