Karakteristik, jenis dan fungsi pili

Itu Pili (Dari Latin rambut, dalam pilus tunggal) adalah perpanjangan yang terletak di permukaan beberapa sel bakteri. Mereka terutama terkait dengan mekanisme generasi horizontal yang disebut konjugasi, dengan penggerak dan adhesi bakteri pada permukaan biotik dan abiotik.

Ekstensi tipe pili tidak boleh disamakan dengan flagella atau fimbriae, karena mereka sangat berbeda dalam struktur dan fungsi - meskipun dengan yang terakhir mereka berbagi fungsi adhesi sel.

Sumber: Adenosine [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)] [TOC]

Perspektif Historis

Pili ditemukan berkat implementasi mikroskop elektronik, saat mempelajari lampiran bakteri filamen. Di pertengahan pertengahan, mereka divisualisasikan dan disebut fimbria.

Baru pada tahun 60 -an Brinton memperkenalkan istilah pili, menetapkan perbedaan struktur ini dengan fimbrias dan dengan sisa ekstensi filamen.

Karakteristik umum

Meskipun organisme prokariotik dianggap "sederhana" - dibandingkan dengan garis keturunan eukariota - mereka memiliki serangkaian karakteristik yang membuatnya cukup kompleks, tidak hanya di dalam, tetapi juga di luar negeri.

Beberapa bakteri dikelilingi oleh serangkaian ekstensi dengan banyak fungsi, terutama penggerak dan pertukaran bahan genetik.

Salah satu ekstensi ini adalah pili, struktur yang mengingatkan rambut halus dan yang terkait dengan transfer gen horizontal.

Komposisi protein

Pili terutama terdiri dari protein oligomer yang disebut pilina (16 hingga 20 kDa). Pilina diperintahkan secara heliks satu sama lain untuk menimbulkan struktur berbentuk silinder. Protein ini dapat memodifikasi pengaturan strukturalnya untuk berpartisipasi dalam penggerak.

Struktur dan pengukuran

Pili biasa memiliki panjang rata -rata 0,3 hingga 1,0 μm dan diameter 7 nm. Namun, ukuran ini dapat berubah secara signifikan tergantung pada spesies yang dimaksud.

Mereka didistribusikan pada permukaan sel bakteri gram positif dan gram negatif, tetapi pili seksual telah dilaporkan hanya dalam sekelompok bakteri gram negatif.

Ada ekstensi lain yang mirip dengan pilis, tetapi berbeda dalam struktur dan tergantung. Oleh karena itu, perlu untuk mengklarifikasi aspek -aspek ini untuk menghindari kebingungan. Misalnya, pili jauh lebih tipis dan lebih pendek dari momok.

Meskipun istilah pili dan frimbrias digunakan oleh beberapa penulis seperti sinonim, fimbrias umumnya ditemukan dalam jumlah besar dan berpartisipasi dalam fenomena adhesi mikroorganisme - yang relevan untuk menentukan kapasitas infeksi sel yang bersamaan.

Meskipun mereka juga berpartisipasi dalam adhesi, pili dalam jumlah yang lebih kecil dan lebih lama.

Genetika

Gen bakteri yang dikodifikasi untuk pembentukan pili dapat ditempatkan di kromosom organisme atau sebagai entitas ekstraktromosom, artinya dalam plasmid.

Teman-teman

Secara historis, Pili telah berkumpul bersama dengan mempertimbangkan karakteristik fenotipik seperti sifat antigenik. Klasifikasi yang ditetapkan dalam studi perintis pili memperhitungkan kemampuan hemaglutinasi, menggunakan pili yang ada di berbagai jenis DAN. coli.

Klasifikasi kedua didasarkan pada karakteristik morfologis relatif dalam tiga kelompok: pili yang fleksibel dan halus, fleksibel dan tebal.

Klasifikasi terakhir mengusulkan dua kategori utama: pili biasa dan pili seksual. Karena klasifikasi terutama didasarkan pada fungsi struktur, kami akan membahas secara rinci setiap jenis di bagian berikutnya.

