ПИЛИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ВРСТЕ И ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Пили (од латинске косе, једнина пилус) су екстензије које се налазе на површини неких бактеријских ћелија. Они су углавном повезани са хоризонталним механизмом преноса гена званим коњугација, са локомотацијом и пријањањем бактерија на биотичке и абиотске површине.

Пили сличне процесе не треба бркати са флагелама или фимбријама, јер се они дубоко разликују по структури и функцији - иако са последњим деле функцију адхезије ћелије.

Извор: Аденозин

Историјска перспектива

Пили су откривени захваљујући примени електронске микроскопије током проучавања бактеријских влакнастих додатака. Средином педесетих година прошлог века визуализовани су и названи фимбрија.

Тек 1960-их Бринтон је увео појам пили, успостављајући разлике између тих структура са фимбријама и са осталим филаментним екстензијама.

Опште карактеристике

Иако се прокариотски организми сматрају „једноставним“ - у поређењу са родом еукариота - они имају низ карактеристика које их чине прилично сложеним, не само изнутра, већ и извана.

Неке бактерије су окружене низом процеса са више функција, углавном локомотацијом и разменом генетског материјала.

Једно од тих екстензија су пили, структуре које личе на фину косу и које су повезане са хоризонталним преносом гена.

Састав протеина

Пили се углавном састоје од олигомерног протеина који се зове пилин (16-20 кДа). Стуб је смјештен спирално један на други како би формирао конструкцију у облику цилиндра. Овај протеин може да модификује свој структурни распоред да би учествовао у кретању.

Структура и мерења

Обични пили имају просечну дужину од 0,3 до 1,0 µм и пречник од 7 нм. Међутим, ова мера може се значајно променити у зависности од врсте о којој је реч.

Распрострањени су на ћелијској површини грам позитивних и грам негативних бактерија, али о сексуалним пилићима пријављено је само у групи грам негативних бактерија.

Постоје и друга проширења која су слична пилису, али се разликују по структури и функцији. Стога је неопходно разјаснити ове аспекте како би се избегла конфузија. На пример, пили су много тањи и много краћи од флагеллума.

Иако појам пили и фримбрије неки аутори користе као синоними, фимбрије се углавном налазе у великом броју и учествују у адхезивном феномену микроорганизама - што је релевантно за дефинисање инфективне способности ове ћелије.

Иако такође учествују у адхезији, пили су у мањем броју и дужи су.

Генетика

Бактеријски гени који кодирају стварање пилија могу се налазити на хромозому организма или као екстрахромосомски ентитет, то јест у плазмиду.

Врсте

Историјски су пили груписани узимајући у обзир фенотипске карактеристике као и антигена својства. Класификација успостављена у пионирским студијама пилија узела је у обзир способност хемаглутинације, користећи пилије присутне у различитим сојевима Е. цоли.

Друга класификација се заснива на релативним морфолошким карактеристикама у три групе: флексибилни и танки пили, флексибилни и дебели и крути.

Последња класификација предлаже две главне категорије: обични пили и сексуални пили. Како се класификација углавном заснива на функцији структуре, детаљно ћемо говорити о свакој врсти у следећем одељку.

Карактеристике

Коњугација

Размена генетског материјала није ограничена на преношење ДНК са родитеља на дете. У свим животним линијама раширена је појава позната као хоризонтални пренос гена (укратко ТХГ), где јединке истог генерацијског времена - које могу или нису повезане - могу да размењују ДНК.

Код прокариота један облик ТХГ-а је коњугација, која укључује пролазак генетског материјала од једне јединке до друге, а структура која се користи је сексуални пили. Ово проширење ће деловати као "мост" где ће се бактерија звана Ф + повезати са Ф- и проћи ће пролазак ДНК.

Једна од карактеристика коњугације је да мора постојати физички контакт између бактерија које учествују. ДНК који се донира углавном додаје функцију примаоцима бактерија, укључујући отпорност на антибиотик или способност ефикасног метаболизовања једињења.

Постоје две додатне врсте ТХГ-а, и то: трансформација и трансдукција. Заједно с коњугацијом ови процеси су обликовали еволуцију генома врста (не само бактерија), додајући виши ниво сложености дрвету живота - ако томе додамо и ТХГ догађаје, боље је упутити се на мрежу и а не дрво.

Локомоција

Код врсте Псеудомонас аеругиноса, Неиссериа гоноррхоеае, а у врло специфичним сојевима Е. цоли, пили играју улогу у кретању.

Мотилитет ове бактеријске групе јавља се на следећи начин: подјединица протеина који их чине - пилин се протеже од пилуса. Затим, ово ново проширење успева да дође у контакт са страном површином ћелије, а када га досегне повуче се, покрећући покрет у ћелији.

Ова прва врста покрета позната је као покретност контракције. Као што се могло и очекивати, извршавање овог обрасца кретања резултира кратким, испрекиданим покретима.

Друга врста покретљивости позната је као покретни клизач и карактеристична је за миксобактерије. Повезана је са расељавањем ћелија у окружењима у којима су пропорције воде прилично мале, као што су тла или биофилми. Међутим, механизам није баш добро схваћен.

Други се аутори разликују у овом погледу (види Зхоу & Ли, 2015), и предлажу да пили нису структуре повезане са кретањем.

Лепљење и патогеност

Пили учествују у адхезији бактеријских ћелија на различите површине, како биотичке, тако и абиотске.

У грам негативним бактеријама присуство пилија (и фимбрије као што је горе поменуто) повезано је са регулацијом интеракције микроба-микроба и домаћина-патогена, што је важно у развоју болести.

Имајте на уму да је адхезија микроорганизма на ћелију домаћина пресудан корак у раним фазама болести.

Референце

1. Цлевелл, ДБ (ур.). (2013). Коњугација бактерија. Спрингер наука и пословни медији.
2. Де Вриес, ФП, Цоле, Р., Данкерт, Ј., Фросцх, М., и Ван Путтен, ЈП (1998). Неиссериа менингитидис који производи Опц лепин везује протеогликанске рецепторе епитела. Молекуларна микробиологија, 27 (6), 1203-1212.
3. Ллоса, М., Гомис-Рутх, ФКС, Цолл, М. и Цруз, ФДЛ (2002). Коњугација бактерија: механизам у два корака за транспорт ДНК. Молекуларна микробиологија, 45 (1), 1-8.
4. Сцхаецхтер, М. (ур.). (2010). Деск енциклопедија микробиологије. Академска штампа.
5. Тортора, ГЈ, Функе, БР, Цасе, ЦЛ и Јохнсон, ТР (2016). Микробиологија: увод. Пеарсон.
6. Зхоу, Кс., & Ли, И. (ур.). (2015). Атлас оралне микробиологије: од здраве микрофлоре до болести. Академска штампа.