FIMBRIJE: ZNAČILNOSTI, FUNKCIJE, SESTAVA, VRSTE - BIOLOGIJA - 2025

V mikrobiologiji so fimbrije nitaste, beljakovinske strukture, ki jih imajo bakterije in se razlikujejo od flagelov po njihovem premeru (manj kot 8 nm v večini primerov) in po tem, da nimajo vijačne strukture. Izraz se uporablja tudi v drugih vedah za opredelitev končnega dela ali meje organa, razdeljenega na zelo fine segmente.

Te anatomske strukture ne izpolnjujejo funkcij mobilnosti, so zelo spremenljive in očitno niso vitalne za bakterije, ki jih imajo. To pomeni, da če bakterije zaradi nekega fizikalnega, kemičnega ali biološkega dejavnika izgubijo fimbrije, to ne bi pomenilo smrti celice ali prekinitve njihovih bioloških ciklov.

Fimbrije. Vzeto in urejeno z http://www.stopfoodborneillness.org/pathogen/stec-shiga-toxin-producing-e-coli/

značilnosti

Fimbrije so značilni dodatki gram-negativnih bakterij (tiste, ki ne reagirajo na Gramov madež). Zelo malo gram-pozitivnih bakterij (tistih bakterij, ki obarvajo modro ali vijolično na Gramovem madežu) ima te strukture, vendar so jih opazili pri streptokokih, korinebakterijah in vrstah rodu Actynomycetes.

Imajo ravne in toge nitaste oblike, so krajše in tanjše (s premerom 3-10 nm) kot flagele. Večino jih sestavlja ena vrsta visoko hidrofobne globulne beljakovine, imenovane pilin.

Ti so približno 17-25 kilodaltonov (kDa), njihove podenote pa so razporejene v spiralni matrici, ki pušča majhno osrednjo luknjo.

Fimbrije se vsadijo na nivoju citoplazemske membrane bakterije. Njihovo število se razlikuje glede na vrsto in med posamezniki iste populacije, opazili so celo vrste, ki se lahko pojavijo od nekaj fimbrij do nekaj sto ali tisoč na posameznika.

Fimbrije lahko vidimo po celotnem obodu celice, vključno s koncemi celice, imenovane tudi polarna področja.

Vrste

Znanih je več vrst fimbrije, na splošno pa se navajata dve glavni vrsti: adhezivna in spolna.

Lepilne fimbrije

So celične vilice s premerom od 4 do 7 nm, njihovo število in razširjenost sta odvisni od vrste.

Spolne fimbrije

Po obliki in velikosti sta podobni, približno 1 do 10 na celico. So širši od lepilnih, premera približno 9-10 nm. Gensko jih določajo spolni dejavniki ali konjugativni plazmidi.

Lastnosti

Vloga fimbrij pri številnih vrstah bakterij ni znana z gotovostjo. Kljub temu se zdi, da v nekaterih skupinah daje prednost fiksaciji ali lepljenju različnih podlag, omogočajo nastanek biofilmov, ki dajejo prednost tudi oprijemu, združevanju, koagregaciji in fiksaciji na tekoče površine, v katerih tvorijo tančice.

Lepilne fimbrije

Funkcionalnost teh fimbrij je spoštovanje specifičnih in površinskih receptorjev. To je izjemnega pomena, saj ima navezanost na žive ali inertne podlage temeljno vlogo pri kolonizaciji različnih habitatov ali gostitelja, odvisno od vrste.

Posebnost lepila (adhezivna funkcija) ni posledica proteina pina, ki večinoma tvori fimbrijo, temveč glikoproteina, imenovanega lektin, ki se nahaja na distalnem koncu dodatka.

Ta protein se lahko z visoko afiniteto veže na stranske verige polisaharidov, ki so prisotne v citoplazemski membrani celic, na katere se lepi.

Lepilna fimbrija. Povzeto in posodobitev izmed: 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_

Spolne fimbrije

Potrebni so za konjugacijo bakterij, torej za izmenjavo genetskih informacij med darovalko in prejemno celico.

Kemična sestava

Fimbrije so beljakovine v naravi. Nekateri avtorji omenjajo, da je protein, ki jih sestavlja, proteinska podenota, imenovana fimbrilin (FimA), od 17 do 20 kDa in jo kodira gen fimA.

