pili (din latină păr, la pilus singular) sunt extensii care sunt situate pe suprafața unor celule bacteriene. Acestea sunt legate în principal de mecanismul orizontal de transfer al genelor numit conjugare, cu locomoția și aderența bacteriilor la suprafețele biotice și abiotice.
Procesele asemănătoare pililor nu trebuie confundate cu flagelii sau fimbriile, deoarece diferă profund în structură și funcție - deși cu acestea din urmă împart funcția de aderență celulară..
Indice articol
Pilii au fost descoperiți datorită implementării microscopiei electronice, în timp ce studiau anexele filamentoase bacteriene. La mijlocul anilor 1950, au fost vizualizate și numite fimbrie.
Abia în anii 1960, Brinton a introdus termenul de pili, stabilind diferențe între aceste structuri cu fimbriae și cu restul extensiilor filamentoase..
Deși organismele procariote sunt considerate „simple” - în comparație cu descendența eucariotelor - ele au o serie de caracteristici care le fac destul de complexe, nu numai în interior, ci și în exterior..
Unele bacterii sunt înconjurate de o serie de procese cu funcții multiple, în principal locomoția și schimbul de material genetic.
Una dintre aceste extensii sunt pilii, structuri care seamănă cu părul fin și sunt legate de transferul orizontal al genelor..
Pili sunt compuse în principal dintr-o proteină oligomerică numită pilină (16-20 kDa). Pilina este aranjată în formă elicoidală între ele pentru a forma o structură în formă de cilindru. Această proteină își poate modifica aranjamentul structural pentru a participa la locomoție.
Pilii obișnuiți au o lungime medie de 0,3 până la 1,0 um și un diametru de 7 nm. Cu toate acestea, această măsură se poate modifica semnificativ în funcție de specia în cauză..
Acestea sunt distribuite pe suprafața celulară a bacteriilor gram pozitive și gram negative, dar pilii sexuali au fost raportați doar într-un grup de bacterii gram negative..
Există alte extensii care sunt similare cu pilis, dar diferă în structură și funcție. Prin urmare, este necesar să se clarifice aceste aspecte pentru a evita confuzia. De exemplu, pili sunt mult mai subțiri și mult mai scurte decât un flagel..
Deși termenii pili și frimbriae sunt folosiți de unii autori ca sinonime, fimbriae se găsesc în general în număr mare și participă la fenomenul de aderență a microorganismelor - care este relevant pentru a defini capacitatea infecțioasă a celulei în cauză..
Deși participă și la aderență, pilii se găsesc în număr mai mic și sunt mai lungi.
Genele bacteriene care codifică formarea pililor pot fi localizate în cromozomul organismului sau ca entitate extracromozomială, adică într-o plasmidă..
Din punct de vedere istoric, pilii au fost grupați ținând seama de caracteristicile fenotipice, precum și de proprietățile antigenice. O clasificare stabilită în studiile de pionierat asupra pililor a luat în considerare capacitatea de hemaglutinare, utilizând pilii prezenți în diferite tulpini de E coli.
O a doua clasificare se bazează pe caracteristicile morfologice relative în trei grupuri: piliul flexibil și subțire, cel flexibil și gros și rigidul.
Ultima clasificare propune două categorii principale: pili obișnuiți și pili sexuali. Întrucât clasificarea se bazează în principal pe funcția structurii, vom discuta fiecare tip în detaliu în secțiunea următoare..
Schimbul de material genetic nu este limitat la trecerea ADN-ului de la părinte la copil. În toate filiațiile vieții, un fenomen cunoscut sub numele de transfer orizontal de gene (prescurtat THG) este răspândit, în cazul în care indivizii din același timp generațional - care pot sau nu să fie înrudiți - sunt capabili să facă schimb de ADN.
În procariote o formă de THG este conjugarea, care implică trecerea materialului genetic de la un individ la altul și structura utilizată este pilul sexual. Această extensie va acționa ca o „punte” în care o bacterie numită F + se va conecta la un F- și va avea loc trecerea ADN-ului..
Una dintre caracteristicile conjugării este că trebuie să existe un contact fizic între bacteriile participante. ADN-ul donat adaugă, în general, o funcție bacteriei primitoare, inclusiv rezistența la un antibiotic sau capacitatea de a metaboliza eficient un compus..
Există două tipuri suplimentare de THG și anume: transformare și transducție. Împreună cu conjugarea, aceste procese au modelat evoluția genomului speciilor (nu doar a bacteriilor), adăugând un nivel mai ridicat de complexitate arborelui vieții - că, dacă adăugăm evenimente THG, este mai bine să ne referim la un net și nu un copac.
La specii Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, și în tulpini foarte specifice de E coli pili joacă un rol în locomoție.
Motilitatea acestui grup bacterian apare după cum urmează: o subunitate a proteinelor care le formează - pilina se extinde din pilus. Apoi, această nouă extensie reușește să intre în contact cu o suprafață a celulei străine și când ajunge la ea se retrage, promovând o mișcare în celulă.
Acest prim tip de mișcare este cunoscut sub numele de motilitate de contracție. Așa cum era de așteptat, executarea acestui model de locomoție are ca rezultat mișcări scurte și intermitente..
Al doilea tip de motilitate este cunoscut sub numele de motilitate de alunecare și este caracteristic mixobacteriilor. A fost legată de deplasarea celulelor în medii în care proporțiile de apă sunt destul de scăzute, cum ar fi solurile sau biofilmele. Cu toate acestea, mecanismul nu este foarte bine înțeles..
Alți autori diferă în această privință (vezi Zhou și Li, 2015) și sugerează că pili nu sunt structuri legate de locomoție..
Pili participă la adeziunea celulelor bacteriene pe diferite suprafețe, atât biotice, cât și abiotice.
La bacteriile gram negative, prezența pililor (și a fimbriilor așa cum s-a menționat mai sus) este asociată cu reglarea interacțiunilor microb-microb și gazdă-patogen, care sunt importante în dezvoltarea bolilor..
Rețineți că adeziunea microorganismului la celula gazdă este un pas crucial în stadiile incipiente ale patologiei.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.