PILI: CHARAKTERISTIKOS, TIPAI IR FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Pili (iš lotyniško plaukai, vienaskaitos pilus) yra plėtiniai, kad yra ant kai kurių bakterinių ląstelių paviršiuje. Jie daugiausia susiję su horizontaliu genų pernešimo mechanizmu, vadinamu konjugacija, su bakterijų judėjimu ir sukibimu su biotiniais ir abiotiniais paviršiais.

Į Pili panašius procesus nereikėtų painioti su žvyneliais ar fimbrijomis, nes jie labai skiriasi savo struktūra ir funkcija - nors su pastarosiomis jie turi ląstelių adhezijos funkciją.

Šaltinis: adenozinas

Istorinė perspektyva

Piliai buvo aptikti atlikus elektronų mikroskopiją, tiriant bakterijų gijinius priedus. Šeštojo dešimtmečio viduryje jie buvo vizualizuoti ir vadinami fimbrijomis.

Tik 1960 m. Brintonas įvedė terminą pili, nustatydamas šių struktūrų skirtumus su fimbrijomis ir likusiais siūliniais plėtiniais.

Bendrosios savybės

Nors prokariotiniai organizmai yra laikomi „paprastais“ - lyginant su eukariotine linija -, jie turi daugybę savybių, dėl kurių jie gana sudėtingi ne tik iš vidaus, bet ir iš išorės.

Kai kurias bakterijas supa daugybė procesų, turinčių keletą funkcijų, daugiausia lokomotyvą ir genetinės medžiagos mainus.

Vienas iš šių pratęsimų yra pili, struktūros, primenančios dailius plaukus ir susijusios su horizontaliu genų perdavimu.

Baltymų sudėtis

Pili daugiausia sudaro oligomeriniai baltymai, vadinami pilinu (16-20 kDa). Kolonas yra išdėstytas spiraliniu būdu ir sudaro cilindro formos struktūrą. Šis baltymas gali modifikuoti savo struktūrą, kad galėtų judėti.

Struktūra ir matavimai

Paprastųjų pilių vidutinis ilgis yra nuo 0,3 iki 1,0 μm, o skersmuo - 7 nm. Tačiau ši priemonė gali labai pasikeisti priklausomai nuo nagrinėjamos rūšies.

Jie pasiskirsto gramteigiamų ir gramneigiamų bakterijų ląstelių paviršiuje, tačiau apie lytinius pilius buvo pranešta tik apie gramneigiamų bakterijų grupę.

Yra ir kitų plėtinių, kurie panašūs į pilis, tačiau skiriasi struktūra ir funkcija. Todėl būtina paaiškinti šiuos aspektus, kad būtų išvengta painiavos. Pvz., Pili yra daug plonesni ir daug trumpesni nei žiedinis.

Nors kai kurie autoriai terminą pili ir frimbriae vartoja sinonimiškai, fimbrijų paprastai būna daug ir jie dalyvauja mikroorganizmų adhezijos reiškinyje - tai yra svarbu norint apibrėžti atitinkamos ląstelės infekcinį pajėgumą.

Nors jie taip pat dalyvauja lipdyme, jų yra mažiau ir jie yra ilgesni.

Genetika

Bakterijų genai, koduojantys pilių formavimąsi, gali būti išsidėstę organizmo chromosomoje arba kaip papildomos chromosomos vienetas, tai yra, plazmidėje.

Tipai

Istoriškai piliai buvo grupuojami atsižvelgiant į fenotipines savybes, taip pat į antigenines savybes. Klasifikuojant pradinius pilių tyrimus, buvo atsižvelgiama į hemagliutinacijos galimybes, naudojant pilius, esančius skirtinguose E. coli kamienuose.

Antroji klasifikacija grindžiama santykinėmis morfologinėmis charakteristikomis trijose grupėse: lanksčios ir plonos briaunos, lanksčios ir storos ir standžios.

Paskutinėje klasifikacijoje siūlomos dvi pagrindinės kategorijos: paprastasis ir seksualinis. Kadangi klasifikacija daugiausia grindžiama struktūros funkcija, mes išsamiai aptarsime kiekvieną tipą kitame skyriuje.

funkcijos

Konjugacija

Keitimasis genetine medžiaga neapsiriboja DNR perdavimu iš tėvų vaikui. Visose gyvenimo kryptyse yra plačiai paplitęs reiškinys, žinomas kaip horizontalus genų perdavimas (trumpai tariant, THG), kai to paties kartos žmonės - kurie gali būti ir nesusiję - sugeba keistis DNR.

