Pilus je adhezin koji dopušta bakterija da se prikače na stanice, pomažući koloniziranju domaćina. Gram-negativan bakterija posebno su obično opremljeni pilusom ili višestrukim pilijima. Prisutnost pilija može značajno povećati patogenost patogena i smatra se faktorom virulencije.
Što je pilus?
Pilus ili fimbrije sastojak su prokariota. To je nitasti protein koji leži izvan stanica kao produžetak stanice i pripada adhezinima. Adhezivi su površinske komponente bakterija koji omogućuju mikroorganizmu da se veže za biološke strukture svog domaćina. Dakle, adhezini odgovaraju takozvanim faktorima virulencije, jer su osnovni preduvjet za kolonizaciju. U užem smislu, to su bakterijski proizvedeni čimbenici koji omogućavaju bakteriji da se veže na strukture ili stanice domaćina. Na primjer, pri adheziji adhezinima, bakterija se ne ispire jednostavno. Ekspresija adhezina varira kod nekih bakterijskih vrsta ovisno o uvjetima okoline. Postoje različite vrste pili u smislu adhezina. Stanični se dodaci razlikuju u proteinima, duljini i promjeru. Njihova funkcija također može biti podložna manjim varijacijama od bakterije do bakterije. Duljina može varirati od 0.1 do 20 mikrometara. Promjer pilića kreće se od dva do oko 20 mikrometara. Osim prianjanja na sučelje krute tekućine ili plina i tekućine, pili također omogućuju da se bakterije prikače na druge bakterije i učvrste na stanice životinjskog epitela. Uz to, dodaci su ponekad uključeni u razmjenu bakterijske DNA. Za razliku od bakterijskih bičeva, pili su kratki i kruti. Oni projiciraju unutarćelijski i izvanstanično.
Značaj i funkcija
Pili su najtipičniji za bakterije s gram-negativnim ponašanjem bojenja. Ove vrste bakterija posjeduju jedan do četiri od ovih staničnih procesa, ovisno o pojedincu. Pili dopustiti voda-kolonizirajuće bakterije da se prikače na krute tvari i na taj način ostanu na istom mjestu u tekućim medijima. Medij ispire nove hranjive sastojke pored sebe i ispire produkte razgradnje njihovog metabolizma. Štoviše, spajajući se između zraka i tekućine putem pilusa ili pili, bakterije mogu iz tekućeg medija izvući hranjive sastojke i povući kisik iz zraka istodobno. Pričvršćivanje gustog bakterijskog sloja na površinu tekućih medija poznato je i kao sloj ološja. Neke se vrste pili koriste za vodoravne gen prijenos. Ti se pili nazivaju F-pili ili seksualni pili. Oni su relativno debeli i šuplji dodaci koji imaju samo donatorske bakterije ili donore. Primatelj se naziva akceptor ili primatelj, a pilus se razgrađuje nakon kontakta s njim. To automatski smanjuje staničnu udaljenost između akceptora i davatelja. Izvan pilusa, na taj se način može uspostaviti plazemski most na izuzetno maloj udaljenosti, koji služi za prijenos genetičkih informacija. Čimbenici otpora (R) i čimbenici plodnosti (F) dovode se do izmjene putem plazma mosta. Kao dio ovog postupka, dvostruki lanac DNA odmotava se u pojedinačne lance, nakon čega dijelovi lanca migriraju od donora do primatelja. Nakon toga slijedi otapanje plazma mosta. Zatim bakterije dovršavaju jednostruku nit koja tvori dvostruku nit. Još druge bakterije posjeduju takozvane piliće tipa IV, koji im omogućuju kretanje po čvrstoj površini. Njihovi se pili sastoje od kopija proteina PilA i nisu šuplji. Obično se nalaze na oba pola njima opremljene bakterije. Ostale vrste pilusa uključuju Hrp pilus, koji se prvenstveno nalazi u biljkama patogeni, tip-I pilus, tip-IV pilus i Pap pilus. Zajedništvo pilija leži u njihovom građevinskom proteinu, koji odgovara takozvanom pilinu. Uz to je većina pili cjevastog oblika.
Bolesti i poremećaji
U mnogih bakterija patogenost se poboljšava opremanjem pilijima. Odnosno, u mnogim je slučajevima bakterija s pilusom patogenija od bakterije bez pilusa. U ovom slučaju, pili ne samo da preuzima ulogu adhezina, već i ulogu faktora virulencije. U tom kontekstu, čimbenici virulencije su sva svojstva mikroorganizma koja čine njegov patogeni učinak, a time i virulenciju odredivim. Uz pili za vezivanje na stanice, instrumenti za prodiranje u stanice i mehanizmi za uništavanje stanica igraju ulogu u faktorima virulencije određeni mikroorganizam. Čimbenici virulencije često su strukturni elementi poput pilija, ali također mogu odgovarati metabolitima mikroorganizma. U mnogim rodovima bakterija, pili su kritični strukturni element za kolonizaciju organizma domaćina. Ako se bakterija ne može vezati za svog domaćina, općenito je manje sposobna da napadne organizam domaćina. Sve dok bakterija ne napadne, ona se ne može razmnožavati u domaćinu i stoga ne može uzrokovati patološku stanje u tijelu domaćina. U većini slučajeva pili reagiraju na specifične ili nespecifične načine s pojedinačnim receptorima unutar cilja stanična membrana da usidri bakteriju u sebi. Specijalizirani pili za razmjenu DNA između bakterija također široko promiču agresivnost patogenog agensa. Što se brži patogen može proširiti tijelom domaćina, rezultirajuća infekcija je agresivnija i brža.
