- פרספקטיבה היסטורית
- מאפיינים כלליים
- הרכב חלבונים
- מבנה ומדידות
- גנטיקה
- סוגים
- מאפיינים
- נְטִיָה
- תְנוּעָה
- הדבקה ופתוגניות
- הפניות
הפילים (מן השיער הלטיני, פילי ביחיד) הם שלוחות הממוקמות על פני השטח של כמה תאים חיידקיים. הם קשורים בעיקר למנגנון העברת הגנים האופקי הנקרא conjugation, עם תנועה והידבקות של חיידקים למשטחים ביוטיים ואביוטיים.
אין להתבלבל בין תהליכים דמויי פילי לבין דגלים או פימבריה, מכיוון שהם נבדלים מאוד במבנה ובתפקודם - אם כי עם האחרונים הם חולקים את תפקידה של הידבקות התא.
מקור: אדנוזין
פרספקטיבה היסטורית
העמסות התגלו בזכות יישום מיקרוסקופיית אלקטרונים תוך כדי בחינת התוספות הסטרומנטיות של החיידקים. באמצע שנות החמישים של המאה העשרים, הם הוצגו דמויות ונקראו פימבריה.
רק בשנות השישים הציג ברינטון את המונח "פילי", וביסס את ההבדלים בין מבנים אלה עם הפימבריה ועם שאר השלוחות הניצוצות.
מאפיינים כלליים
למרות שאורגניזמים פרוקריוטים נחשבים "פשוטים" - בהשוואה לשושלת האוקריוטות - יש להם סדרת מאפיינים שהופכים אותם למורכבים למדי, לא רק מבפנים, אלא גם מבחוץ.
ישנם חיידקים המוקפים בסדרת תהליכים עם פונקציות מרובות, בעיקר תנועה והחלפת חומר גנטי.
אחד התוספים הללו הם העמודים, מבנים הדומים לשיער דק וכי הם קשורים להעברה אופקית של גנים.
הרכב חלבונים
הפילי מורכב בעיקר מחלבון אוליגומרי הנקרא פילין (16-20 kDa). הפילין מסודרים בצורה סלילית זה עם זה ליצירת מבנה בצורת גליל. חלבון זה יכול לשנות את הסידור המבני שלו להשתתף בתנועה.
מבנה ומדידות
אגן רגיל אורך ממוצע של 0.3 עד 1.0 מיקרומטר וקוטר 7 ננומטר. עם זאת, מדד זה יכול להשתנות באופן משמעותי בהתאם למין המדובר.
הם מופצים על פני התא של חיידקים גרם חיוביים ושלילי של גרם, אך דיווחים על גריסים מיניים רק בקבוצה של חיידקים גרם שליליים.
ישנן הרחבות אחרות הדומות לפיליס, אך שונות במבנה ובתפקוד שלה. לכן יש לברר היבטים אלה כדי למנוע בלבול. לדוגמה, פילי דקים הרבה יותר וקצרים בהרבה מגלגל.
למרות שהמונחים pili ו- frimbriae משמשים באופן נרדף על ידי כמה מחברים, פיברמיה נמצאים בדרך כלל במספרים גדולים ומשתתפים בתופעת ההדבקה של מיקרואורגניזמים - הרלוונטית להגדרת היכולת הזיהומית של התא המדובר.
למרות שהם משתתפים גם בהדבקה, העמסות הן בפחות מספרים והן ארוכות יותר.
גנטיקה
הגנים החיידקיים המקודדים ליצירת פילי יכולים להיות ממוקמים על הכרומוזום של האורגניזם או כישות חוץ-כרומוזומלית, כלומר על פלסמיד.
סוגים
מבחינה היסטורית, הקבוצות קובצו תוך התחשבות במאפיינים פנוטיפיים כמו גם בתכונות אנטיגניות. סיווג שנקבע במחקרי החלוציות של פילי לקח בחשבון את יכולת ההמגלוטינציה, תוך שימוש בפili שקיים בזנים שונים של E. coli.
סיווג שני מבוסס על מאפיינים מורפולוגיים יחסית בשלוש קבוצות: הפילה הגמישה והדקה, הגמישה והעבה והנוקשה.
הסיווג האחרון מציע שתי קטגוריות עיקריות: הפייליי הרגיל והפפילה המינית. מכיוון שהסיווג מבוסס בעיקר על פונקציית המבנה, נדון בפירוט על כל סוג בסעיף הבא.
