pilus

UN pilus è un'adesina che consente ai batteri di attaccarsi alle cellule e quindi contribuisce alla colonizzazione dell'ospite. I batteri Gram-negativi in ​​particolare sono tipicamente dotati di uno o più pili. La presenza di pili può aumentare significativamente la patogenicità di un patogeno ed è considerata un fattore di virulenza.

Cos'è un pilus?

Il pilus o anche fimbriae è un componente dei procarioti. È una proteina filiforme che si trova all'esterno delle cellule come estensione cellulare e appartiene alle adesine. Le adesine sono componenti superficiali dei batteri che consentono al microrganismo di attaccarsi alle strutture biologiche del suo ospite. Ciò significa che le abesine corrispondono ai cosiddetti fattori di virulenza, poiché sono un requisito fondamentale per la colonizzazione.

In senso stretto, questi sono fattori prodotti dai batteri che consentono al batterio di attaccarsi alle strutture o alle cellule dell'ospite. Nel caso di adesione mediante adesine, ad esempio, il batterio non viene semplicemente lavato via.

L'espressione delle adesine in alcuni tipi di batteri varia a seconda delle condizioni ambientali. Esistono diversi tipi di pili nel senso di un adesivo. Le appendici cellulari differiscono in termini di proteine, lunghezza e diametro. La loro funzione può anche essere soggetta a leggere variazioni da batterio a batterio. La lunghezza può variare tra 0,1 e 20 micrometri. Il diametro dei pili è compreso tra due e circa 20 micrometri.

Oltre all'adesione alle interfacce tra solido e liquido o gas e liquido, i pili consentono anche ai batteri di aderire ad altri batteri e di fissarsi alle cellule epiteliali animali. Inoltre, i processi sono talvolta coinvolti nello scambio di DNA dei batteri. A differenza dei flagelli batterici, i pili sono corti e rigidi. Sporgono intra ed extracellulari.

Significato e funzione

I pili sono particolarmente tipici per i batteri con comportamento di colorazione gram-negativi. Questi tipi di batteri hanno da uno a quattro di questi processi cellulari, a seconda dell'individuo. Attraverso i pili, i batteri che colonizzano l'acqua possono attaccarsi ai solidi e in questo modo rimanere nello stesso posto nei mezzi liquidi. Il mezzo lava i nuovi nutrienti oltre a loro e lava via i prodotti di degradazione del loro metabolismo.

Attaccandosi tra aria e liquido tramite il loro pilus o pili, i batteri possono anche estrarre i nutrienti dal mezzo liquido e allo stesso tempo attingere ossigeno dall'aria. L'attaccamento di uno strato denso di batteri alla superficie dei mezzi liquidi è anche noto come schiuma.

Alcuni tipi di pili vengono utilizzati per il trasferimento genico orizzontale. Questi pili sono chiamati F-pili o pili sessuali. Sono appendici relativamente spesse e vuote che hanno solo i batteri donatori o i donatori. L'individuo ricevente viene chiamato accettore o ricevente e il pilus viene nuovamente scomposto dopo il contatto con lui. Ciò riduce automaticamente la distanza delle cellule tra accettore e donatore.

All'esterno del pilus, è possibile costruire un ponte al plasma a una distanza estremamente breve, che serve a trasmettere informazioni genetiche. I fattori di resistenza (R) e di fertilità (F) vengono portati allo scambio tramite il ponte plasmatico. Come parte di questo, il doppio filamento del DNA viene avvolto in singoli filamenti, dopodiché parti del filamento migrano dal donatore al ricevente. Segue la dissoluzione del ponte al plasma. I batteri quindi completano il singolo filamento per formare un doppio filamento.

Altri ancora hanno i cosiddetti pili di tipo IV, che consentono loro di muoversi su una superficie solida. I tuoi pili sono costituiti da copie proteiche PilA e non sono vuoti. Di solito si trovano a entrambi i poli di un batterio dotato di loro.

Altri tipi di pilus sono l'Hrp-Pilus, che si trova principalmente nei patogeni delle piante, il tipo I Pilus, il tipo IV Pilus e il Pap-Pilus. La caratteristica comune dei pili risiede nella loro proteina di costruzione, che corrisponde al cosiddetto pilin. Inoltre, la maggior parte dei pili sono tubolari.

Malattie e disturbi

Nel caso di molti batteri, la patogenicità è aumentata fornendo loro pili. Ciò significa che un batterio con un pilus è in molti casi più patogeno di un batterio senza pilus. In questo caso, i pili non solo assumono il ruolo di adesina, ma anche il ruolo di fattore di virulenza. In questo contesto, i fattori di virulenza sono tutte proprietà di un microrganismo che rendono determinabile il suo effetto patogeno e quindi la sua virulenza.

Oltre ai pili per l'attaccamento alle cellule, gli strumenti per penetrare le cellule ei meccanismi per la distruzione cellulare giocano un ruolo per i fattori di virulenza di un particolare microrganismo. I fattori di virulenza sono spesso elementi strutturali come i pili, ma possono anche corrispondere a prodotti metabolici del microrganismo.

In molti tipi di batteri, i pili sono l'elemento strutturale decisivo per colonizzare un organismo ospite. Se un batterio non può attaccarsi al suo ospite, di solito è meno in grado di penetrare nell'organismo ospite. Finché il batterio non penetra, non può moltiplicarsi nell'ospite e quindi non può causare una condizione patologica nel corpo dell'ospite.

Nella maggior parte dei casi, i pili reagiscono in modi specifici o non specifici con i singoli recettori all'interno della membrana cellulare bersaglio per ancorare il batterio in essa.

I pili specializzati per lo scambio di DNA tra batteri promuovono anche l'aggressività di un agente patogeno in senso lato. Più velocemente un agente patogeno può diffondersi nel corpo dell'ospite, più aggressiva e veloce è l'infezione che ne deriva.