PILI: ÖZELLIKLERI, TÜRLERI VE IŞLEVLERI - BIYOLOJI

Pili (Latince saç, tekil pilus gelen) bir bakteriyel hücrelerin yüzeyinde bulunan uzantılarıdır. Esas olarak bakterilerin biyotik ve abiyotik yüzeylere hareketi ve yapışması ile konjugasyon adı verilen yatay gen transfer mekanizması ile ilgilidir.

Pili benzeri süreçler, yapı ve işlev bakımından derinden farklılık gösterdikleri için flagella veya fimbriae ile karıştırılmamalıdır - ikincisi ile hücre yapışması işlevini paylaşmalarına rağmen.

Kaynak: Adenosin

Tarihi bakış açısı

Pili, bakteriyel ipliksi uzantıları incelerken elektron mikroskobu uygulaması sayesinde keşfedildi. 1950'lerin ortalarında görselleştirildiler ve fimbria olarak adlandırıldılar.

Brinton, 1960'lara kadar pili terimini tanıttı ve bu yapılar ile fimbriae ve diğer filamentli uzantıların arasında farklılıklar kurdu.

Genel özellikleri

Prokaryotik organizmalar, ökaryotik soyla karşılaştırıldığında "basit" olarak kabul edilmelerine rağmen, onları sadece içeride değil, dışarıda da oldukça karmaşık hale getiren bir dizi özelliğe sahiptir.

Bazı bakteriler, çok işlevli bir dizi işlemle çevrilidir, esas olarak hareket ve genetik materyal değişimi.

Bu uzantılardan biri de ince saçı andıran ve genlerin yatay transferiyle ilgili yapılar olan pili'dir.

Protein bileşimi

Pili, öncelikle pilin adı verilen bir oligomerik proteinden (16-20 kDa) oluşur. Pilin, silindir şeklinde bir yapı oluşturmak için birbiriyle sarmal bir şekilde düzenlenmiştir. Bu protein, hareketliliğe katılmak için yapısal düzenlemesini değiştirebilir.

Yapı ve ölçümler

Sıradan pili, ortalama 0.3 ila 1.0 um uzunluğa ve 7 nm çapa sahiptir. Bununla birlikte, bu ölçü, söz konusu türe bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir.

Gram pozitif ve gram negatif bakterilerin hücre yüzeyinde dağılmışlardır, ancak cinsel pili yalnızca bir grup gram negatif bakteride bildirilmiştir.

Pilis'e benzer, ancak yapı ve işlev bakımından farklılık gösteren başka uzantılar da vardır. Bu nedenle kafa karışıklığını önlemek için bu hususların açıklığa kavuşturulması gerekmektedir. Örneğin pili, kamçıdan çok daha ince ve çok daha kısadır.

Pili ve frimbriae terimi bazı yazarlar tarafından eşanlamlı olarak kullanılsa da, fimbrialar genellikle çok sayıda bulunur ve söz konusu hücrenin bulaşıcı kapasitesini tanımlamakla ilgili olan mikroorganizmaların yapışması fenomenine katılır.

Yapışmaya da katılsalar da pililer daha az sayıda ve daha uzundur.

Genetik

Pili oluşumunu kodlayan bakteriyel genler, organizmanın kromozomu üzerinde veya bir kromozom dışı varlık olarak, yani bir plazmidde yer alabilir.

Türleri

Tarihsel olarak pili, fenotipik özellikler ve antijenik özellikler dikkate alınarak gruplandırılmıştır. Pili'nin öncü çalışmalarında oluşturulan bir sınıflandırma, farklı E. coli suşlarında bulunan pili kullanarak hemaglütinasyon yeteneğini hesaba katmıştır.

İkinci bir sınıflandırma, üç gruptaki göreli morfolojik özelliklere dayanmaktadır: esnek ve ince pililer, esnek ve kalın ve sert.

Son sınıflandırma iki ana kategori önermektedir: sıradan pili ve cinsel pili. Sınıflandırma esas olarak yapının işlevine dayandığından, her bir türü bir sonraki bölümde ayrıntılı olarak tartışacağız.

Özellikleri

Birleşme

Genetik materyal değişimi, DNA'nın ebeveynden çocuğa geçişi ile sınırlı değildir. Yaşamın tüm soylarında, yatay gen transferi (kısaca THG) olarak bilinen bir fenomen yaygındır; burada, aynı nesil dönemindeki bireyler - akraba olsun ya da olmasın - DNA alışverişi yapabilirler.

