- منظور تاريخى
- الخصائص العامة
- تكوين البروتين
- الهيكل والقياسات
- علم الوراثة
- أنواع
- المميزات
- اقتران
- الحركة
- الالتصاق والإمراضية
- المراجع
و البيلي (من الشعر اللاتينية، شعرة المفرد) هي الملحقات التي تقع على سطح بعض الخلايا البكتيرية. ترتبط بشكل أساسي بآلية نقل الجينات الأفقية التي تسمى الاقتران ، مع الحركة والالتصاق بالبكتيريا على الأسطح الحيوية وغير الحيوية.
لا ينبغي الخلط بين العمليات الشبيهة بالبيلي والسوط أو الخمل ، حيث إنها تختلف اختلافًا عميقًا في الهيكل والوظيفة - على الرغم من أنها تشترك مع الأخيرة في وظيفة التصاق الخلية.
المصدر: Adenosine
منظور تاريخى
تم اكتشاف الشعيرة بفضل استخدام المجهر الإلكتروني ، أثناء دراسة الزوائد الخيطية البكتيرية. في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، تم تصورها وتسمى fimbria.
لم يكن حتى الستينيات من القرن الماضي عندما قدم برينتون مصطلح pili ، وأوجد اختلافات بين هذه الهياكل مع fimbriae وبقية الامتدادات الخيطية.
الخصائص العامة
على الرغم من أن الكائنات بدائية النواة تعتبر "بسيطة" - مقارنة بسلالة حقيقيات النوى - إلا أنها تتمتع بسلسلة من الخصائص التي تجعلها معقدة للغاية ، ليس فقط من الداخل ، ولكن أيضًا من الخارج.
بعض البكتيريا محاطة بسلسلة من العمليات ذات الوظائف المتعددة ، وخاصة الحركة وتبادل المواد الجينية.
أحد هذه الامتدادات هي الشعيرات ، وهي هياكل تشبه الشعر الناعم وترتبط بالنقل الأفقي للجينات.
تكوين البروتين
تتكون بيلي بشكل أساسي من بروتين قليل القسيمات يسمى بيلين (16-20 كيلو دالتون). يتم ترتيب البلين بطريقة حلزونية مع بعضها البعض لتشكيل هيكل أسطواني الشكل. يمكن لهذا البروتين تعديل ترتيبها الهيكلي للمشاركة في الحركة.
الهيكل والقياسات
يبلغ متوسط طول الشعير العادي 0.3 إلى 1.0 ميكرومتر وقطر 7 نانومتر. ومع ذلك ، يمكن أن يتغير هذا المقياس بشكل كبير اعتمادًا على الأنواع المعنية.
يتم توزيعها على سطح الخلية من البكتيريا موجبة وسالبة الجرام ، ولكن تم الإبلاغ عن الشعرة الجنسية فقط في مجموعة من البكتيريا سالبة الجرام.
هناك امتدادات أخرى تشبه Pilis ، لكنها تختلف في الهيكل والوظيفة. لذلك ، من الضروري توضيح هذه الجوانب لتجنب الالتباس. على سبيل المثال ، الشعيرة أرق بكثير وأقصر بكثير من السوط.
على الرغم من أن المصطلح pili و frimbriae يستخدمان بشكل مترادف من قبل بعض المؤلفين ، إلا أن fimbriae توجد بشكل عام بأعداد كبيرة وتشارك في ظاهرة التصاق الكائنات الحية الدقيقة - وهي ذات صلة لتحديد القدرة المعدية للخلية المعنية.
على الرغم من أنها تشارك أيضًا في الالتصاق ، إلا أن الشعيرات تكون بأعداد أقل وأطول.
علم الوراثة
يمكن أن توجد الجينات البكتيرية التي ترمز لتكوين الشعير على كروموسوم الكائن الحي أو ككيان خارج الصبغيات ، أي في البلازميد.
أنواع
تاريخياً ، تم تصنيف pili مع الأخذ في الاعتبار الخصائص المظهرية بالإضافة إلى خصائص المستضد. أخذ التصنيف الذي تم وضعه في الدراسات الرائدة للشعيرة في الاعتبار قدرة التراص الدموي ، باستخدام الشعرة الموجودة في سلالات مختلفة من الإشريكية القولونية.
يعتمد التصنيف الثاني على الخصائص المورفولوجية النسبية في ثلاث مجموعات: الشعيرة المرنة والرقيقة ، والمرنة والسميكة والصلبة.
يقترح التصنيف الأخير فئتين رئيسيتين: الشعرة العادية والشعرة الجنسية. نظرًا لأن التصنيف يعتمد بشكل أساسي على وظيفة الهيكل ، سنناقش كل نوع بالتفصيل في القسم التالي.
