ФІМБРІЇ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦІЇ, СКЛАД, ВИДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

У мікробіології фімбрії - це нитчасті, білкові структури, які мають бактерії, і відрізняються від джгутиків своїм діаметром (у більшості випадків менше 8 нм) і не мають спіральної структури. Термін також використовується в інших науках для визначення кінцевої частини або межі органу, поділеного на дуже тонкі сегменти.

Ці анатомічні структури не виконують рухливих функцій, дуже мінливі і, мабуть, не є життєво важливими для бактерій, які ними володіють. Це означає, що якщо через якийсь фізичний, хімічний чи біологічний фактор бактерії втрачають свої фімбрії, це не означатиме загибелі клітини або переривання їх біологічних циклів.

Фімбрії. Знято та відредаговано з http://www.stopfoodborneillness.org/pathogen/stec-shiga-toxin-producing-e-coli/

характеристики

Фімбрії - характерні придатки грамнегативних бактерій (тих, які не реагують на пляму по Граму). Відомо, що дуже мало грампозитивних бактерій (тих бактерій, які плямують сині або фіолетові на плямі Грама) мають ці структури, однак вони спостерігалися у стрептококів, коринебактерій та видів роду Actynomycetes.

Вони мають пряму і жорстку ниткоподібну форму, коротші і тонші (діаметром 3-10 нм), ніж джгутики. Більшість складаються з одного типу високо гідрофобного кульового білка під назвою пілін.

Вони складають близько 17-25 кілодальтонів (кДа), а їх субодиниці розташовані у гвинтовій матриці, яка залишає невеликий центральний отвір.

Фімбрії імплантуються на рівні цитоплазматичної мембрани бактерій. Їх кількість змінюється залежно від виду та між особинами однієї популяції, види, які можуть мати від декількох фімбрій до кількох сотень чи тисяч на особину, навіть спостерігалися.

Фімбрії можна побачити по всьому периметру клітини, включаючи кінці клітини, які також називають полярними областями.

Типи

Відомо кілька типів фімбрії, але загалом відносять до двох основних типів: адгезивну та статеву.

Клейкі фімбрії

Вони являють собою клітинні ворсинки діаметром від 4 до 7 нм, їх кількість та розповсюдження залежать від виду.

Статеві фімбрії

Вони схожі за формою і розміром, приблизно від 1 до 10 на клітку. Вони ширші за клей, діаметром приблизно 9-10 нм. Вони генетично визначаються статевими факторами або кон'юговими плазмідами.

Особливості

Роль фімбрій у багатьох типах бактерій не відома з упевненістю. Незважаючи на це, здається, що в деяких групах вони надають перевагу фіксації або приєднанню до різних субстратів, дозволяють утворити біоплівки, які також сприяють адгезії, агрегації, коагрегації та фіксації до рідких поверхонь, в яких вони утворюють завіси.

Клейкі фімбрії

Функціональність цих фімбрій - це дотримання специфічних та поверхневих рецепторів. Це надзвичайно важливо, оскільки прихильність до живих чи інертних субстратів відіграє фундаментальну роль у колонізації різних середовищ існування чи господаря залежно від виду.

Особливість адгезії (адгезивна функція) пов'язана не з білком піліну, який в основному становить фімбрію, а з глікопротеїном, який називається лектин, розташованим на дистальному кінці відростка.

Цей білок здатний зв'язуватися з високою спорідненістю до полісахаридних бічних ланцюгів, присутніх у цитоплазматичній мембрані клітин, до яких він приєднується.

Адгезивна фімбрія. Взяті і відредаговані: https://bio.libretexts.org/TextMaps/Microbiology/Book%3A_Microbiology_(Kaiser)/Unit_1%3A_Introduction_to_Microbiology_and_Prokaryotic_Cell_Anatomy/2%3A_The_Prokaryotic_Cell%3A_Bacterilioticotic_Cell%3A_Bacterisideotic_Cell%3A_Bacterili3sideCallia/23A_Bacterilioticotic_Cell%3A_Bacterisideotic_Cell%3A_Bacteriliotic_Cellia/23A_Bacterilioticotic_Cellures/23A_Bacteriliotic_Cellures / 23A_Bacterilioticotic_Cell% 3A_Bacteriliotic_Cellures / 23A_Bacteriliotic_Cellures_3A_Bacteriliotic_Cell% 3A_Bacterili3A_Cell% 3A_Bacteriacterotic_Cell% 3A_Bacteriacterotic_Cell% 3A_Bacteriacterotic_Cell% 3A_The_Prokaryotic3_

Статеві фімбрії

Вони необхідні для кон'югації бактерій, тобто для обміну генетичною інформацією між донорською клітиною та клітиною реципієнта.