Prokaryotlarda, bir THG formu, genetik materyalin bir bireyden diğerine geçişini içeren konjugasyondur ve kullanılan yapı cinsel pili'dir. Bu uzantı, F + adlı bir bakterinin bir F-'ye bağlanacağı ve DNA'nın geçişinin gerçekleşeceği bir "köprü" görevi görecek.

Konjugasyonun özelliklerinden biri, katılan bakteriler arasında fiziksel temas olması gerektiğidir. Bağışlanan DNA, genellikle alıcı bakteriye, bir antibiyotiğe direnç veya bir bileşiği verimli bir şekilde metabolize etme yeteneği dahil olmak üzere bir işlev ekler.

İki ek THG türü vardır, bunlar: dönüşüm ve transdüksiyon. Konjugasyonla birlikte bu süreçler, türlerin (sadece bakterilerin değil) genomlarının evrimini şekillendirmiş ve hayat ağacına daha yüksek bir karmaşıklık düzeyi eklemiştir - THG olaylarını eklersek, bir ağa başvurmak daha iyidir ve ağaç değil.

Hareket

Pseudomonas aeruginosa türlerinde, Neisseria gonorrhoeae ve çok özel E. coli türlerinde pili, harekette rol oynar.

Bu bakteri grubunun hareketliliği şu şekilde gerçekleşir: onları oluşturan proteinlerin bir alt birimi - pilin pilustan uzanır. Daha sonra bu yeni uzantı, yabancı bir hücre yüzeyi ile temas etmeyi başarır ve ona ulaştığında geri çekilerek hücre içinde bir hareket sağlar.

Bu ilk hareket türü, kasılma hareketliliği olarak bilinir. Beklenebileceği gibi, bu hareket modelinin yürütülmesi kısa, aralıklı hareketlerle sonuçlanır.

İkinci tür hareketlilik, kayma hareketi olarak bilinir ve miksobakterilerin karakteristiğidir. Toprak veya biyofilm gibi su oranlarının oldukça düşük olduğu ortamlarda hücrelerin yer değiştirmesi ile ilişkilendirilmiştir. Bununla birlikte, mekanizma çok iyi anlaşılmamıştır.

Diğer yazarlar bu görüşte farklılık gösterir (bkz. Zhou ve Li, 2015) ve pilinin hareketle ilgili yapılar olmadığını öne sürerler.

Yapışma ve patojenite

Pili, bakteri hücrelerinin hem biyotik hem de abiyotik olmak üzere çeşitli yüzeylere yapışmasına katılır.

Gram negatif bakterilerde, pili (ve yukarıda belirtildiği gibi fimbria) varlığı, hastalıkların gelişiminde önemli olan mikrop-mikrop ve konakçı-patojen etkileşimlerinin düzenlenmesiyle ilişkilidir.

Mikroorganizmanın konakçı hücreye yapışmasının, hastalığın erken aşamalarında önemli bir adım olduğuna dikkat edin.

Referanslar

Clewell, DB (Ed.). (2013). Bakteriyel konjugasyon. Springer Science & Business Media.
De Vries, FP, Cole, R., Dankert, J., Frosch, M. ve Van Putten, JP (1998). Opc adhezini üreten Neisseria meningitidis, epitelyal hücre proteoglikan reseptörlerini bağlar. Moleküler mikrobiyoloji, 27 (6), 1203-1212.
Llosa, M., Gomis-Rüth, FX, Coll, M. ve Cruz, FDL (2002). Bakteriyel konjugasyon: DNA taşınması için iki aşamalı bir mekanizma. Moleküler mikrobiyoloji, 45 (1), 1-8.
Schaechter, M. (Ed.). (2010). Mikrobiyoloji masa ansiklopedisi. Akademik Basın.
Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL ve Johnson, TR (2016). Mikrobiyoloji: bir giriş. Pearson.
Zhou, X. ve Li, Y. (Editörler). (2015). Oral Mikrobiyoloji Atlası: Sağlıklı Mikrofloradan Hastalığa. Akademik Basın.

PILI: ÖZELLIKLERI, TÜRLERI VE IŞLEVLERI - BIYOLOJI - 2025