Prokariotuose viena THG forma yra konjugacija, kuri apima genetinės medžiagos perėjimą iš vieno individo į kitą, o naudojama struktūra yra seksualinės atramos. Šis prailginimas veiks kaip „tiltas“, kuriame bakterija, vadinama F +, prisijungs prie F- ir įvyks DNR perėjimas.

Viena iš konjugacijos ypatybių yra ta, kad dalyvaujančios bakterijos turi būti fizinio kontakto. Paaukota DNR paprastai prideda funkciją bakterijoms recipientei, įskaitant atsparumą antibiotikams arba galimybę efektyviai metabolizuoti junginį.

Yra du papildomi THG tipai, būtent: transformacija ir transdukcija. Kartu su konjugacija šie procesai suformavo rūšių (ne tik bakterijų) genomų evoliuciją, padidindami gyvybės medžio sudėtingumą - jei pridėsime THG įvykius, geriau kreiptis į tinklą ir o ne medis.

Lokomotyvas

Pseudomonas aeruginosa rūšių Neisseria gonorrhoeae ir labai specifinėse E. coli padermėse pili vaidina judėjimą.

Šios bakterijų grupės judrumas atsiranda taip: baltymų, kurie juos sudaro, subvienetas - pilinas tęsiasi nuo pilvo. Tada šis naujas pratęsimas sugeba liestis su svetimu ląstelės paviršiumi ir, pasiekęs jį, atsitraukia, sukeldamas ląstelės judėjimą.

Šis pirmasis judėjimo tipas yra žinomas kaip susitraukimų judrumas. Kaip ir galima tikėtis, atlikus šį judėjimo modelį, judesiai būna trumpi su pertraukomis.

Antrasis judrumo tipas yra žinomas kaip slydimo judrumas ir būdingas miksobakterijoms. Tai buvo susiję su ląstelių perkėlimu į aplinką, kurioje vandens dalis yra gana maža, pavyzdžiui, dirvožemyje ar bioplėvelėje. Tačiau mechanizmas nėra labai gerai suprantamas.

Kiti autoriai šiuo požiūriu skiriasi (žr. Zhou ir Li, 2015) ir teigia, kad piliai nėra struktūros, susijusios su judėjimu.

Sukibimas ir patogeniškumas

Pili dalyvauja bakterijų ląstelių adhezijoje prie įvairių paviršių - tiek biotinių, tiek abiotinių.

Gramneigiamose bakterijose pilių (ir fimbrijų, kaip minėta aukščiau) buvimas yra susijęs su mikrobų ir mikrobų bei šeimininko ir patogeno sąveikos, kurios yra svarbios vystantis ligoms, reguliavimu.

Atminkite, kad mikroorganizmo prilipimas prie ląstelės-šeimininkės yra esminis žingsnis ankstyvosiose ligos stadijose.

Nuorodos

1. Clewellas, DB (Red.). (2013). Bakterijų konjugacija. „Springer“ mokslo ir verslo žiniasklaida.
2. De Vries, F. P., Cole, R., Dankert, J., Frosch, M., ir Van Putten, JP (1998). Neisseria meningitidis, gaminantis adheziną Opc, jungiasi su epitelio ląstelių proteoglikanų receptoriais. Molekulinė mikrobiologija, 27 (6), 1203–1212.
3. Llosa, M., Gomis-Rüth, FX, Coll, M., & Cruz, FDL (2002). Bakterijų konjugacija: DNR transportavimo dviejų etapų mechanizmas. Molekulinė mikrobiologija, 45 (1), 1-8.
4. Schaechteris, M. (Red.). (2010). Mikrobiologijos stalo enciklopedija. Akademinė spauda.
5. „Tortora“, G. J., „Funke“, BR, „Case“, CL ir „Johnson“, TR (2016). Mikrobiologija: įvadas. Pearsonas.
6. Zhou, X., ir Li, Y. (Eds.). (2015). Burnos mikrobiologijos atlasas: nuo sveikos mikrofloros iki ligos. Akademinė spauda.