المميزات
اقتران
لا يقتصر تبادل المواد الجينية على انتقال الحمض النووي من الوالد إلى الطفل. في جميع سلالات الحياة ، تنتشر ظاهرة تُعرف باسم النقل الأفقي للجينات (اختصار THG) ، حيث يكون الأفراد من نفس الجيل - الذين قد يكونون مرتبطين أو غير مرتبطين - قادرين على تبادل الحمض النووي.
في بدائيات النوى ، أحد أشكال THG هو الاقتران ، والذي يتضمن مرور المادة الوراثية من فرد إلى آخر والبنية المستخدمة هي الشعرة الجنسية. سيكون هذا الامتداد بمثابة "جسر" حيث تتصل بكتيريا تسمى F + بـ F- وسيحدث مرور الحمض النووي.
تتمثل إحدى خصائص الاقتران في أنه يجب أن يكون هناك اتصال جسدي بين البكتيريا المشاركة. يضيف الحمض النووي الذي يتم التبرع به بشكل عام وظيفة للبكتيريا المتلقية ، بما في ذلك مقاومة المضاد الحيوي أو القدرة على استقلاب المركب بكفاءة.
هناك نوعان إضافيان من THG ، وهما: التحويل والتوصيل. إلى جانب الاقتران ، شكلت هذه العمليات تطور جينومات الأنواع (وليس البكتيريا فقط) ، مضيفة مستوى أعلى من التعقيد إلى شجرة الحياة - إذا أضفنا أحداث THG فمن الأفضل الرجوع إلى شبكة و لا شجرة.
الحركة
في أنواع Pseudomonas aeruginosa ، Neisseria gonorrhoeae ، وفي سلالات محددة جدًا من E. coli ، تلعب الشعيرة دورًا في الحركة.
تحدث حركة هذه المجموعة البكتيرية على النحو التالي: وحدة فرعية من البروتينات التي تتكون منها - تمتد البلين من بيلوس. بعد ذلك ، يتمكن هذا الامتداد الجديد من الاتصال بسطح خلية غريبة وعندما يصل إليه يتراجع ، مما يؤدي إلى حركة في الخلية.
يُعرف هذا النوع الأول من الحركة بحركة الانكماش. كما هو متوقع ، يؤدي تنفيذ نمط الحركة هذا إلى حركات قصيرة ومتقطعة.
يُعرف النوع الثاني من الحركة باسم الحركة الانزلاقية وهو من سمات البكتيريا المخاطية. لقد كان مرتبطًا بإزاحة الخلايا في البيئات التي تكون فيها نسب الماء منخفضة جدًا ، مثل التربة أو الأغشية الحيوية. ومع ذلك ، فإن الآلية ليست مفهومة جيدًا.
يختلف مؤلفون آخرون في هذا الرأي (انظر Zhou & Li ، 2015) ، ويقترحون أن pili ليست هياكل مرتبطة بالحركة.
الالتصاق والإمراضية
يشارك بيلي في التصاق الخلايا البكتيرية بأسطح مختلفة ، حيوية وغير حيوية.
في البكتيريا سالبة الجرام ، يرتبط وجود pili (و fimbriae كما هو مذكور أعلاه) بتنظيم تفاعلات الميكروبات والميكروبات ومسببات الأمراض المضيفة ، والتي تعد مهمة في تطور الأمراض.
لاحظ أن التصاق الكائن الدقيق بالخلية المضيفة يعد خطوة حاسمة في المراحل المبكرة من المرض.
المراجع
- كليويل ، دي بي (محرر). (2013). الاقتران البكتيري. Springer Science & Business Media.
- De Vries، FP، Cole، R.، Dankert، J.، Frosch، M.، & Van Putten، JP (1998). النيسرية السحائية التي تنتج المادة اللاصقة Opc تربط مستقبلات البروتيوغليكان للخلايا الظهارية. علم الأحياء الدقيقة الجزيئي، 27 (6) ، 1203-1212.
- Llosa، M.، Gomis-Rüth، FX، Coll، M.، & Cruz، FDL (2002). الاقتران البكتيري: آلية من خطوتين لنقل الحمض النووي. علم الأحياء الدقيقة الجزيئي، 45 (1) ، 1-8.
- شيشتر ، م. (محرر). (2010). موسوعة مكتب علم الأحياء الدقيقة. الصحافة الأكاديمية.
- Tortora، GJ، Funke، BR، Case، CL، & Johnson، TR (2016). علم الأحياء الدقيقة: مقدمة. بيرسون.
- تشو ، إكس ، ولي ، واي (محرران). (2015). أطلس علم الأحياء الدقيقة الفموي: من النبتات الدقيقة الصحية إلى المرض. الصحافة الأكاديمية.