The pili (z latiny vlasy, v singulárním pilusu) jsou rozšíření, která jsou umístěna na povrchu některých bakteriálních buněk. Týkají se hlavně horizontálního mechanismu přenosu genů nazývaného konjugace, s pohybem a adhezí bakterií na biotické a abiotické povrchy.
Procesy podobné pili by neměly být zaměňovány s bičíky nebo fimbriemi, protože se zásadně liší strukturou a funkcí - i když s nimi sdílejí funkci buněčné adheze..
Rejstřík článků
Pili byly objeveny díky implementaci elektronové mikroskopie při studiu bakteriálních vláknitých příloh. V polovině padesátých let byly vizualizovány a nazývány fimbria.
Teprve v 60. letech 20. století Brinton zavedl termín pili, čímž vytvořil rozdíly mezi těmito strukturami s fimbriemi a se zbytkem vláknitých rozšíření..
Přestože jsou prokaryotické organismy považovány za „jednoduché“ - ve srovnání s linií eukaryot - mají řadu charakteristik, díky nimž jsou poměrně složité nejen zevnitř, ale také zvenčí..
Některé bakterie jsou obklopeny řadou procesů s více funkcemi, zejména pohybem a výměnou genetického materiálu.
Jedním z těchto rozšíření jsou pili, struktury, které se podobají jemným vlasům a souvisejí s horizontálním přenosem genů..
Pili se skládají převážně z oligomerního proteinu zvaného pilin (16-20 kDa). Pilin je vzájemně spirálovitě uspořádán pro vytvoření struktury ve tvaru válce. Tento protein může upravit své strukturní uspořádání, aby se účastnil lokomoce.
Obyčejné pili mají průměrnou délku 0,3 až 1,0 um a průměr 7 nm. Toto opatření se však může významně změnit v závislosti na dotyčných druzích..
Jsou distribuovány na povrchu buněk grampozitivních a gramnegativních bakterií, ale sexuální pili byly hlášeny pouze u skupiny gramnegativních bakterií..
Existují i další rozšíření, která jsou podobná pilisu, ale liší se strukturou a funkcí. Proto je nutné tyto aspekty vyjasnit, aby nedocházelo k nejasnostem. Například pili jsou mnohem tenčí a mnohem kratší než bičík..
Ačkoli někteří autoři používají termín pili a frimbriae jako synonyma, fimbriae se obecně vyskytují ve velkém počtu a podílejí se na fenoménu adheze mikroorganismů - což je relevantní pro definování infekční kapacity dané buňky..
Ačkoli se také účastní adheze, pili se vyskytují v menším počtu a jsou delší.
Bakteriální geny, které kódují tvorbu pili, mohou být umístěny v chromozomu organismu nebo jako extrachromozomální entita, tj. V plazmidu..
Historicky byly pili seskupeny s přihlédnutím k fenotypovým charakteristikám i antigenním vlastnostem. Klasifikace zavedená v průkopnických studiích pili vzala v úvahu schopnost hemaglutinace pomocí pili přítomných v různých kmenech E-coli.
Druhá klasifikace je založena na relativních morfologických charakteristikách ve třech skupinách: pružná a tenká vrstva, pružná a silná a tuhá.
Poslední klasifikace navrhuje dvě hlavní kategorie: obyčejnou pili a sexuální pili. Protože klasifikace je založena hlavně na funkci struktury, probereme každý typ podrobně v další části..
Výměna genetického materiálu se neomezuje na předávání DNA z rodiče na dítě. Ve všech liniích života je rozšířený fenomén známý jako horizontální přenos genů (zkráceně THG), kdy si jedinci stejné generační doby - kteří mohou nebo nemusí být příbuzní - mohou vyměňovat DNA.
U prokaryot je jedna forma THG konjugace, která zahrnuje průchod genetického materiálu od jednoho jedince k druhému a používanou strukturou je sexuální pili. Toto rozšíření bude fungovat jako „můstek“, kde se bakterie zvaná F + připojí k F- a dojde k průchodu DNA..
Jednou z charakteristik konjugace je, že musí existovat fyzický kontakt mezi zúčastněnými bakteriemi. DNA, která je darována, obecně dodává bakteriím příjemce funkci, včetně odolnosti vůči antibiotiku nebo schopnosti účinně metabolizovat sloučeninu..
Existují dva další typy THG, a to: transformace a transdukce. Spolu s konjugací tyto procesy formovaly vývoj genomů druhů (nejen bakterií) a přidaly vyšší úroveň složitosti stromu života - že pokud přidáme události THG, je lepší odkazovat na síť a ne strom.
U druhů Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, a ve velmi specifických kmenech E-coli pili hrají roli v pohybu.
Motilita této bakteriální skupiny nastává následovně: podjednotka proteinů, které je tvoří - pilin sahá od pilusu. Poté se tomuto novému rozšíření podaří přijít do styku s povrchem cizí buňky a když se k němu dostane, zatáhne se a podpoří pohyb v buňce.
Tento první typ pohybu je znám jako kontrakční pohyblivost. Jak by se dalo očekávat, provedení tohoto pohybového vzorce vede ke krátkým přerušovaným pohybům..
Druhý typ pohyblivosti je známý jako klouzavost a je charakteristický pro myxobakterie. Souvisí to s přemístěním buněk v prostředích, kde jsou podíly vody poměrně nízké, jako jsou půdy nebo biofilmy. Mechanismus však není příliš dobře pochopen..
Ostatní autoři se v tomto pohledu liší (viz Zhou & Li, 2015) a naznačují, že pili nejsou strukturami souvisejícími s pohybem..
Pili se účastní adheze bakteriálních buněk k různým povrchům, biotickým i abiotickým.
U gramnegativních bakterií je přítomnost pili (a fimbrií, jak je uvedeno výše) spojena s regulací interakcí mikrob-mikrob a hostitel-patogen, které jsou důležité při vývoji nemocí..
Všimněte si, že adheze mikroorganismu k hostitelské buňce je zásadním krokem v raných fázích patologie.
Zatím žádné komentáře