Características, tipos e funções de pili

O Pili (De latim cabelo, em pilus singular) são prolongamentos localizados na superfície de algumas células bacterianas. Eles estão principalmente relacionados ao mecanismo de geração horizontal chamado conjugação, com a locomoção e adesão de bactérias a superfícies bióticas e abióticas.

As extensões do tipo pili não devem ser confundidas com flagelos ou FIMBRIAE, pois diferem profundamente em estrutura e função - embora com a última vez que compartilhem a função de adesão celular.

Fonte: Adenosina [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)] [TOC]

Perspectiva histórica

Os pili foram descobertos graças à implementação da microscopia eletrônica, enquanto estudavam apêndices filamentosos bacterianos. Em meados dos anos 50, eles foram visualizados e chamados de Fimbria.

Não foi até os anos 60 que Brinton apresenta o termo pili, estabelecendo diferenças dessas estruturas com as Fimbrias e com o restante das extensões filamentosas.

Características gerais

Embora os organismos procarióticos sejam considerados "simples" - em comparação com a linhagem dos eucariotos - eles têm uma série de características que os tornam bastante complexos, não apenas dentro, mas também no exterior.

Algumas bactérias são cercadas por uma série de extensões com múltiplas funções, principalmente a locomoção e a troca de material genético.

Uma dessas extensões são os pili, estruturas que lembram cabelos finos e que estão relacionados à transferência horizontal de genes.

Composição de proteínas

Os pili são compostos principalmente por uma proteína oligomérica chamada Pilina (16 a 20 kDa). Pilina é ordenada de maneira helicoida. Esta proteína pode modificar seu arranjo estrutural para participar da locomoção.

Estrutura e medições

Os pili comuns têm um comprimento médio de 0,3 a 1,0 µm e um diâmetro de 7 nm. No entanto, essa medida pode mudar significativamente, dependendo das espécies em questão.

Eles são distribuídos na superfície celular de bactérias Gram positivas e gram -negativas, mas os pili sexuais foram relatados apenas em um grupo de bactérias gram -negativas.

Existem outras extensões semelhantes aos pilis, mas diferem em estrutura e dependendo. Portanto, é necessário esclarecer esses aspectos para evitar confusão. Por exemplo, os pili são muito mais magros e muitos mais curtos que um flagelo.

Embora o termo pili e frimbrias sejam usados ​​por alguns autores, como sinônimos, as Fimbrias são geralmente encontradas em grande quantidade e participam do fenômeno da adesão dos microorganismos - que é relevante para definir a capacidade infecciosa da célula em questão.

Embora eles também participem da adesão, os pili estão em menor quantidade e são mais longos.

Genética

Os genes bacterianos que codificam para a formação do pili podem estar localizados no cromossomo do organismo ou como uma entidade extractromossômica, ou seja, em um plasmídeo.

Pessoal

Historicamente, os Pili agruparam -se levando em consideração características fenotípicas, como propriedades antigênicas. Uma classificação estabelecida nos estudos pioneiros do pili levou em consideração a capacidade de hemaglutinação, usando o pili presente em diferentes cepas de E. coli.

Uma segunda classificação é baseada em características morfológicas relativas em três grupos: o pili flexível e fino, flexível e grosso.

A última classificação propõe duas categorias principais: o pili comum e o pili sexual. Como a classificação é baseada principalmente na função da estrutura, discutiremos em detalhes cada tipo na próxima seção.

Funções

Conjugação

A troca de material genético não se restringe à passagem dos pais para os filhos. Em todas as linhagens da vida, um fenômeno conhecido como genes horizontais de genes (THG abreviado), onde indivíduos do mesmo tempo geracional - que podem ou não estar relacionados - são capazes de DNA de troca é amplamente disseminado.

Nas probariotas, uma modalidade de THG é a conjugação, que envolve a passagem de material genético de um indivíduo para outro e a estrutura usada é pili sexual. Esta extensão atuará como uma "ponte", onde uma bactéria chamada F+ se conectará a um F- e a passagem do DNA ocorrerá.

Uma das características da conjugação é que deve haver contato físico entre as bactérias participantes. O DNA que geralmente é doado adiciona uma função às bactérias recebidas, incluindo resistência a um antibiótico ou a capacidade de metabolizar algum composto com eficiência.

Existem outros dois tipos adicionais de THG, a saber: transformação e transdução. Juntamente com a conjugação, esses processos moldaram a evolução dos genomas das espécies (não apenas de bactérias), acrescentando um nível de complexidade maior que a árvore da vida - que, se adicionarmos os eventos THG, é melhor se referir a um grade E não uma árvore.

Locomoção

Em espécies Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, e em cepas muito específicas de E. coli O pili desempenha um papel na locomoção.

A motilidade deste grupo bacteriano ocorre da seguinte maneira: Del Pilus estende uma subunidade das proteínas que as compõem - la pilina. Então, esta nova extensão gerencia.

Este primeiro tipo de movimento é conhecido como motilidade de contração. Como esperado, a execução desse padrão de locomoção resulta em movimentos curtos e intermitentes.

O segundo tipo de motilidade é conhecido como motilidade deslizante e é característica de Mixobacteria. Está relacionado ao deslocamento de ambientes onde as proporções da água são bastante baixas, como solos ou biofilmes. No entanto, o mecanismo não é conhecido muito bem.

Outros autores diferem nessa visão (ver Zhou & Li, 2015) e propõem que os pili não estejam relacionados à locomoção.

Adesão e patogenicidade

O pili participa da adesão de células bacterianas a várias superfícies, bióticas e abióticas.

Em bactérias gram-negativas, a presença de pili (e Fimbrias, como mencionado acima) está associada à regulação das interações microbio-microbio e patógeno hospedeiro, que são importantes no desenvolvimento de doenças.

Observe que a adesão do microorganismo à célula hospedeira é um passo crucial no início da patologia.

Referências

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