PILI: CIRI, JENIS DAN FUNGSINYA - BIOLOGI - 2025

The pili (dari rambut Latin, tunggal pilus) adalah ekstensi yang terletak pada permukaan beberapa sel bakteri. Mereka terutama terkait dengan mekanisme transfer gen horizontal yang disebut konjugasi, dengan penggerak dan adhesi bakteri ke permukaan biotik dan abiotik.

Proses mirip pili tidak boleh disamakan dengan flagela atau fimbriae, karena keduanya sangat berbeda dalam struktur dan fungsi - meskipun dengan yang terakhir mereka berbagi fungsi adhesi sel.

Sumber: Adenosine

Perspektif sejarah

Pili ditemukan berkat penerapan mikroskop elektron, sambil mempelajari pelengkap berserabut bakteri. Pada pertengahan 1950-an, mereka divisualisasikan dan disebut fimbria.

Baru pada tahun 1960-an Brinton memperkenalkan istilah pili, yang menetapkan perbedaan antara struktur ini dengan fimbriae dan dengan ekstensi berserabut lainnya.

Karakteristik umum

Meskipun organisme prokariotik dianggap "sederhana" - dibandingkan dengan garis keturunan eukariota - mereka memiliki sederet karakteristik yang membuatnya cukup kompleks, tidak hanya di dalam, tetapi juga di luar.

Beberapa bakteri dikelilingi oleh serangkaian proses dengan berbagai fungsi, terutama penggerak dan pertukaran materi genetik.

Salah satu ekstensi ini adalah pili, struktur yang menyerupai rambut halus dan yang berhubungan dengan transfer gen secara horizontal.

Komposisi protein

Pili terutama terdiri dari protein oligomer yang disebut pilin (16-20 kDa). Pilin disusun secara heliks satu sama lain sehingga membentuk struktur berbentuk silinder. Protein ini dapat memodifikasi susunan strukturalnya untuk berpartisipasi dalam pergerakan.

Struktur dan pengukuran

Pili biasa memiliki panjang rata-rata 0,3 sampai 1,0 µm dan diameter 7 nm. Namun, ukuran ini dapat berubah secara signifikan tergantung pada spesies yang bersangkutan.

Mereka tersebar di permukaan sel bakteri gram positif dan gram negatif, tetapi seksual pili hanya dilaporkan pada sekelompok bakteri gram negatif.

Ada ekstensi lain yang mirip dengan pilis, tetapi berbeda dalam struktur dan fungsinya. Oleh karena itu, aspek-aspek tersebut perlu diperjelas agar tidak terjadi kebingungan. Misalnya, pili jauh lebih tipis dan jauh lebih pendek dari flagel.

Meskipun istilah pili dan frimbriae digunakan secara sinonim oleh beberapa penulis, fimbriae umumnya ditemukan dalam jumlah besar dan berpartisipasi dalam fenomena adhesi mikroorganisme - yang relevan untuk menentukan kapasitas infeksi sel yang bersangkutan.

Meskipun mereka juga berpartisipasi dalam adhesi, jumlah pili lebih sedikit dan lebih panjang.

Genetika

Gen bakteri yang mengkode pembentukan pili dapat ditemukan pada kromosom organisme atau sebagai entitas ekstrachromosomal, yaitu dalam plasmid.

Jenis

Secara historis, pili telah dikelompokkan dengan mempertimbangkan karakteristik fenotipik serta sifat antigenik. Klasifikasi yang ditetapkan dalam studi perintis pili memperhitungkan kemampuan hemaglutinasi, menggunakan pili yang ada dalam berbagai strain E. coli.

Klasifikasi kedua didasarkan pada karakteristik morfologi relatif dalam tiga kelompok: fleksibel dan pili tipis, fleksibel dan tebal dan kaku.

