Det pili (fra latin hår, i ental pilus) er udvidelser, der er placeret på overfladen af nogle bakterieceller. De er hovedsageligt relateret til den vandrette genoverførselsmekanisme kaldet konjugation med bevægelse og vedhæftning af bakterier til biotiske og abiotiske overflader.
Pili-lignende processer bør ikke forveksles med flageller eller fimbriae, da de adskiller sig meget i struktur og funktion - skønt de sidstnævnte deler funktionen af celleadhæsion..
Artikelindeks
Pilen blev opdaget takket være implementeringen af elektronmikroskopi, mens man studerede de bakterielle filamentøse vedhæng. I midten af 1950'erne blev de visualiseret og kaldet fimbria.
Det var først i 1960'erne, at Brinton introducerede udtrykket pili og etablerede forskelle mellem disse strukturer med fimbriae og med resten af de filamentøse udvidelser..
Selvom prokaryote organismer betragtes som "enkle" - sammenlignet med slægten af eukaryoter - har de en række egenskaber, der gør dem ret komplekse, ikke kun indvendigt, men også udvendigt..
Nogle bakterier er omgivet af en række processer med flere funktioner, hovedsagelig bevægelse og udveksling af genetisk materiale.
En af disse udvidelser er pili, strukturer der ligner fint hår og er relateret til den vandrette overførsel af gener..
Pili består primært af et oligomert protein kaldet pilin (16-20 kDa). Pilinen er arrangeret på en spiralformet måde med hinanden for at danne en cylinderformet struktur. Dette protein kan ændre dets strukturelle arrangement for at deltage i bevægelse.
Almindelig pili har en gennemsnitlig længde på 0,3 til 1,0 µm og en diameter på 7 nm. Denne foranstaltning kan dog ændre sig markant afhængigt af den pågældende art..
De fordeles på celleoverfladen af grampositive og gramnegative bakterier, men seksuel pili er kun rapporteret i en gruppe gramnegative bakterier..
Der er andre udvidelser, der ligner pilis, men adskiller sig i struktur og funktion. Derfor er det nødvendigt at afklare disse aspekter for at undgå forvirring. For eksempel er pili meget tyndere og meget kortere end et flagellum..
Selvom udtrykket pili og frimbriae bruges af nogle forfattere som synonymer, findes fimbriae generelt i stort antal og deltager i fænomenet vedhæftning af mikroorganismer - hvilket er relevant for at definere den infektiøse kapacitet af den pågældende celle..
Selvom de også deltager i vedhæftning, findes pili i mindre antal og er længere.
De bakterielle gener, der koder for dannelsen af pili, kan være placeret i organismenes kromosom eller som en ekstrachromosomal enhed, det vil sige i et plasmid..
Historisk set er pili blevet grupperet under hensyntagen til fænotypiske egenskaber såvel som antigene egenskaber. En klassificering, der blev etableret i de banebrydende undersøgelser af pili, tog højde for evnen til hæmagglutination ved anvendelse af pili til stede i forskellige stammer af E coli.
En anden klassificering er baseret på relative morfologiske egenskaber i tre grupper: den fleksible og tynde pili, den fleksible og tykke og den stive.
Den sidste klassifikation foreslår to hovedkategorier: almindelig pili og seksuel pili. Da klassificeringen hovedsageligt er baseret på strukturens funktion, vil vi diskutere hver type detaljeret i det næste afsnit..
Udvekslingen af genetisk materiale er ikke begrænset til overførsel af DNA fra forælder til barn. I alle livsstammer er et fænomen kendt som vandret genoverførsel (forkortet THG) udbredt, hvor individer af samme generationstid - som måske eller måske ikke er beslægtede - er i stand til at udveksle DNA.
I prokaryoter er en form for THG konjugering, som involverer passage af genetisk materiale fra et individ til et andet, og den anvendte struktur er den seksuelle pili. Denne udvidelse fungerer som en "bro", hvor en bakterie kaldet F + vil oprette forbindelse til en F- og passage af DNA vil forekomme..
Et af kendetegnene ved konjugering er, at der skal være fysisk kontakt mellem de deltagende bakterier. DNA'et, der doneres, tilføjer generelt en funktion til modtagerbakterierne, herunder resistens over for et antibiotikum eller evnen til at metabolisere en forbindelse effektivt..
Der er to yderligere typer THG, nemlig: transformation og transduktion. Sammen med konjugering har disse processer formet udviklingen af genomernes art (ikke kun bakterier), hvilket har tilføjet et højere niveau af kompleksitet til livets træ - at hvis vi tilføjer THG-begivenheder, er det bedre at henvise til en net og ikke et træ.
I arter Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, og i meget specifikke stammer af E coli pili spiller en rolle i bevægelse.
Denne bakteriegruppes bevægelighed forekommer som følger: en underenhed af proteinerne, der udgør dem - pilin strækker sig fra pilus. Derefter formår denne nye udvidelse at komme i kontakt med en fremmed celleoverflade, og når den når den trækker den sig tilbage og fremmer en bevægelse i cellen.
Denne første type bevægelse er kendt som sammentrækningsmotilitet. Som forventet resulterer udførelsen af dette bevægelsesmønster i korte, intermitterende bevægelser..
Den anden type bevægelighed er kendt som svævebevægelse og er karakteristisk for myxobakterier. Det har været relateret til fortrængning af celler i miljøer, hvor vandforholdene er ret lave, såsom jord eller biofilm. Imidlertid er mekanismen ikke særlig forstået..
Andre forfattere adskiller sig i denne opfattelse (se Zhou & Li, 2015) og antyder, at pili ikke er strukturer relateret til bevægelse..
Pili deltager i adhæsionen af bakterieceller til forskellige overflader, både biotiske og abiotiske.
I gramnegative bakterier er tilstedeværelsen af pili (og fimbriae som nævnt ovenfor) forbundet med reguleringen af mikrobe-mikrobe- og vært-patogen-interaktioner, som er vigtige i udviklingen af sygdomme..
Bemærk, at adhæsionen af mikroorganismen til værtscellen er et afgørende trin i de tidlige stadier af patologien.
Endnu ingen kommentarer