Pilus je adhezin, ki omogoča bakterije pritrditi na celice in pomagati kolonizirati gostitelja. Negativno na gram bakterije zlasti so običajno opremljeni s pilusom ali več pili. Prisotnost pili lahko znatno poveča patogenost patogena in velja za dejavnik virulence.
Kaj je pilus?
Pilus ali fimbrije so sestavni del prokariontov. Je nitasta beljakovina, ki leži zunaj celic kot podaljšek celice in spada med adhezine. Adhezivi so površinske sestavine bakterije ki omogočajo mikroorganizmu, da se pritrdi na biološke strukture gostitelja. Tako adhezini ustrezajo tako imenovanim faktorjem virulence, saj so osnovni predpogoj za kolonizacijo. V ožjem pomenu so to bakterijsko proizvedeni dejavniki, ki omogočajo bakteriji, da se pritrdi na strukture ali celice gostitelja. Na primer, pri adheziji z adhezini se bakterija ne izpere preprosto. Izražanje adhezinov se pri nekaterih bakterijskih vrstah razlikuje glede na okoljske razmere. Obstajajo različne vrste pili v smislu adhezina. Celični dodatki se razlikujejo po beljakovinah, dolžini in premeru. Njihova funkcija je lahko odvisna tudi od rahlih razlik med bakterijami. Dolžina je lahko od 0.1 do 20 mikrometrov. Premer pili je od dva do približno 20 mikrometrov. Poleg oprijema na vmesnikih trdna tekočina ali plin-tekočina pili omogočajo tudi, da se bakterije pritrdijo na druge bakterije in pritrdijo na epitelijske celice živali. Poleg tega so dodatki včasih vključeni v izmenjavo bakterijske DNA. Za razliko od bakterijskih bičkov so pili kratki in togi. Projektirajo znotrajcelično in zunajcelično.
Pomen in funkcija
Pili so najbolj značilne za bakterije z gram negativnim obnašanjem obarvanja. Te vrste bakterij imajo od enega do štiri od teh celičnih procesov, odvisno od posameznika. Pili dovoli vode-kolonizirajoče bakterije, da se pritrdijo na trdne snovi in na ta način ostanejo na istem mestu v tekočih medijih. Medij spere nova hranila mimo njih in izpere razgradne produkte njihove presnove. Poleg tega lahko bakterije, ko se pritrdijo med zrak in tekočino preko pilusa ali pilija, iz tekočega medija izločijo hranila in črpajo kisik iz zraka hkrati. Pritrditev goste bakterijske plasti na površino tekočih medijev je znana tudi kot penasta plast. Nekatere vrste pili se uporabljajo za vodoravne gen prenos. Ti pili se imenujejo F-pili ali spolni pili. So razmeroma debeli in votli dodatki, ki imajo le bakterije dajalce ali darovalce. Posameznika prejemnika imenujemo akceptor ali prejemnik, pilus pa se po stiku z njim razgradi. To samodejno zmanjša celično razdaljo med akceptorjem in darovalcem. Zunaj pilusa je tako mogoče na izjemno majhni razdalji vzpostaviti plazemski most, ki služi za prenos genetskih informacij. Dejavniki odpornosti (R) in dejavniki plodnosti (F) se izmenjujejo preko plazemskega mostu. Kot del tega postopka se dvojni sklop DNA odvije v posamezne verige, nakar se deli verige preselijo od darovalca do prejemnika. Sledi raztapljanje plazemskega mostu. Nato bakterije dokončajo enojno verigo, da tvorijo dvojno verigo. Še druge bakterije imajo tako imenovane pili tipa IV, ki jim omogočajo gibanje po trdni površini. Njihovi pili so sestavljeni iz kopij beljakovin PilA in niso votli. Običajno se nahajajo na obeh polah z njimi opremljene bakterije. Druge vrste pilusa vključujejo Hrp pilus, ki ga najdemo predvsem v rastlinah patogeni, tip I tipa, tip IV vrste pilus in Pap pilus. Skupnost pilijev je v njihovi gradbeni beljakovini, ki ustreza tako imenovanemu pilinu. Poleg tega je večina pili cevaste oblike.
Bolezni in motnje
Pri mnogih bakterijah se patogenost poveča, če so opremljeni s pili. To pomeni, da je v mnogih primerih bakterija s pilusom bolj patogena kot bakterija brez pilusa. V tem primeru pili ne prevzame samo vloge adhezina, temveč tudi vlogo faktorja virulence. V tem kontekstu so dejavniki virulencije vse lastnosti mikroorganizma, zaradi katerih je njegov patogeni učinek in s tem tudi virulenca določljiv. Poleg pili za pritrditev na celice imajo pri virulenci dejavniki vlogo instrumenti za prodiranje v celice in mehanizmi za njihovo uničenje. določen mikroorganizem. Faktorji virulence so pogosto strukturni elementi, kot so pili, lahko pa ustrezajo tudi presnovkom mikroorganizma. V mnogih rodovih bakterij so pili ključni strukturni element za naselitev gostiteljskega organizma. Če se bakterija ne more pritrditi na gostitelja, je na splošno manj sposobna napasti gostiteljski organizem. Dokler bakterija ne napade, se v gostitelju ne more razmnoževati in tako ne more povzročiti patološkega stanje v telesu gostitelja. V večini primerov pili reagirajo na specifičen ali nespecifičen način s posameznimi receptorji znotraj tarče celična membrana da zasidra bakterijo v sebi. Specializirani pili za izmenjavo DNA med bakterijami na splošno spodbujajo tudi agresivnost patogenega povzročitelja. Hitreje kot se patogen lahko razširi po gostiteljevem telesu, bolj agresivna in hitra je posledična okužba.
