Pilus je adhezín, ktorý umožňuje baktérie pripojiť sa k bunkám a pomôcť tak kolonizovať hostiteľa. Gramnegatívne baktérie najmä sú obvykle vybavené pilusom alebo mnohonásobnými piliermi. Prítomnosť pili môže významne zvýšiť patogenitu patogénu a považuje sa za faktor virulencie.
Čo je to pilus?
Pilus alebo fimbriae je súčasťou prokaryotov. Je to vláknitý proteín, ktorý leží mimo buniek ako bunková extenzia a patrí medzi adhezíny. Adhezíny sú povrchovými zložkami baktérie ktoré umožňujú mikroorganizmu pripojiť sa k biologickým štruktúram svojho hostiteľa. Adhezíny teda zodpovedajú takzvaným faktorom virulencie, pretože sú základným predpokladom kolonizácie. V užšom zmysle ide o bakteriálne produkované faktory, ktoré umožňujú baktérii pripojiť sa k štruktúram alebo bunkám hostiteľa. Napríklad pri priľnavosti k adhezínom sa baktéria jednoducho nezmýva. Expresia adhezínov sa líši u niektorých bakteriálnych druhov v závislosti od podmienok prostredia. Existujú rôzne druhy pili v zmysle adhezínu. Bunkové doplnky sa líšia obsahom bielkovín, dĺžkou a priemerom. Ich funkcia môže tiež byť mierne odlišná od baktérie po baktériu. Dĺžka sa môže pohybovať od 0.1 do 20 mikrometrov. Priemer vlákniny sa pohybuje od dvoch do asi 20 mikrometrov. Okrem adhézie na rozhranie pevná látka-kvapalina alebo plyn-kvapalina umožňuje pili aj baktériám pripojiť sa k iným baktériám a fixovať ich na zvieracie epiteliálne bunky. Dodatky sa navyše niekedy podieľajú na výmene bakteriálnej DNA. Na rozdiel od bakteriálnych bičíkov sú pili krátke a tuhé. Projikujú sa intracelulárne a extracelulárne.
Dôležitosť a funkcia
Pili sú najbežnejšie pre baktérie s gramnegatívnym farbením. Tieto typy baktérií obsahujú jeden až štyri z týchto bunkových procesov, v závislosti od jednotlivca. Pili povoliť voda-kolonizujúce baktérie, ktoré sa pripájajú k pevným látkam a týmto spôsobom zostávajú na rovnakom mieste v kvapalnom prostredí. Médium premýva okolo nich nové živiny a odplavuje produkty ich metabolizmu. Okrem toho môžu baktérie naviazaním medzi vzduchom a tekutinou cez svoje pilusy alebo pili extrahovať živiny z kvapalného média a čerpať ich kyslík zo vzduchu súčasne. Pripojenie hustej bakteriálnej vrstvy k povrchu kvapalného média je tiež známe ako spodná vrstva. Niektoré typy pili sa používajú na horizontálne použitie gen prevod. Tieto pili sa nazývajú F-pili alebo sex pili. Sú to pomerne silné a duté prílohy, ktoré majú iba darcovské baktérie alebo darcov. Jednotlivec, ktorý je príjemcom, sa nazýva príjemca alebo príjemca a pilus sa po kontakte s ním degraduje. To automaticky zmenšuje vzdialenosť buniek medzi akceptorom a darcom. Mimo pilus sa tak dá vytvoriť plazmový mostík na extrémne malej vzdialenosti, ktorý slúži na prenos genetickej informácie. Faktory rezistencie (R) a faktory plodnosti (F) sa vymieňajú prostredníctvom plazmového mostíka. V rámci tohto procesu sa dvojitý reťazec DNA odvinie do jedného vlákna, po ktorom časti reťazca migrujú z darcu k príjemcovi. Potom nasleduje rozpustenie plazmového mostíka. Baktérie potom dokončia jedno vlákno a vytvoria dvojité vlákno. Ešte ďalšie baktérie obsahujú takzvané pili typu IV, ktoré im umožňujú pohyb na pevnom povrchu. Ich pili pozostávajú z proteínových kópií PilA a nie sú duté. Spravidla sa nachádzajú na oboch póloch nimi vybavenej baktérie. Medzi ďalšie druhy pilusu patrí Hrp pilus, ktorý sa nachádza predovšetkým v rastlinách patogény, pilus typu I, pilus typu IV a Pap pilus. Spoločnosť pili spočíva v ich stavebnom proteíne, ktorý zodpovedá takzvanému pilínu. Väčšina pilií je navyše rúrkovitého tvaru.
Choroby a poruchy
V mnohých baktériách sa patogenita zvyšuje vybavením pili. To znamená, že v mnohých prípadoch je baktéria s pilusom patogénnejšia ako baktéria bez pilusu. V tomto prípade pili preberá nielen úlohu adhezínu, ale aj úlohu faktora virulencie. V tejto súvislosti sú faktory virulencie všetky vlastnosti mikroorganizmu, vďaka ktorým je možné určiť jeho patogénny účinok, a tým aj jeho virulenciu. Okrem pili na pripojenie k bunkám zohrávajú úlohu faktory virulencie aj nástroje na penetráciu do buniek a mechanizmy na ničenie buniek. konkrétny mikroorganizmus. Faktory virulencie sú často štruktúrnymi prvkami, ako je napríklad pili, ale môžu tiež zodpovedať metabolitom mikroorganizmu. V mnohých rodoch baktérií sú pili kritickým štrukturálnym prvkom pre kolonizáciu hostiteľského organizmu. Ak sa baktéria nemôže pripojiť k hostiteľovi, je všeobecne menej schopná napadnúť hostiteľský organizmus. Pokiaľ baktéria nenapadne, nemôže sa v hostiteľovi množiť, a teda nemôže spôsobiť patológiu stav v tele hostiteľa. Vo väčšine prípadov pili reagujú špecifickými alebo nešpecifickými spôsobmi s jednotlivými receptormi v rámci cieľa bunková membrána ukotviť v nej baktériu. Špecializované pili na výmenu DNA medzi baktériami tiež vo veľkej miere podporuje agresivitu patogénneho činidla. Čím rýchlejšie sa patogén rozšíri po tele hostiteľa, tým agresívnejšia a rýchlejšia bude výsledná infekcia.
