De pili (fra latin hår, i entall pilus) er utvidelser som ligger på overflaten av noen bakterieceller. De er hovedsakelig relatert til den horisontale genoverføringsmekanismen som kalles konjugering, med bevegelse og vedheft av bakterier til biotiske og abiotiske overflater.
Pili-lignende prosesser bør ikke forveksles med flageller eller fimbriae, siden de er dypt forskjellige i struktur og funksjon - selv om de med sistnevnte deler funksjonen til celleheft..
Artikkelindeks
Pilen ble oppdaget takket være implementeringen av elektronmikroskopi, mens man studerte de bakterielle filamentøse vedhengene. På midten av 1950-tallet ble de visualisert og kalt fimbria.
Det var ikke før på 1960-tallet at Brinton introduserte begrepet pili, og etablerte forskjeller mellom disse strukturene med fimbriae og med resten av de filamentøse utvidelsene..
Selv om prokaryote organismer blir ansett som "enkle" - sammenlignet med slektningen til eukaryoter - har de en rekke egenskaper som gjør dem ganske komplekse, ikke bare på innsiden, men også på utsiden..
Noen bakterier er omgitt av en rekke prosesser med flere funksjoner, hovedsakelig bevegelse og utveksling av genetisk materiale.
En av disse utvidelsene er pili, strukturer som ligner fint hår og er relatert til horisontal overføring av gener..
Pili består hovedsakelig av et oligomert protein kalt pilin (16-20 kDa). Pilinen er ordnet på en spiralformet måte med hverandre for å danne en sylinderformet struktur. Dette proteinet kan endre dets strukturelle arrangement for å delta i bevegelse.
Vanlig pili har en gjennomsnittlig lengde på 0,3 til 1,0 µm og en diameter på 7 nm. Imidlertid kan dette tiltaket endres betydelig avhengig av arten det gjelder..
De fordeles på celleoverflaten av gram-positive og gram-negative bakterier, men seksuell pili er bare rapportert i en gruppe gram-negative bakterier..
Det er andre utvidelser som ligner på pilis, men som varierer i struktur og funksjon. Derfor er det nødvendig å avklare disse aspektene for å unngå forvirring. For eksempel er pili mye tynnere og mye kortere enn et flagellum..
Selv om begrepet pili og frimbriae brukes av noen forfattere som synonymer, finnes fimbriae generelt i stort antall og deltar i fenomenet vedheft av mikroorganismer - noe som er relevant for å definere den smittsomme kapasiteten til den aktuelle cellen..
Selv om de også deltar i vedheft, finnes pili i mindre antall og er lengre.
De bakterielle gener som koder for dannelse av pili, kan være lokalisert i organismenes kromosom eller som en ekstrakromosomal enhet, det vil si i et plasmid..
Historisk sett har pili blitt gruppert med tanke på fenotypiske egenskaper så vel som antigene egenskaper. En klassifisering etablert i de banebrytende studiene av pili tok hensyn til hemagglutinasjonens evne ved å bruke pili til stede i forskjellige stammer av E coli.
En andre klassifisering er basert på relative morfologiske egenskaper i tre grupper: den fleksible og tynne pili, den fleksible og tykke og den stive.
Den siste klassifiseringen foreslår to hovedkategorier: vanlig pili og seksuell pili. Ettersom klassifiseringen hovedsakelig er basert på funksjonen til strukturen, vil vi diskutere hver type i detalj i neste avsnitt..
Utveksling av genetisk materiale er ikke begrenset til overføring av DNA fra foreldre til barn. I alle livslinjer er et fenomen kjent som horisontal genoverføring (forkortet THG) utbredt, der individer av samme generasjonstid - som kanskje eller ikke er i slekt - er i stand til å utveksle DNA.
I prokaryoter er en form for THG konjugasjon, som involverer overføring av genetisk materiale fra ett individ til et annet, og strukturen som brukes er seksuell pili. Denne utvidelsen vil fungere som en "bro" der en bakterie kalt F + vil koble seg til en F- og passering av DNA vil forekomme..
Et av kjennetegnene ved konjugering er at det må være fysisk kontakt mellom de deltakende bakteriene. DNA som doneres, legger generelt til en funksjon til mottakerbakteriene, inkludert resistens mot et antibiotikum eller evnen til å metabolisere en forbindelse effektivt..
Det er to ekstra typer THG, nemlig: transformasjon og transduksjon. Sammen med konjugering har disse prosessene formet utviklingen av genomene til arter (ikke bare bakterier), og tilført et høyere nivå av kompleksitet til livets tre - at hvis vi legger til THG-hendelser, er det bedre å referere til en nett og ikke et tre.
I arter Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, og i veldig spesifikke stammer av E coli pili spiller en rolle i bevegelse.
Motiliteten til denne bakteriegruppen forekommer som følger: en underenhet av proteinene som utgjør dem - pilin strekker seg fra pilus. Deretter klarer denne nye utvidelsen å komme i kontakt med en fremmed celleoverflate, og når den når den trekker den seg tilbake, og fremmer en bevegelse i cellen.
Denne første typen bevegelse er kjent som sammentrekningsmotilitet. Som forventet resulterer utførelsen av dette bevegelsesmønsteret i korte, intermitterende bevegelser..
Den andre typen motilitet er kjent som glidemotilitet og er karakteristisk for myxobakterier. Det har vært relatert til fortrengning av celler i miljøer der vannforholdene er ganske lave, for eksempel jord eller biofilm. Imidlertid er mekanismen ikke veldig godt forstått..
Andre forfattere skiller seg i dette synet (se Zhou & Li, 2015), og antyder at pili ikke er strukturer relatert til bevegelse..
Pili deltar i adhesjonen av bakterieceller til forskjellige overflater, både biotiske og abiotiske.
I gramnegative bakterier er tilstedeværelsen av pili (og fimbriae som nevnt ovenfor) assosiert med regulering av mikrobe-mikrobe- og vert-patogen-interaksjoner, som er viktige i utviklingen av sykdommer..
Merk at vedheftingen av mikroorganismen til vertscellen er et avgjørende trinn i de tidlige stadiene av patologien.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.