Pilus je adhesin, který umožňuje bakterie připojit se k buňkám, což pomáhá kolonizovat hostitele. Gramnegativní bakterie zejména jsou obvykle vybaveny pilusem nebo vícenásobným pili. Přítomnost pili může významně zvýšit patogenitu patogenu a považuje se za faktor virulence.
Co je Pilus?
Pilus neboli fimbrie jsou součástí prokaryot. Jedná se o vláknitý protein, který leží mimo buňky jako buněčné prodloužení a patří k adhesinům. Adheziny jsou povrchové složky bakterie které umožňují mikroorganismu připojit se k biologickým strukturám svého hostitele. Adhesiny tedy odpovídají takzvaným faktorům virulence, protože jsou základním předpokladem kolonizace. V užším smyslu se jedná o bakteriálně produkované faktory, které umožňují bakterii připojit se ke strukturám nebo buňkám hostitele. Například při adhezi adheziny se bakterie jednoduše nesmyje. Exprese adhesinů se u některých bakteriálních druhů liší v závislosti na podmínkách prostředí. Existují různé druhy pili ve smyslu adhesinu. Přídavky buněk se liší proteinem, délkou a průměrem. Jejich funkce může také u jednotlivých bakterií mírně kolísat. Délka se může pohybovat od 0.1 do 20 mikrometrů. Průměr pili se pohybuje od dvou do přibližně 20 mikrometrů. Kromě adheze na rozhraní pevná látka-kapalina nebo plyn-kapalina umožňuje pili také bakteriím připojit se k jiným bakteriím a fixovat se na zvířecí epiteliální buňky. Kromě toho jsou přílohy někdy zapojeny do výměny bakteriální DNA. Na rozdíl od bakteriálních bičíků jsou pili krátké a tuhé. Projikují se intracelulárně a extracelulárně.
Význam a funkce
Pili jsou nejtypičtější pro bakterie s gramnegativním barvením. Tyto typy bakterií mají jeden až čtyři z těchto buněčných procesů, v závislosti na jednotlivci. Pili povolit voda- kolonizující bakterie, které se připojují k pevným látkám a tímto způsobem zůstávají na stejném místě v kapalném médiu. Médium promývá nové živiny kolem nich a odplavuje produkty rozpadu jejich metabolismu. Kromě toho, bakterie mohou navazovat mezi vzduchem a kapalinou prostřednictvím pilusu nebo pili, a proto mohou extrahovat živiny z kapalného média a čerpat kyslík ze vzduchu současně. Připevnění husté bakteriální vrstvy k povrchu kapalného média je také známé jako spodinová vrstva. Některé typy pili se používají pro horizontální gen převod. Tyto pili se nazývají F-pili nebo sex pili. Jsou to relativně silné a duté přílohy, které mají pouze dárcovské bakterie nebo dárce. Jednotlivec příjemce se nazývá akceptor nebo příjemce a pilus se po kontaktu s ním degraduje. To automaticky snižuje vzdálenost buněk mezi akceptorem a dárcem. Mimo pilus tak může být vytvořen plazmový můstek na extrémně malé vzdálenosti, který slouží k přenosu genetické informace. Faktory rezistence (R) a faktory plodnosti (F) jsou přivedeny k výměně plazmatickým můstkem. V rámci tohoto procesu je dvojité vlákno DNA odvíjeno do jednoduchých řetězců, po kterých části řetězce migrují z dárce k příjemci. Poté následuje rozpuštění plazmového můstku. Bakterie pak dokončí jedno vlákno a vytvoří dvojité vlákno. Ještě další bakterie mají takzvané pili typu IV, které jim umožňují pohyb na pevném povrchu. Jejich pili se skládají z kopií proteinu PilA a nejsou duté. Obvykle se nacházejí na obou pólech bakterií jimi vybavených. Mezi další druhy pilusu patří Hrp pilus, který se vyskytuje převážně v rostlinách Patogenů, pilus typu I, pilus typu IV a Pap pilus. Společnost pili spočívá v jejich konstrukčním proteinu, který odpovídá takzvanému pilinu. Navíc většina pili je trubkovitého tvaru.
Nemoci a poruchy
U mnoha bakterií je patogenita zvýšena vybavením pili. To znamená, že v mnoha případech je bakterie s pilusem patogennější než bakterie bez pilusu. V tomto případě pili přebírá nejen roli adhesinu, ale také roli faktoru virulence. V této souvislosti jsou faktory virulence všechny vlastnosti mikroorganismu, díky nimž lze určit jeho patogenní účinek, a tedy i jeho virulenci. Kromě pili pro připojení k buňkám hrají pro virulentní faktory konkrétní mikroorganismus. Faktory virulence jsou často strukturálními prvky, jako je pili, ale mohou také odpovídat metabolitům mikroorganismu. V mnoha rodech bakterií jsou pili kritickým strukturálním prvkem pro kolonizaci hostitelského organismu. Pokud se bakterie nemůže připojit k hostiteli, je obecně méně schopná napadnout hostitelský organismus. Dokud bakterie nenapadne, nemůže se množit v hostiteli, a tak nemůže způsobit patologii stav v těle hostitele. Ve většině případů pili reagují specifickými nebo nespecifickými způsoby s jednotlivými receptory v cíli buněčná membrána ukotvit bakterii v ní. Specializovaná pili pro výměnu DNA mezi bakteriemi také obecně podporuje agresivitu patogenního agens. Čím rychleji se patogen může šířit po celém těle hostitele, tím agresivnější a rychlejší je výsledná infekce.
