Buvait

À la surface d'une cellule procaryote se trouvent souvent des formations filiformes de nature protéique, appelées pili ou fimbriae (des mots latins « cheveux », « fil »). Les pili des bactéries à Gram négatif ont été étudiés de manière suffisamment détaillée et l'existence de pili dans les organismes à Gram positif est également connue.

Ils sont responsables de l'attachement d'une cellule à un objet non vivant et à une autre cellule, aident à recevoir et à transférer l'ADN pendant la conjugaison et servent d'accepteurs aux bactériophages. Le rôle principal des pili est de soutenir les structures d’attache spécifiques de la cellule. Les sous-unités d'attachement (adhésines) sont souvent présentes en tant que composants mineurs aux extrémités du pili, mais la structure principale du pili peut également agir comme une adhésine. Les adhésines agissent comme médiateurs lors des contacts bactériens, des contacts avec des objets, des tissus et des cellules non vivants dans des organismes sensibles. La colonisation des tissus de l'hôte par des bactéries pathogènes dépend généralement de la similitude stéréochimique entre l'architecture de l'adhésine et le récepteur de la cellule hôte correspondant. Les relations médiées par les pili adhésifs peuvent contribuer à la formation de biofilms microbiens et constituent souvent un facteur majeur dans la colonisation réussie de l'hôte par des micro-organismes pathogènes et saprotrophes. Oui, uropathogène E. coli Pour coloniser efficacement l'épithélium de la vessie, ils doivent avoir des pili de type 1. Ces pili se fixent aux récepteurs conservés contenant du mannose sur les cellules épithéliales de la vessie et empêchent les bactéries d'être éliminées dans l'urine. Les P-pili remplissent la même fonction dans les reins, empêchant l'élimination des cellules responsables de la pyélonéphrite. E. coli des reins et des voies urinaires. Les agents pathogènes intestinaux forment des pili adhésifs nombreux et variés qui aident les bactéries à coloniser l'intestin. Ce groupe comprend les pili K88, K99, 987P, les fimbriae polaires longues, les pili plasmidiques Salmonelle entérique et des fimbriae agrégées de substances soit pathogènes E. coli. TC P-pili est responsable de l'attachement V. choléraeà l'épithélium de l'intestin grêle. Ces mêmes pili agissent comme récepteurs du phage lysogène codant pour deux sous-unités de la toxine cholérique. Ce phage est transféré dans l'intestin grêle entre les cellules de Vibrio cholerae à l'aide de pili TCP. D'autres pili contribuent également à l'acquisition de facteurs de virulence. L'absorption de l'ADN se fait via des pili de type 4 et le transfert d'ADN se fait via des pili conjugatifs, qui aident les micro-organismes pathogènes à acquérir des gènes leur permettant de synthétiser un large éventail de facteurs de virulence et de leur conférer une résistance à de nombreux antibiotiques. La formation du biofilm, qui nécessite dans de nombreux cas la participation de pili de type 1, 4 ou « boucles », protège également les bactéries pathogènes de l'action des médicaments et peut faciliter la colonisation des tissus et des implants médicaux. Il existe un certain nombre d'exemples dans lesquels la fixation de pili a provoqué l'apparition de signaux dans les cellules hôtes. Attachement des cellules du genre Neisseria via les pili de type 4A pour héberger les récepteurs des cellules épithéliales, provoque la libération de Ca 2+ intracellulaire stocké, connu comme un signal qui régule les réponses des cellules eucaryotes. La fixation du P-pili aux cellules uroépithéliales peut provoquer la libération de céramides, des seconds messagers importants qui peuvent activer un certain nombre de protéines kinases et de phosphatases impliquées dans la transduction du signal. Ces signaux conduisent finalement les cellules à libérer des cytokines. Pili peut également transmettre un signal à la cellule hôte. Il a été démontré que l'attachement du P-pili aux récepteurs de la cellule hôte stimule l'activation des mécanismes de mobilisation du fer dans les cellules uropathogènes. E. coli. Cela augmente probablement la capacité des cellules pathogènes à obtenir du fer et à survivre dans l’environnement déficient en fer du système urinaire. Ainsi, étudier le fonctionnement des pili permettra non seulement de mieux comprendre les mécanismes de colonisation et de transmission du signal, mais aussi de développer de nouvelles générations d’agents antimicrobiens pour lutter contre les micro-organismes pathogènes.

