En pilus er et adhesin som tillater det bakterie å feste til celler, og hjelpe til med å kolonisere verten. Gram-negativ bakterie spesielt er de vanligvis utstyrt med en pilus eller multiple pili. Tilstedeværelsen av pili kan øke patogenisiteten til et patogen betydelig og betraktes som en virulensfaktor.
Hva er en Pilus?
Pilus, eller fimbriae, er en komponent av prokaryoter. Det er et trådformet protein som ligger utenfor celler som en celleforlengelse og tilhører adhesinene. Lim er overflatekomponenter av bakterie som gjør det mulig for mikroorganismen å feste seg til biologiske strukturer hos verten. Dermed tilsvarer adhesiner såkalte virulensfaktorer, da de er en grunnleggende forutsetning for kolonisering. I en smalere forstand er dette bakterielt produserte faktorer som gjør det mulig for bakterien å feste seg til strukturer eller celler i verten. For eksempel, ved vedheft av adhesiner, vasker ikke bakterien seg bare. Uttrykket av adhesiner varierer hos noen bakteriearter avhengig av miljøforholdene. Det finnes forskjellige typer pili i betydningen av et adhesin. Cellevedleggene varierer i protein, lengde og diameter. Deres funksjon kan også være utsatt for små variasjoner fra bakterie til bakterie. Lengden kan variere fra 0.1 til 20 mikrometer. Piliens diameter varierer fra to til ca. 20 mikrometer. I tillegg til vedheft til fast-væske- eller gass-væske-grensesnitt, lar pili også bakterier feste seg til andre bakterier og feste seg til dyreepitelceller. I tillegg er vedleggene noen ganger involvert i bakteriell DNA-utveksling. I motsetning til bakteriell flagella er pili kort og stiv. De projiserer intracellularly og ekstracellularly.
Betydning og funksjon
Pili er mest typisk for bakterier med gramnegativ fargingsadferd. Disse typer bakterier har en til fire av disse celleprosessene, avhengig av individet. Pili tillater Vann-koloniserende bakterier for å feste seg til faste stoffer og på denne måten forbli på samme sted i flytende medier. Mediet vasker nye næringsstoffer forbi dem og vasker ned nedbrytningsproduktene av stoffskiftet. Videre, ved å feste seg mellom luft og væske via pilus eller pili, kan bakterier trekke ut næringsstoffer fra det flytende mediet og trekke oksygen fra lufta samtidig. Festingen av et tett bakterielag til overflaten av flytende medier er også kjent som et avskumlag. Noen typer pili brukes til horisontal gen overføre. Disse piliene kalles F-pili eller sex pili. De er relativt tykke og hule vedheng som bare har donorbakterier eller donorer. Mottakerindividet kalles aksepterer eller mottaker og pilus blir nedbrutt etter kontakt med det. Dette reduserer automatisk celleavstanden mellom mottaker og giver. Utenfor pilusen kan en plasmabro således etableres på en ekstremt liten avstand, som tjener til å overføre genetisk informasjon. Motstandsfaktorer (R) og fruktbarhetsfaktorer (F) bringes til utveksling via plasmabroen. Som en del av denne prosessen, blir den dobbelte DNA-strengen viklet ut i enkle tråder, hvoretter deler av strengen migrerer fra giveren til mottakeren. Dette følges av oppløsningen av plasmabroen. Bakteriene fullfører deretter enkeltstrengen for å danne dobbeltstrengen. Atter andre bakterier har såkalt type IV pili, som lar dem bevege seg på en fast overflate. Piliene deres består av PilA-proteinkopier og er ikke hule. De er vanligvis plassert på begge polene av en bakterie utstyrt med dem. Andre typer pilus inkluderer Hrp pilus, som hovedsakelig finnes i planter patogener, type I pilus, type IV pilus og Pap pilus. Felles for pili ligger i deres konstruksjonsprotein, som tilsvarer den såkalte pilin. I tillegg er de fleste pili rørformede.
Sykdommer og lidelser
I mange bakterier forbedres patogenisiteten ved å være utstyrt med pili. Det vil si at i mange tilfeller er en bakterie med pilus mer patogen enn en bakterie uten pilus. I dette tilfellet antar pili ikke bare rollen som et adhesin, men også rollen som en virulensfaktor. I denne sammenheng er virulensfaktorer alle egenskapene til en mikroorganisme som gjør dens patogene effekt og dermed dens virulens bestemmbar. I tillegg til pili for feste til celler, spiller instrumenter for penetrering i celler og mekanismer for celledestruksjon en rolle for virulensfaktorene til en bestemt mikroorganisme. Virulensfaktorer er ofte strukturelle elementer som pili, men kan også tilsvare metabolitter i mikroorganismen. I mange bakterieslag er pili det kritiske strukturelle elementet for kolonisering av en vertsorganisme. Hvis en bakterie ikke kan feste seg til verten, er den generelt mindre i stand til å invadere vertsorganismen. Så lenge bakterien ikke invaderer, kan den ikke formere seg i verten og kan dermed ikke forårsake patologisk tilstand i vertslegemet. I de fleste tilfeller reagerer pili på spesifikke eller uspesifikke måter med individuelle reseptorer innenfor målet cellemembran for å forankre bakterien i den. Spesialisert pili for DNA-utveksling mellom bakterier fremmer også aggressiviteten til et patogent middel. Jo raskere et patogen kan spre seg gjennom vertsens kropp, jo mer aggressiv og rask blir den resulterende infeksjonen.
