Caratteristiche, tipi e funzioni Pili

IL Pili (dal latino capelli, Nel singolare pilus) sono prolungamenti che si trovano sulla superficie di alcune cellule batteriche. Sono principalmente correlati al meccanismo di generi orizzontali chiamato coniugazione, con la locomozione e l'adesione dei batteri alle superfici biotiche e abiotiche.

Le estensioni di tipo Pili non devono essere confuse con flagello o fimbria, poiché differiscono profondamente nella struttura e nella funzione, sebbene con l'ultima condividono la funzione di adesione cellulare.

Fonte: adenosina [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] [TOC]

Prospettiva storica

I Pili sono stati scoperti grazie all'implementazione della microscopia elettronica, studiando appendici filamentose batteriche. A metà -50, furono visualizzati e chiamati Fimbria.

Fu solo negli anni '60 che Brinton introduce il termine Pili, stabilendo differenze di queste strutture con le fimbria e con il resto delle estensioni filamentose.

Caratteristiche generali

Sebbene gli organismi procariotici siano considerati "semplici" - rispetto al lignaggio degli eucarioti - hanno una serie di caratteristiche che li rendono piuttosto complessi, non solo all'interno, ma anche all'estero.

Alcuni batteri sono circondati da una serie di estensioni con molteplici funzioni, principalmente la locomozione e lo scambio di materiale genetico.

Una di queste estensioni sono i pili, strutture che ricordano i capelli fini e che sono correlate al trasferimento orizzontale di geni.

Composizione proteica

I pili sono principalmente composti da una proteina oligomerica chiamata Pilina (da 16 a 20 kDa). Pilina è ordinata in modo elicoidale tra loro per dare origine a una struttura a forma di cilindro. Questa proteina può modificare la sua disposizione strutturale per partecipare alla locomozione.

Struttura e misurazioni

I pili ordinari hanno una lunghezza media da 0,3 a 1,0 µm e un diametro di 7 nm. Tuttavia, questa misura può cambiare significativamente a seconda della specie in questione.

Sono distribuiti sulla superficie cellulare dei batteri gram positivi e gram negativi, ma i pili sessuali sono stati riportati solo in un gruppo di batteri gram negativi.

Esistono altre estensioni simili ai PILI, ma differiscono nella struttura e dipendono. Pertanto, è necessario chiarire questi aspetti per evitare confusione. Ad esempio, i Pili sono molto più sottili e molti più corti di un flagello.

Sebbene il termine Pili e Frimbria siano usati da alcuni autori come i sinonimi, le fimbria si trovano generalmente in grande quantità e partecipano al fenomeno dell'adesione dei microrganismi, il che è rilevante per definire la capacità infettiva della cellula in questione.

Sebbene partecipino anche all'adesione, i Pili sono in quantità minore e sono più lunghi.

Genetica

I geni batterici che codificano per la formazione dei Pili possono essere posizionati nel cromosoma dell'organismo o come entità extractromosomica, vale a dire in un plasmide.

Ragazzi

Storicamente, Pili si sono raggruppati insieme tenendo conto delle caratteristiche fenotipiche come le proprietà antigeniche. Una classificazione stabilita negli studi pionieri di Pili ha tenuto conto della capacità di emoglutinazione, usando i pili presenti in diversi ceppi di ceppi di E. coli.

Una seconda classificazione si basa su caratteristiche morfologiche relative in tre gruppi: il pili flessibile e fine, flessibile e spesso.

L'ultima classificazione propone due categorie principali: The Ordinary Pili e Sexual Pili. Poiché la classificazione si basa principalmente sulla funzione della struttura, discuteremo in dettaglio ogni tipo nella sezione successiva.

Funzioni

Coniugazione

Lo scambio di materiale genetico non è limitato al passaggio dei genitori ai bambini. In tutti i lignaggi della vita un fenomeno noto come geni orizzontali dei geni (THG abbreviato), in cui gli individui dello stesso tempo generazionale - che possono o non possono essere correlati - sono in grado di scambiare il DNA è ampiamente diffuso.

Nel probariotas una modalità di THG è coniugazione, che comporta il passaggio del materiale genetico da un individuo all'altro e la struttura usata è il pili sessuale. Questa estensione fungerà da "ponte" in cui un batterio chiamato F+ si collegherà a un F- e si verificherà il passaggio del DNA.

Una delle caratteristiche della coniugazione è che deve esserci un contatto fisico tra i batteri partecipanti. Il DNA che viene generalmente donato aggiunge una funzione ai batteri riceventi, compresa la resistenza a un antibiotico o la capacità di metabolizzare in modo efficiente alcuni composti.

Esistono altri due tipi aggiuntivi di THG, vale a dire: trasformazione e trasduzione. Insieme alla coniugazione, questi processi hanno modellato l'evoluzione dei genomi della specie (non solo dei batteri), aggiungendo un livello di complessità maggiore dell'albero della vita - che se aggiungiamo gli eventi del THG è meglio fare riferimento a a griglia E non un albero.

Locomozione

Nelle specie Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, e in ceppi molto specifici di E. coli I Pili svolgono un ruolo nella locomozione.

La motilità di questo gruppo batterico si verifica come segue: Del Pilus estende una subunità delle proteine ​​che le comprendono - La Pilina. Quindi, questa nuova estensione gestisce.

Questo primo tipo di movimento è noto come motilità di contrazione. Come previsto, l'esecuzione di questo modello di locomozione provoca movimenti brevi e intermittenti.

Il secondo tipo di motilità è noto come motilità scorrevole ed è caratteristico di Mixobacteria. È stato correlato allo spostamento degli ambienti in cui le proporzioni di acqua sono piuttosto basse, come terreni o biofilm. Tuttavia, il meccanismo non è noto molto bene.

Altri autori differiscono in questa visione (vedi Zhou & Li, 2015) e propongono che i Pili non siano una struttura correlata alla locomozione.

Adesione e patogenicità

I Pili partecipano all'adesione delle cellule batteriche a varie superfici, sia biotiche che abiotiche.

Nei batteri Gram negativi, la presenza di Pili (e Fimbrias come menzionato sopra) è associata alla regolazione delle interazioni microbio-microbio e ospite-patogeno, che sono importanti nello sviluppo delle malattie.

Si noti che l'adesione del microrganismo alla cellula ospite è un passo cruciale all'inizio della patologia.

Riferimenti

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