Хімічний склад

Фімбрії є білковою природою. Деякі автори згадують, що білок, який їх складає, є білковою субодиницею, що називається фімбрилін (FimA), від 17 до 20 кДа і кодується геном fimA.

Однак інші відносяться до піліну, білка, який характеризується наявністю дуже короткого лідерного пептиду, від 6 до 7 залишків, з подальшим метильованим N-кінцевим фенілаланіновим залишком і сильно збереженою послідовністю приблизно 24 гідрофобні залишки типу пілонів NMePhe.

Медичне значення

Зв’язування бактерій (з адгезивними фімбріями) до специфічних рецепторів в клітині людини є першим кроком для встановлення інфекцій в організмі; наприклад, утворення зубного нальоту, шляхом коагрегації особин різних видів на зубі та факторів колонізації тканин Neisseria gonorrhoeae та уропатогенних штамів кишкової палички.

Роль фімбрій як фактора вірулентності у грамнегативних бактерій широко вивчена у бактерій Neisseria gonorrhoeae та N. meningitidis.

Ці патогенні види продукують подібні фімбрії зі структурної та антигенної точки зору. Вірулентні сорти N. gonorrhoeae демонструють поверхневі фімбрії від 16,5 до 21,5 кДа і здатні міцно прилягати до клітин слизової оболонки статевих шляхів.

Хоча грампозитивні бактерії з фімбріями рідкісні, факультативні бацили цієї групи виявлені в ротовій порожнині. Вони показують два типи фімбрій:

• Тип 1, опосередковуючи прилипання до поверхні зуба через взаємодію з багатими проліном кислими білками в слині.
• Фімбрії типу 2, які опосередковують приєднання бактерій до оральних стрептококів.

Грампозитивні види Actynomycetes зв'язуються інакше, ніж грамнегативні. Вони ковалентно приєднані до пептидогліканового шару клітинної стінки.

Здатність бактерій виду Actynomycetes прилипати до клітин слизової оболонки та конгрегуватися з каріогенними стрептококами сприяє утворенню біоплівки та ініціації зубного нальоту.

Фімбрії чи пілі?

Обидва терміни деякі автори використовуються синонімічно, тоді як для інших вони не є тотожними і відносять лише клейкі фімбрії як фімбрії, тоді як статеві фімбрії називаються пілі (див. Характеристики).

Навіть статеві фімбрії можна знайти в текстах та дослідженнях як сексуальне волосся, сексуальне волосся або сексуальні пілі. Будь-який використаний термін є дійсним і його використання залежить від мікробіологічної школи навчання.

Список літератури

1. A. Barrientos (2004) Практичний курс з ентомології. Редакційний університет Барселони. 947 с.
2. Фімбрія. Відновлено з http://www.doctissimo.com
3. О. Агуадо Мартін (2007). Добові метелики Castilla y León-II (Lepidoptera Ropalóceros) Види, біологія, розповсюдження та збереження. Глава 3. Анатомія імаго. Кастилія та зустріч з Леоном. Міністерство довкілля. Фонд природної спадщини 1029 pp.
4. М. Прескотт, Дж. П. Харлі та Г. А. Кляйн (2009). Мікробіологія, 7-е видання, Мадрид, Мексика, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 pp.
5. Universidad de Grenada (2006). Apéndices filamentosos procariotas. Recuperado de www.ugr.es.
6. Celis Sersen (2012). Presencia de porphyromonas gingivalis, Genotipos fimA-I, II, III y IV, en un grupo de escolares chilenos de 4 a 8 años de edad. Tomado de repositorio.uchile.cl.
7. Gary, M.D. Procop, M.S. Elmer, W. Koneman (2008). Diagnóstico microbiológico. Editorial Medica Panamericana. 1691 pp.
8. Paranchych, L.S. Frost (1988). The physiology and biochemistry of pili. Advances in Microbial Physiology.
9. Dalrymple, J.S. Mattick (1987).An analysis of the organization and evolution of type 4 fimbrial (MePhe) subunit proteins. Journal of Molecular Evolution.
10. Bacterial Pili (Fimbriae): Characteristics, Types and Medical Importance (2013). Microbe Online. Recuperado de microbeonline.com.