Vendar pa se drugi nanašajo na pilin, protein, za katerega je značilna prisotnost zelo kratkega vodilnega peptida z 6 do 7 ostanki, ki mu sledi metilirani ostanek fenilalanina N-terminala in močno ohranjeno zaporedje približno 24 hidrofobni ostanki tipa NMePhe pilin.

Medicinski pomen

Vezava bakterij (z adhezivnimi fimbrijami) na specifične receptorje na človeški celici je prvi korak za vzpostavitev okužb v telesu; kot so tvorba zobnih oblog, s koagregacijo posameznikov različnih vrst na zobu in faktorji kolonizacije tkiv s strani Neisseria gonorrhoeae in uropatogenih sevov Escherichia coli.

Vloga fimbrije kot virulenčnega faktorja v gram-negativnih bakterijah je bila obsežno raziskana pri bakterijah Neisseria gonorrhoeae in N. meningitidis.

Te patogene vrste proizvajajo podobne fimbrije s strukturnega in antigenega vidika. Virulentne sorte N. gonorrhoeae kažejo površinske fimbrije od 16,5 do 21,5 kDa in se lahko trdno držijo celic sluznice genitalnega trakta.

Čeprav so gram-pozitivne bakterije s fimbrijami redke, so v ustni votlini našli fakultativne bacile te skupine. Prikazujejo dve vrsti fimbrije:

• Tip 1, ki posreduje oprijem zobne površine s pomočjo interakcij s prolinom bogatih kislinskih beljakovin v slini.
• Fimbrije tipa 2, ki posredujejo privrženost bakterij na ustne streptokoke.

Gram-pozitivne vrste Actynomycetes se vežejo drugače kot gram-negativne. Te so kovalentno pritrjene na peptidoglikansko plast celične stene.

Sposobnost vrst bukičnih Actynomycetes, da se držijo celic sluznice in se združijo s kariogenimi streptokoki, olajša nastanek biofilma in sprožitev zobnih oblog.

Fimbriae ali pili?

Nekateri izrazi so sinonimno uporabljeni pri nekaterih avtorjih, pri drugih pa niso identični in se lepilne fimbrije nanašajo le kot fimbrije, medtem ko se spolne fimbrije imenujejo pili (glej značilnosti).

Celo spolne fimbrije najdemo v besedilih in raziskavah kot spolni lasje, spolni lasje ali spolni pili. Vsak uporabljen izraz je veljaven in njegova uporaba je odvisna od mikrobiološke šole usposabljanja.

Reference

1. A. Barrientos (2004) Praktični tečaj entomologije. Uredniška univerza v Barceloni. 947 pp.
2. Fimbrija. Pridobljeno s strani http://www.doctissimo.com
3. O. Aguado Martín (2007). Dnevni metulji Castilla y León-II (Lepidoptera Ropalóceros) Vrste, biologija, razširjanje in ohranjanje. Poglavje 3. Anatomija imaga. Castilla in leon srečanje. Ministrstvo za okolje. Temelj naravne dediščine. 1029 pp.
4. M. Prescott, JP Harley in GA Klein (2009). Mikrobiologija, 7. izdaja, Madrid, Mehika, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 pp.
5. Univerza v Grenadi (2006). Prokariontni filamentni prilogi. Pridobljeno od www.ugr.es.
6. Celis Sersen (2012). Prisotnost porphyromonas gingivalis, genotipov fimA-I, II, III in IV v skupini čilskih šolarjev, starih od 4 do 8 let. Vzeto iz repozitorija.uchile.cl.
7. Gary, MD Procop, MS Elmer, W. Koneman (2008). Mikrobiološka diagnoza. Uredništvo Medica Panamericana. 1691 pp.
8. Paranchych, LS Frost (1988). Fiziologija in biokemija pilijev. Napredek mikrobne fiziologije.
9. Dalrymple, JS Mattick (1987). Analiza organizacije in razvoja beljakovin podenote fimbrija (tipa MePhe) tipa 4. Časopis za molekularno evolucijo.
10. Bakterijski Pili (Fimbriae): značilnosti, vrste in zdravstveni pomen (2013). Microbe na spletu. Pridobljeno iz spletnega mesta microbeonline.com.