L'architecture des pili varie de fines structures filiformes à des structures épaisses et solides en forme de tige avec des trous axiaux. Les pili minces d'un diamètre ne dépassant pas 2 à 3 nm, tels que K88 et K99, sont souvent classés comme fibrilles. Des pili encore plus fins (E. coli et Haemophilus influenzae sont des structures complexes constituées d’une tige épaisse à laquelle est attachée une fine fibrille. L'emplacement des pili peut être différent (sur toute la surface de la cellule ou seulement à l'extrémité). Les pili sont souvent situés en péritriche le long de la surface cellulaire, mais les pili de type 4 peuvent être localisés à une seule extrémité de la cellule. Une cellule peut avoir des fimbriae de différents types. La longueur des pili varie de 0,1 à 20 µm et leur diamètre de 2 à 11 nm.

Les pili sont composés d'un ou plusieurs types de sous-unités protéiques appelées pilines (fimbrines), qui sont généralement disposées selon un motif hélicoïdal. Pour assembler les pili à la surface cellulaire, tous les pilines doivent être transférés à travers la membrane interne, le périplasme et la membrane externe. Ce processus, chez toutes les bactéries, nécessite deux protéines d'assemblage spécialisées : le chaperon périplasmique et le portier de la membrane externe. L’ensemble chaperon-portier est impliqué dans la biogenèse de plus de 30 structures différentes, notamment des pili complexes, des fibrilles fines et des adhésines non fibrillaires.

Motilité des bactéries déterminé par microscopie de préparations en « écrasé" ou " suspendu" baisse. L'aptitude au déplacement peut également être déterminée après introduction d'une culture bactérienne par injection dans une colonne de gélose semi-liquide (les espèces mobiles se développent dans toute l'épaisseur du milieu, les espèces immobiles par injection) ou en semant des bactéries dans l'eau condensée d'un colonne de gélose inclinée (les espèces mobiles nagent du condensat jusqu'à la surface du milieu et le colonisent), ou déterminent la capacité des bactéries à produire" phénomène d'essaimage».

Microvillosités de bactéries. Fimbriae de bactéries. Bactéries F-buvées (buvées sexuellement). Membrane cellulaire des bactéries. Glycocalyx.

En plus flagelles, surface de nombreuses bactéries couvert de projections cytoplasmiques - microvillosités. Il s’agit généralement de poils (de 10 à plusieurs milliers) d’une épaisseur de 3 à 25 nm et d’une longueur allant jusqu’à 12 microns. Microvillosités trouvé chez les bactéries mobiles et immobiles. Ces excroissances contribuent à augmenter la surface de la cellule bactérienne, ce qui lui confère des avantages supplémentaires dans l'utilisation des nutriments de l'environnement. Des microvillosités spécialisées sont connues - fimbriae Et buvait.

Fimbriae de bactéries[de lat. fimbria, frange]. De nombreuses bactéries à Gram négatif possèdent des microvillosités longues et fines qui pénètrent dans la paroi cellulaire. Les protéines qui les composent forment un fil hélicoïdal. Principal fonction fimbriae- l'attachement des bactéries aux substrats (par exemple à la surface des muqueuses), ce qui en fait un facteur important de colonisation et de pathogénicité.

Bactéries F-pili[de l'anglais fertilité, fertilité, + lat. pilus, cheveux], ou " boire du sexe", - formations cylindriques rigides impliquées dans la conjugaison des bactéries. Les pili ont été découverts pour la première fois chez Escherichia coli K12, c'est-à-dire dans des souches contenant Facteur F(Voir le sujet « Plasmides »). Habituellement, la cellule est équipée de 1 à 2 pili, qui ressemblent à des tubes protéiques creux de 0,5 à 10 µm de long ; Ils présentent souvent un épaississement sphérique à leur extrémité. Majorité Pilules F forme une protéine spécifique - pilin. La formation des pili est codée par les plasmides. Ils sont identifiés à l’aide de bactériophages spécifiques au donneur qui s’adsorbent sur les cellules pili et lysent.