Fungsi

Konjugasi

Pertukaran materi genetik tidak terbatas pada perjalanan orang tua ke anak -anak. Dalam semua garis keturunan kehidupan, sebuah fenomena yang dikenal sebagai gen horizontal gen (disingkat THG), di mana individu dari waktu generasi yang sama - yang mungkin atau mungkin tidak terkait - mampu menukar DNA secara luas disebarluaskan secara luas.

Dalam probariota, modalitas THG adalah konjugasi, yang melibatkan berlalunya bahan genetik dari satu individu ke individu lain dan struktur yang digunakan adalah pili seksual. Ekstensi ini akan bertindak sebagai "jembatan" di mana bakteri yang disebut F+ akan terhubung ke F- dan bagian DNA akan terjadi.

Salah satu karakteristik konjugasi adalah bahwa harus ada kontak fisik antara bakteri yang berpartisipasi. DNA yang umumnya disumbangkan menambah fungsi pada bakteri penerima, termasuk resistensi terhadap antibiotik atau kemampuan untuk memetabolisme beberapa senyawa secara efisien.

Ada dua jenis tambahan THG lainnya, yaitu: transformasi dan transduksi. Bersama dengan konjugasi, proses -proses ini telah membentuk evolusi genom spesies (tidak hanya bakteri), menambahkan tingkat kompleksitas yang lebih besar dari pohon kehidupan - bahwa jika kita menambahkan peristiwa THG, lebih baik merujuk pada a kisi Dan bukan pohon.

Daya penggerak

Pada spesies Pseudomonas aeruginosa, Neisseria Gonorrhoeae, dan dalam ketegangan yang sangat spesifik DAN. coli Pili memainkan peran dalam penggerak.

Motilitas kelompok bakteri ini terjadi sebagai berikut: del pilus memperluas subunit protein yang terdiri dari mereka - la pilina. Kemudian, ekstensi baru ini mengelola.

Jenis gerakan pertama ini dikenal sebagai motilitas kontraksi. Seperti yang diharapkan, pelaksanaan pola penggerak ini menghasilkan gerakan singkat dan intermiten.

Jenis motilitas kedua dikenal sebagai motilitas geser dan merupakan karakteristik dari mixobacteria. Telah terkait dengan perpindahan lingkungan di mana proporsi air cukup rendah, seperti tanah atau biofilm. Namun, mekanismenya tidak diketahui dengan baik.

Penulis lain berbeda dalam visi ini (lihat Zhou & Li, 2015), dan mengusulkan bahwa pili tidak memiliki struktur yang terkait dengan penggerak.

Adhesi dan patogenisitas

Pili berpartisipasi dalam adhesi sel bakteri ke berbagai permukaan, baik biotik maupun abiotik.

Dalam gram bakteri negatif, keberadaan pili (dan fimbrias seperti yang disebutkan di atas) dikaitkan dengan regulasi interaksi mikrobio-mikrobi dan host-patogen, yang penting dalam pengembangan penyakit.

Perhatikan bahwa adhesi mikroorganisme ke sel inang adalah langkah penting di awal patologi.

Referensi

1. Clewell, d. B. (Ed.). (2013). Konjugasi bakteri. Sains Springer & Media Bisnis.
2. Dari vries, f. P., Cole, r., Dankert, J., Frosch, m., & Van Putten, J. P. (1998). Neisseria Meningitidis Memproduksi OPC Adhesin mengikat penerima proteoglikan sel epitel. Mikrobiologi Molekuler, 27(6), 1203-1212.
3. Llosa, m., Gomis -rüth, f. X., Coll, m., & Cruz, F. D. L. (2002). Konjugasi bakteri: Mekanisme dua langkah untuk transportasi DNA. Mikrobiologi Molekuler, Empat. Lima(1), 1-8.
4. Schaechter, m. (Ed.). (2010). Eingatkan Mikrobiologi Meja. Pers Akademik.
5. Tortora, g. J., Funke, b. R., Kasus, c. L., & Johnson, t. R. (2016). Mikrobiologi: Pendahuluan. Pearson.
6. Zhou, x., & Li, dan. (Eds.). (2015). Atlas mikrobiologi oral: dari mikroflora sehat hingga penyakit. Pers Akademik.