pilus

EN pilus er en adhæsin, der gør det muligt for bakterier at binde sig til celler og således bidrager til koloniseringen af ​​værten. Specielt gramnegative bakterier er typisk udstyret med en eller flere pili. Tilstedeværelsen af ​​pili kan øge patogenens patogenitet signifikant og betragtes som en virulensfaktor.

Hvad er en pilus?

Pilusen eller også fimbriae er en komponent af prokaryoter. Det er et trådlignende protein, der er placeret uden for celler som en celleforlængelse og hører til adhæsinerne. Adhæsiner er overfladekomponenter af bakterier, der gør det muligt for mikroorganismen at binde sig til dens biologiske strukturer. Abhesiner svarer således til såkaldte virulensfaktorer, da de er et grundlæggende krav for kolonisering.

I den snævrere forstand er dette bakterieproducerede faktorer, der sætter bakterien i stand til at fastgøre strukturer eller celler i værten. I tilfælde af vedhæftning med adhæsiner, for eksempel, vasker bakterien ikke blot væk.

Ekspressionen af ​​adhæsinerne i nogle typer bakterier varierer afhængigt af miljøbetingelserne. Der er forskellige typer pili i betydningen af ​​en adhesin. Cellevedhængene adskiller sig med hensyn til protein, længde og diameter. Deres funktion kan også udsættes for små variationer fra bakterie til bakterie. Længden kan variere mellem 0,1 og 20 mikrometer. Pilens diameter er mellem to og omkring 20 mikrometer.

Foruden vedhæftning til grænseflader mellem fast og væske eller gas og væske muliggør pili også bakterier at klæbe til andre bakterier og fikseres til dyreepitelceller. Derudover er processerne undertiden involveret i DNA-udveksling af bakterier. I modsætning til bakteriel flagella er pili korte og stive. De stikker ud intra- og ekstracellulært.

Betydning & funktion

Pili er især typisk for bakterier med gram-negativ farvningsadfærd. Disse typer bakterier har en til fire af disse celleprocesser, afhængigt af individet. Gennem bunken kan vandkoloniserende bakterier binde sig til faste stoffer og på denne måde forblive på samme sted i flydende medier. Mediet vasker nye næringsstoffer forbi dem og vasker nedbrydningsprodukterne fra deres stofskifte.

Ved at binde sig mellem luft og væske via deres pilus eller pili, kan bakterier også udvinde næringsstoffer fra det flydende medium og samtidig trække ilt fra luften. Fastgørelsen af ​​et tæt lag bakterier til overfladen af ​​flydende medier er også kendt som afskum.

Nogle typer pili anvendes til horisontal genoverførsel. Disse pili kaldes F-pili eller seksuel pili. De er relativt tykke og hule vedhæng, som kun donorbakterier eller donorer har. Modtager-individet kaldes acceptoren eller modtageren, og pilusen nedbrydes igen efter kontakt med ham. Dette reducerer automatisk celleafstanden mellem acceptor og donor.

Uden for pilus kan en plasmabro opbygges i en ekstremt kort afstand, der tjener til at overføre genetisk information. Modstandsfaktorer (R) og fertilitetsfaktorer (F) bringes til udveksling via plasmabroen. Som en del af dette opvikles den dobbelte streng af DNA i enkeltstrenge, hvorefter dele af strengen migrerer fra donoren til modtageren. Dette efterfølges af opløsningen af ​​plasmabroen. Bakterierne afslutter derefter den enkelte streng for at danne en dobbelt streng.

Stadig andre bakterier har såkaldt type IV-pili, som gør det muligt for dem at bevæge sig på en fast overflade. Din pili består af PilA-proteinkopier og er ikke hul. Normalt er de placeret ved begge poler af en bakterie udstyret med dem.

Andre typer pilus er Hrp-Pilus, der forekommer hovedsageligt i plantepatogener, Type-I Pilus, Type-IV Pilus og Pap-Pilus. Det fælles træk ved pili ligger i deres bygningsprotein, der svarer til den såkaldte pilin. Derudover er de fleste pili rørformede.

Sygdomme og lidelser

I tilfælde af mange bakterier øges patogeniciteten ved at give dem pili. Dette betyder, at en bakterie med pilus i mange tilfælde er mere patogen end en bakterie uden pilus. I dette tilfælde tager pili ikke kun rollen som en adhæsin, men også rollen som en virulensfaktor. I denne sammenhæng er virulensfaktorer alle egenskaber ved en mikroorganisme, der gør dens patogene virkning og dermed dens virulens bestemmbar.

Foruden pili til binding til celler spiller instrumenter til penetration i celler og mekanismer til celleødelæggelse en rolle for virulensfaktorerne i en bestemt mikroorganisme. Virulensfaktorer er ofte strukturelle elementer som pili, men kan også svare til metabolske produkter fra mikroorganismen.

I mange typer bakterier er pili det afgørende strukturelle element til kolonisering af en værtsorganisme. Hvis en bakterie ikke kan binde sig til sin vært, er den normalt mindre i stand til at trænge ind i værtsorganismen. Så længe bakterien ikke trænger igennem, kan den ikke formere sig i værten og kan således ikke forårsage en patologisk tilstand i værtens krop.

I de fleste tilfælde reagerer pili på specifikke eller ikke-specifikke måder med individuelle receptorer i målcellemembranen for at forankre bakterien i den.

Den specialiserede pili til DNA-udveksling mellem bakterier fremmer også aggressiviteten af ​​et patogent middel i videste forstand. Jo hurtigere en patogen kan sprede sig i værtens krop, jo mere aggressiv og hurtigere vil den resulterende infektion være.