Klasifikasi terakhir mengusulkan dua kategori utama: pili biasa dan pili seksual. Karena klasifikasi ini terutama didasarkan pada fungsi struktur, kita akan membahas setiap jenis secara mendetail di bagian selanjutnya.

fitur

Konjugasi

Pertukaran materi genetik tidak terbatas pada penerusan DNA dari orang tua ke anak. Dalam semua garis kehidupan, fenomena yang dikenal sebagai transfer gen horizontal (disingkat THG) tersebar luas, di mana individu dari generasi yang sama - yang mungkin terkait atau tidak - dapat bertukar DNA.

Pada prokariota salah satu bentuk THG adalah konjugasi, yang melibatkan perjalanan materi genetik dari satu individu ke individu lain dan struktur yang digunakan adalah pili seksual. Perpanjangan ini akan bertindak sebagai "jembatan" di mana bakteri yang disebut F + akan terhubung ke F- dan pelepasan DNA akan terjadi.

Salah satu ciri konjugasi adalah harus ada kontak fisik antara bakteri yang berpartisipasi. DNA yang disumbangkan umumnya menambah fungsi pada bakteri penerima, termasuk resistensi terhadap antibiotik atau kemampuan untuk memetabolisme senyawa secara efisien.

Ada dua jenis THG tambahan, yaitu: transformasi dan transduksi. Seiring dengan konjugasi, proses ini telah membentuk evolusi genom spesies (bukan hanya bakteri), menambahkan tingkat kerumitan yang lebih tinggi pada pohon kehidupan - bahwa jika kita menambahkan peristiwa THG, lebih baik merujuk ke jaringan dan bukan pohon.

Daya penggerak

Pada spesies Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, dan pada strain E. coli yang sangat spesifik, pili berperan dalam penggerak.

Motilitas kelompok bakteri ini terjadi sebagai berikut: subunit protein yang menyusunnya - pilin memanjang dari pilus. Kemudian, ekstensi baru ini berhasil melakukan kontak dengan permukaan sel asing dan ketika mencapai permukaan itu, ia menarik kembali, mendorong gerakan di dalam sel.

Jenis gerakan pertama ini dikenal sebagai motilitas kontraksi. Seperti yang diharapkan, pelaksanaan pola penggerak ini menghasilkan gerakan yang pendek dan terputus-putus.

Jenis motilitas kedua dikenal sebagai motilitas meluncur dan merupakan karakteristik dari myxobacteria. Hal ini terkait dengan perpindahan sel di lingkungan yang proporsi airnya cukup rendah, seperti tanah atau biofilm. Namun, mekanismenya belum dipahami dengan baik.

Penulis lain berbeda dalam pandangan ini (lihat Zhou & Li, 2015), dan menyarankan bahwa pili bukanlah struktur yang berhubungan dengan penggerak.

Adhesi dan patogenisitas

Pili berperan dalam adhesi sel bakteri ke berbagai permukaan, baik biotik maupun abiotik.

Dalam bakteri gram negatif keberadaan pili (dan fimbriae seperti yang disebutkan di atas) dikaitkan dengan pengaturan interaksi mikroba-mikroba dan inang-patogen, yang penting dalam perkembangan penyakit.

Perhatikan bahwa adhesi mikroorganisme ke sel inang merupakan langkah penting pada tahap awal penyakit.

Referensi

1. Clewell, DB (Ed.). (2013). Konjugasi bakteri. Springer Science & Business Media.
2. De Vries, FP, Cole, R., Dankert, J., Frosch, M., & Van Putten, JP (1998). Neisseria meningitidis menghasilkan Opc adhesin yang mengikat reseptor proteoglikan sel epitel. Mikrobiologi molekuler, 27 (6), 1203-1212.
3. Llosa, M., Gomis-Rüth, FX, Coll, M., & Cruz, FDL (2002). Konjugasi bakteri: mekanisme dua langkah untuk transpor DNA. Mikrobiologi molekuler, 45 (1), 1-8.
4. Schaechter, M. (Ed.). (2010). Ensiklopedia meja mikrobiologi. Pers Akademik.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL, & Johnson, TR (2016). Mikrobiologi: pengantar. Pearson.
6. Zhou, X., & Li, Y. (Eds.). (2015). Atlas Mikrobiologi Mulut: Dari Mikroflora Sehat Menjadi Penyakit. Pers Akademik.