Pili -Eigenschaften, -Typen und -funktionen

Der Pili (aus Latein Haar, in Singular Pilus) sind Verlängerungen, die sich auf der Oberfläche einiger Bakterienzellen befinden. Sie beziehen sich hauptsächlich mit dem horizontalen Generalmechanismus, der Konjugation bezeichnet wird, mit der Fortbewegung und Adhäsion von Bakterien an biotische und abiotische Oberflächen.

Erweiterungen vom Typ Pili sollten nicht mit Flagellen oder Fimbriae verwechselt werden, da sie sich in der Struktur und Funktion zutiefst unterscheiden - obwohl sie mit dem letzten die Zelladhäsionsfunktion teilen.

Quelle: Adenosin [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)] [TOC]

Historische Perspektive

Die Pili wurden dank der Implementierung der elektronischen Mikroskopie bei der Untersuchung der bakteriellen filamentösen Anhänge entdeckt. Mitte der 50er Jahre wurden sie sichtbar gemacht und Fimbria genannt.

Erst in den 60er Jahren führte Brinton den Begriff PILI ein und stellte Unterschiede zu diesen Strukturen mit den Fimbrien und mit dem Rest der filamentösen Erweiterungen fest.

Allgemeine Charakteristiken

Obwohl prokaryotische Organismen als „einfach“ angesehen werden - im Vergleich zur Abstammung von Eukaryoten - haben sie eine Reihe von Eigenschaften, die sie nicht nur im Inland, sondern auch im Ausland ziemlich komplex sind.

Einige Bakterien sind von einer Reihe von Erweiterungen mit mehreren Funktionen umgeben, hauptsächlich der Fortbewegung und des Austauschs von genetischem Material.

Eine dieser Erweiterungen sind die Pili, Strukturen, die an feinem Haar erinnern und die mit dem horizontalen Transfer von Genen zusammenhängen.

Proteinzusammensetzung

Pili bestehen hauptsächlich aus einem oligomeren Protein namens Pilina (16 bis 20 kDa). Pilina wird auf helikale Weise miteinander bestellt, um zu einer zylindergehaltenen Struktur zu führen. Dieses Protein kann seine strukturelle Anordnung modifizieren, um an der Fortbewegung teilzunehmen.

Struktur und Messungen

Gewöhnliche Pili haben eine durchschnittliche Länge von 0,3 bis 1,0 µm und einen Durchmesser von 7 nm. Diese Maßnahme kann sich jedoch je nach den fraglichen Arten erheblich ändern.

Sie sind auf der Zelloberfläche von Gram -positiv.

Es gibt andere Erweiterungen, die den Pilis ähneln, sich jedoch in der Struktur unterscheiden und abhängig von. Daher ist es notwendig, diese Aspekte zu klären, um Verwirrung zu vermeiden. Zum Beispiel sind die Pili viel dünner und viele kürzer als eine Geißel.

Obwohl der Begriff Pili und Frimbrien von einigen Autoren wie Synonymen verwendet werden, befinden sich die Fimbrien im Allgemeinen in großer Menge und beteiligen.

Obwohl sie auch an Adhäsion teilnehmen, sind die Pili in kleinerer Menge und länger.

Genetik

Die bakteriellen Gene, die für die Bildung des Pili kodifizieren, können sich im Chromosom des Organismus oder als extractromosomal.

Leute

Historisch gesehen haben Pili unter Berücksichtigung phänotypischer Merkmale wie Antigeneigenschaften zusammengefasst. Eine Klassifizierung, die in den Pionierstudien der Pili festgelegt wurde UND. coli.

Eine zweite Klassifizierung basiert auf relativ morphologischen Eigenschaften in drei Gruppen: den flexiblen und feinen, flexiblen und dicken Pili.

Die letzte Klassifizierung schlägt zwei Hauptkategorien vor: die gewöhnlichen Pili und die sexuellen Pili. Da die Klassifizierung hauptsächlich auf der Funktion der Struktur basiert, werden wir jeden Typ im nächsten Abschnitt ausführlich besprechen.

Funktionen

Konjugation

Der Austausch von genetischem Material ist nicht auf den Durchgang der Eltern zu Kindern beschränkt. In allen Lebenslinien des Lebens ist ein Phänomen, das als horizontale Gene von Genen (abgekürzte THG) bekannt ist, wobei Individuen derselben Generationszeit - die möglicherweise verwandt sind oder nicht - in der Lage sind, DNA auszutauschen, weit verbreitet sind.

In den Probariotas ist eine Modalität von THG Konjugation, die den Durchgang von genetischen Materialien von einem Individuum zum anderen beinhaltet, und die verwendete Struktur ist sexuelle Pili. Diese Erweiterung wird als „Brücke“ fung.

Eines der Merkmale der Konjugation ist, dass es physischen Kontakt zwischen den teilnehmenden Bakterien geben muss. Die allgemein gespendete DNA verleiht den empfangenden Bakterien eine Funktion, einschließlich Resistenz gegen ein Antibiotikum oder die Fähigkeit, einige Verbindung effizient zu metabolisieren.

Es gibt zwei weitere THG -Arten, nämlich: Transformation und Transduktion. Zusammen mit der Konjugation haben diese Prozesse die Entwicklung der Genome der Spezies (nicht nur der Bakterien) geprägt, was ein Grad an Komplexität erhöht, der größer ist als der Baum des Lebens -, wenn wir die THG -Ereignisse hinzufügen, ist es besser, sich auf eine zu beziehen Netz Und kein Baum.

Fortbewegung

In Arten Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, und in sehr spezifischen Stämmen von UND. coli Die Pili spielen eine Rolle bei der Fortbewegung.

Die Motilität dieser Bakteriengruppe erfolgt wie folgt: Del Pilus erweitert eine Untereinheit der Proteine, aus denen sie ausgehen - la Pilina - La Pilina. Dann verwaltet diese neue Erweiterung.

Diese erste Art von Bewegung ist als Kontraktionsmotilität bekannt. Wie erwartet führt die Ausführung dieses Fortbewegungsmusters zu kurzen und intermittierenden Bewegungen.

Die zweite Art der Motilität ist als Gleitmotilität bekannt und ist für Mixobacteria charakteristisch. Es hat sich mit der Verschiebung von Umgebungen zusammenhängen, in denen die Wasseranteile ziemlich niedrig sind, wie z. Der Mechanismus ist jedoch nicht sehr gut bekannt.

Andere Autoren unterscheiden sich in dieser Vision (siehe Zhou & Li, 2015) und schlagen vor, dass die Pili keine Struktur im Zusammenhang mit Fortbewegung sind.

Adhäsion und Pathogenität

Die PILI beteiligt sich an der Adhäsion von Bakterienzellen an verschiedenen biotischen und abiotischen Oberflächen.

In gramnegativen Bakterien ist das Vorhandensein von Pili (und Fimbrien wie oben erwähnt) mit der Regulation von mikrobio-microbio- und Wirt-Patogen-Wechselwirkungen verbunden, die für die Entwicklung von Krankheiten wichtig sind.

Beachten Sie, dass die Adhäsion des Mikroorganismus an die Wirtszelle ein entscheidender Schritt zu Beginn der Pathologie ist.

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