Pilus

A Pilus "Adhesiin" on adhesiin, mis võimaldab bakteritel rakkude külge kinnituda ja aitab seega kaasa peremehe koloniseerimisele. Eriti gramnegatiivsed bakterid on tavaliselt varustatud ühe või enama tugipostiga. Pili esinemine võib patogeeni patogeensust märkimisväärselt suurendada ja seda peetakse virulentsusfaktoriks.

Mis on pilus?

Pilus või ka Fimbriae on prokarüootide komponent. See on niiditaoline valk, mis paikneb rakkude välispinnana raku pikendusena ja kuulub adhesiinide hulka. Adhesiinid on bakterite pinnakomponendid, mis võimaldavad mikroorganismil kinnistuda peremehe bioloogiliste struktuuride külge. See tähendab, et abhesiinid vastavad nn virulentsusfaktoritele, kuna need on kolonisatsiooni põhinõue.

Kitsamas tähenduses on need bakteriaalselt toodetud tegurid, mis võimaldavad bakteril kinnituda peremehe struktuuridesse või rakkudesse. Näiteks liimi nakkumise korral ei pese bakter lihtsalt ära.

Adhesiinide ekspressioon teatud tüüpi bakterites varieerub sõltuvalt keskkonnatingimustest. Adhesiini tähenduses on erinevaid pili tüüpe. Rakkude lisad erinevad valgu, pikkuse ja läbimõõdu poolest. Nende funktsioon võib mõjutada ka baktereid bakterite vahel. Pikkus võib varieeruda vahemikus 0,1 kuni 20 mikromeetrit. Pili läbimõõt on vahemikus kaks kuni umbes 20 mikromeetrit.

Lisaks kleepumisele tahke ja vedela või gaasi ja vedeliku vahelise liidese abil võimaldavad pilid ka bakteritel nakkuda teiste bakteritega ja kinnituda loomade epiteelirakkudesse. Lisaks osalevad protsessid mõnikord ka bakterite DNA vahetuses. Erinevalt bakteriaalsetest flagelladest on pilid lühikesed ja jäigad. Need ulatuvad välja rakusiseselt ja rakuväliselt.

Tähendus ja funktsioon

Pili on eriti tüüpiline bakteritele, kellel on gram-negatiivne värvimiskäitumine. Seda tüüpi bakteritel on olenevalt inimesest üks kuni neli neist rakuprotsessidest. Pili kaudu saavad vett koloniseerivad bakterid kinnituda kuivainete külge ja sel viisil jääda vedelas keskkonnas samasse kohta. Sööde peseb neist uued toitained ja peseb ära nende ainevahetuse lagunemissaadused.

Kinnitades end õhu või vedeliku vahel oma samba või pili kaudu, saavad bakterid vedelast keskkonnast ka toitaineid eraldada ja samal ajal õhust hapnikku ammutada. Tiheda bakterikihi kinnitumist vedela söötme pinnale tuntakse ka saastana.

Geeni horisontaalseks ülekandmiseks kasutatakse mõnda tüüpi pilisid. Neid pilisid nimetatakse F-piliks või seksuaalseks piliks. Need on suhteliselt paksud ja õõnsad lisad, mis ainult doonorbakteritel või doonoritel on. Saaja-indiviidi nimetatakse aktsepteerijaks või adressaadiks ja pärast temaga kokkupuutumist jaotatakse pilu uuesti. See vähendab aktseptori ja doonori vahelist rakukaugust automaatselt.

Väljaspool piljardit saab äärmiselt väikese vahemaa tagant üles ehitada plasmasilla, mis edastab geneetilist teavet. Resistentsuse (R) ja viljakuse (F) tegurid vahetatakse plasma silla kaudu. Selle käigus keritakse DNA kahekordne ahel üksikuteks ahelateks, misjärel ahela osad rändavad doonorilt retsipiendile. Sellele järgneb plasmasilla lahustumine. Seejärel komplekteerivad bakterid ühe ahela, moodustades kaksikahela.

Veel teistel bakteritel on nn IV tüübi pilid, mis võimaldavad neil liikuda tahkel pinnal. Teie pili koosneb PilA valgukoopiatest ega ole õõnsad. Tavaliselt asuvad nad nendega varustatud bakteri mõlemal pool.

Muud tüüpi pilus on Hrp-Pilus, mis esineb peamiselt taimepatogeenides, I-tüüpi Pilus, IV-tüüpi Pilus ja Pap-Pilus. Pili ühine tunnus seisneb nende ehitusvalgus, mis vastab nn piliinile. Lisaks on enamik pili torukujulisi.

Haigused ja tervisehäired

Paljude bakterite korral suurendatakse patogeensust, pakkudes neile pili. See tähendab, et palsamiga bakter on paljudel juhtudel patogeensem kui pilusita bakter. Sel juhul ei võta pili mitte ainult adhesiini, vaid ka virulentsusfaktori rolli. Selles kontekstis on virulentsusfaktorid kõik mikroorganismi omadused, mis muudavad selle patogeense toime ja seega virulentsuse määratavaks.

Lisaks rakkudele kinnitumise piltidele mängivad rakkudesse tungimise vahendid ja rakkude hävitamise mehhanismid rolli ka konkreetse mikroorganismi virulentsusfaktorites. Virulentsusfaktorid on sageli struktuurielemendid, nagu pilid, kuid võivad vastata ka mikroorganismi ainevahetustoodetele.

Paljude bakteritüüpide puhul on pilid peremeesorganismi koloniseerimisel määravaks struktuurielemendiks. Kui bakter ei suuda end oma peremehe külge kinnituda, on see tavaliselt vähem võimeline peremeesorganismi tungima. Kuni bakter ei tungi, ei saa see peremeesorganismis paljuneda ega põhjustada peremehe kehas patoloogilist seisundit.

Enamikul juhtudel reageerivad pilid spetsiifilisel või mittespetsiifilisel viisil sihtraku membraani üksikute retseptoritega, et ankurdada selles olev bakter.

Spetsiaalsed näidised DNA vahetamiseks bakterite vahel soodustavad ka patogeense aine agressiivsust selle kõige laiemas tähenduses. Mida kiiremini patogeen peremeesorganismis levida võib, seda agressiivsem ja kiirem on nakkus, mille tulemuseks on.