מאפיינים
נְטִיָה
חילופי חומר גנטי אינם מוגבלים להעברת DNA מהורה לילד. בכל שולי החיים נפוצה תופעה המכונה העברת גנים אופקיים (THG בקיצור), כאשר אנשים מאותו זמן דור - אשר קשורים או לא קשורים - מסוגלים להחליף DNA.
בפרוקריוטות, צורה אחת של THG היא צירוף, הכרוך במעבר של חומר גנטי מאדם אחד למשנהו והמבנה בו נעשה שימוש הוא הפילה המינית. הרחבה זו תפעל כ"גשר "בו חיידק בשם F + יתחבר ל- F- והמעבר של ה- DNA יתרחש.
אחד המאפיינים של ההתייחדות הוא שחייב להיות מגע פיזי בין החיידקים המשתתפים. ה- DNA שנתרם בדרך כלל מוסיף פונקציה לחיידקים המקבלים, כולל עמידות לאנטיביוטיקה או יכולת לחילוף חומרים של תרכובת ביעילות.
ישנם שני סוגים נוספים של THG, כלומר: טרנספורמציה והתמרה. יחד עם צמידות תהליכים אלו עיצבו את התפתחות הגנום של המינים (ולא רק חיידקים), והוסיפו רמה גבוהה יותר של מורכבות לעץ החיים - אם נוסיף אירועי THG עדיף להתייחס לרשת ו לא עץ.
תְנוּעָה
במין Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, ובזנים מאוד ספציפיים של E. coli, פילי ממלאים תפקיד בתנועה.
התנועתיות של קבוצת חיידקים זו מתרחשת באופן הבא: תת יחידה של החלבונים המרכיבים אותם - פילין משתרע מהפילוס. לאחר מכן, הרחבה חדשה זו מצליחה לבוא במגע עם משטח תא זר, וכשהוא מגיע אליו הוא חוזר בו, מניעה תנועה בתא.
סוג תנועה ראשון זה מכונה תנועתיות התכווצות. כצפוי, ביצוע דפוס תנועה זה מביא לתנועות קצרות לסירוגין.
הסוג השני של תנועתיות ידוע כנועיות מחליקה ומאפיין myxobacteria. זה קשור לעקירת התאים בסביבות בהן פרופורציות המים נמוכות למדי, כמו קרקעות או ביופילמים. עם זאת, המנגנון אינו מובן היטב.
מחברים אחרים נבדלים זה מזה בתפיסה זו (ראו Zhou & Li, 2015), ומציעים כי פילי אינם מבנים הקשורים לתנועה.
הדבקה ופתוגניות
פילי משתתף בהדבקה של תאי חיידקים למשטחים שונים, ביוטיים ואביוטיים כאחד.
בחיידקים גרם שליליים, נוכחות של פילי (ופימבריה כאמור לעיל) קשורה לוויסות של אינטראקציות חיידק-חיידק ואירוח-פתוגן, החשובים בהתפתחות מחלות.
שימו לב כי הדבקה של המיקרואורגניזם לתא המארח היא צעד מכריע בשלבים המוקדמים של המחלה.
הפניות
- קליוול, ד.ב. (עורכת). (2013). צמיד חיידקי. ספרינגר מדע ומדיה עסקית.
- De Vries, FP, Cole, R., Dankert, J., Frosch, M., and Van Putten, JP (1998). נייסריה מנינגיטידיס המייצרת את דבוקת ה- Opc קושרת קולטני חלבון אפיתליים. מיקרוביולוגיה מולקולרית, 27 (6), 1203-1212.
- Llosa, M., Gomis-Rüth, FX, Coll, M., & Cruz, FDL (2002). חיבור חיידקי: מנגנון דו-שלבי להובלת DNA. מיקרוביולוגיה מולקולרית, 45 (1), 1-8.
- שכטר, מ '(עורכת). (2010). אנציקלופדיה דלפקית למיקרוביולוגיה. עיתונות אקדמית.
- טורטורה, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2016). מיקרוביולוגיה: מבוא. פירסון.
- ג'ואו, X., & Li, Y. (Edds). (2015). אטלס של מיקרוביולוגיה דרך הפה: ממיקרופלורה בריאה למחלות. עיתונות אקדמית.