필리 (라틴어 머리, 단수 pilus에서)는 일부 박테리아 세포의 표면에있는 확장입니다. 그들은 주로 생물 및 비 생물 표면에 대한 박테리아의 이동 및 부착과 함께 접합이라고 불리는 수평 유전자 전달 메커니즘과 관련이 있습니다.
Pili와 같은 과정은 구조와 기능이 크게 다르기 때문에 편모 또는 fimbriae와 혼동해서는 안됩니다.
출처 : 아데노신
역사적 관점
필리는 박테리아 필라멘트 부속기를 연구하는 동안 전자 현미경의 구현 덕분에 발견되었습니다. 1950 년대 중반, 그것들은 시각화되어 fimbria라고 불 렸습니다.
Brinton이 pili라는 용어를 도입 한 것은 1960 년대가 되어서야 fimbriae와 나머지 필라멘트 확장과의 차이점을 설정했습니다.
일반적 특성
원핵 생물은 진핵 생물의 계통에 비해 "단순"한 것으로 간주되지만 내부뿐만 아니라 외부에서도 매우 복잡하게 만드는 일련의 특성을 가지고 있습니다.
일부 박테리아는 주로 운동과 유전 물질의 교환과 같은 여러 기능을 가진 일련의 과정으로 둘러싸여 있습니다.
이러한 확장 중 하나는 미세 모발과 유사하고 유전자의 수평 전달과 관련된 구조 인 pili입니다.
단백질 구성
Pili는 주로 pilin (16-20 kDa)이라고하는 올리고머 단백질로 구성됩니다. 필린은 서로 나선형으로 배열되어 원통형 구조를 형성합니다. 이 단백질은 운동에 참여하기 위해 구조적 배열을 수정할 수 있습니다.
구조 및 측정
일반 pili는 평균 길이가 0.3 ~ 1.0 µm이고 직경이 7nm입니다. 그러나이 조치는 해당 종에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
그들은 그람 양성균과 그람 음성균의 세포 표면에 분포되어 있지만, 성적 필리는 그람 음성균 그룹에서만보고되었습니다.
pilis와 유사하지만 구조와 기능이 다른 다른 확장이 있습니다. 따라서 혼동을 피하기 위해 이러한 측면을 명확히 할 필요가 있습니다. 예를 들어, pili는 편모보다 훨씬 얇고 짧습니다.
일부 저자들은 pili와 frimbriae라는 용어를 동의어로 사용하지만, 일반적으로 fimbriae는 많은 수로 발견되며 문제가되는 세포의 감염 능력을 정의하는 것과 관련된 미생물 부착 현상에 참여합니다.
그들은 또한 접착에 참여하지만 pili는 더 적고 더 깁니다.
유전학
pili의 형성을 암호화하는 박테리아 유전자는 유기체의 염색체 또는 염색체 외 개체, 즉 플라스미드에 위치 할 수 있습니다.
종류
역사적으로 pili는 표현형 특성과 항원 특성을 고려하여 그룹화되었습니다. pili의 선구적인 연구에서 확립 된 분류는 다양한 E. coli 균주에 존재하는 pili를 사용하여 혈구 응집 능력을 고려했습니다.
두 번째 분류는 유연하고 얇은 필리, 유연하고 두껍고 단단한 세 그룹의 상대적 형태 학적 특성을 기반으로합니다.
마지막 분류는 일반 필리와 성 필리의 두 가지 주요 범주를 제안합니다. 분류는 주로 구조의 기능을 기반으로하므로 다음 섹션에서 각 유형에 대해 자세히 설명합니다.
풍모
동사 변화
유전 물질의 교환은 부모에서 자식으로의 DNA 전달에만 국한되지 않습니다. 생명의 모든 계보에서 수평 적 유전자 전달 (줄여서 THG)이라는 현상이 널리 퍼져 있으며, 같은 세대의 개인 (관계가있을 수도 있고 아닐 수도 있음)이 DNA를 교환 할 수 있습니다.
원핵 생물에서 THG의 한 형태는 접합 (conjugation)으로, 유전 물질이 한 개체에서 다른 개체로 전달되고 사용되는 구조는 성적 필리입니다. 이 확장은 F +라는 박테리아가 F-에 연결되고 DNA의 통과가 발생하는 "브리지"역할을합니다.
접합의 특징 중 하나는 참여하는 박테리아 사이에 물리적 접촉이 있어야한다는 것입니다. 기증 된 DNA는 일반적으로 항생제에 대한 내성이나 화합물을 효율적으로 대사하는 능력을 포함하여받는 박테리아에 기능을 추가합니다.
THG에는 두 가지 추가 유형, 즉 변환 및 변환이 있습니다. 결합과 함께 이러한 과정은 종의 게놈 (박테리아뿐만 아니라)의 진화를 형성하여 생명의 나무에 더 높은 수준의 복잡성을 추가했습니다. THG 이벤트를 추가하면 네트워크를 참조하는 것이 좋습니다. 나무가 아닙니다.
운동
녹농균 (Pseudomonas aeruginosa) 종인 Neisseria gonorrhoeae와 매우 특정한 E. coli 균주에서 pili는 운동에 중요한 역할을합니다.
이 박테리아 그룹의 운동성은 다음과 같이 발생합니다 : 그들을 구성하는 단백질의 하위 단위-pilin은 pilus에서 확장됩니다. 그런 다음,이 새로운 확장은 외부 세포 표면과 접촉하게되며 도달하면 수축하여 세포의 움직임을 유도합니다.
이 첫 번째 유형의 운동은 수축 운동성으로 알려져 있습니다. 예상대로이 운동 패턴을 실행하면 짧고 간헐적 인 움직임이 발생합니다.
두 번째 유형의 운동성은 활공 운동성으로 알려져 있으며 점액 박테리아의 특징입니다. 이는 토양이나 생물막과 같이 물의 비율이 매우 낮은 환경에서 세포의 변위와 관련이 있습니다. 그러나 메커니즘은 잘 알려져 있지 않습니다.
다른 저자들은이 견해가 다르며 (Zhou & Li, 2015 참조), pili는 이동과 관련된 구조가 아니라고 제안합니다.
접착 및 병원성
Pili는 세균 세포가 생물 및 비 생물의 다양한 표면에 부착되는 데 참여합니다.
그람 음성 박테리아에서 pili (및 위에서 언급 한 fimbriae)의 존재는 질병 발생에 중요한 미생물-미생물 및 숙주-병원체 상호 작용의 조절과 관련이 있습니다.
숙주 세포에 대한 미생물의 부착은 질병의 초기 단계에서 중요한 단계입니다.
참고 문헌
- Clewell, DB (Ed.). (2013). 박테리아 접합. Springer 과학 및 비즈니스 미디어.
- De Vries, FP, Cole, R., Dankert, J., Frosch, M., & Van Putten, JP (1998). Opc adhesin을 생산하는 Neisseria meningitidis는 상피 세포 proteoglycan 수용체에 결합합니다. 분자 미생물학, 27 (6), 1203-1212.
- Llosa, M., Gomis-Rüth, FX, Coll, M., & Cruz, FDL (2002). 세균 접합 : DNA 수송을위한 2 단계 메커니즘. 분자 미생물학, 45 (1), 1-8.
- Schaechter, M. (Ed.). (2010). 미생물학의 데스크 백과 사전. 학술 보도.
- Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2016). 미생물학 : 소개. 피어슨.
- Zhou, X., & Li, Y. (Eds.). (2015). 구강 미생물학의지도 책 : 건강한 미생물에서 질병까지. 학술 보도.