Membrane cellulaire des bactéries.

La plupart paroi cellulaire bactérienne se compose d’une paroi cellulaire et du CPM situé en dessous. Avec une certaine convention, la membrane cellulaire peut être appelée la peau vivante des bactéries, par opposition à la substance morte de la capsule. Membrane cellulaire peut être comparé au pneu fin et élastique, mais en même temps durable, d'un ballon de football. Tout comme une vessie de football bien gonflée donne de l'élasticité à un ballon, la pression interne (turgore) du cytoplasme, qui peut atteindre 30 atm chez les bactéries à Gram positif, donne une élasticité supplémentaire à la paroi cellulaire des bactéries. Certaines bactéries ont en outre une membrane externe qui constitue la couche externe de la paroi cellulaire - glycocalice.

Glycocalyx[du grec gfykys, sweet, + kalyx, shell] est formé par l'entrelacement de fibres de polysaccharides (dextranes et levans). Il n'est pas détecté lorsqu'il est cultivé sur un milieu nutritif artificiel. La fonction principale du glycocalyx est l'adhésion à divers substrats. Par exemple, grâce au glycocalyx, Streptococcus mutatis est capable de s'attacher fermement à l'émail des dents.

Paroi cellulaire bactérienne. Fonctions de la paroi cellulaire. La structure de la paroi cellulaire bactérienne. Structure du peptidoglycane.

Basique fonctions de la paroi cellulaire ce qui suit.

Paroi cellulaire protège les bactéries des influences extérieures, leur donne une forme caractéristique, maintient un environnement interne constant et participe à la division.

À travers paroi cellulaire bactérienne le transport des nutriments et la libération des métabolites sont effectués,

Sur une surface paroi cellulaire des récepteurs pour les bactériophages, les bactériocines et divers produits chimiques sont localisés.

Structure et composition des éléments paroi cellulaire détermine les caractéristiques antigéniques des bactéries (sur la base de la structure de l'O- et du Vi-Ag).

Paroi cellulaire capable de percevoir les colorants différemment ; Les propriétés tinctoriales des bactéries reposent sur cela.

Violation de la synthèse des composants paroi cellulaire conduit à la mort de la bactérie ou à la formation de formes L.

Structures qui déterminent le mouvement des bactéries dans l’environnement.

Chez les bactéries en forme de bâtonnet, les flagelles peuvent être attachés polairement ou latéralement. Le flagelle tourne à une fréquence de 40 à 60 rps (la cellule elle-même tourne dans le sens opposé à 1/3 de cette vitesse), assurant un mouvement de translation de la cellule à une vitesse de 16 à 100 μm/sec.

Le flagelle est un filament en spirale relativement rigide qui se transforme en une structure épaissie - un crochet. Le fil est attaché au CPM à l'aide d'un crochet (le site d'attache est appelé corps basal). Chez la plupart des bactéries, le filament est constitué d’une seule protéine, la flagelline. (les sous-unités protéiques sont disposées en spirale, à l'intérieur de laquelle se trouve un canal creux).

Les flagelles permettent à la bactérie de se déplacer activement dans la direction requise par la cellule (taxis) : vers les nutriments (chimiotaxie), la lumière (phototaxie), la chaleur (thermotaxie), l'orientation dans un champ magnétique (magnétotaxie), la viscositaxis, etc.

Pour chaque organisme, tous les produits chimiques peuvent être divisés en deux catégories : attractifs(substances qui attirent les bactéries) et répulsifs(les faisant fuir). Les attractifs sont le plus souvent des substances alimentaires, il peut s'agir de : sucres, acides aminés, vitamines, etc., les répulsifs sont des substances toxiques.

Les poils longs et fins à la surface de la cellule sont appelés fimbriae(villosités). Ils appartiennent également aux structures de surface. Il peut y en avoir jusqu'à plusieurs milliers par cellule. Construit à partir de la protéine piline.

Ces structures ne sont pas liées au mouvement et assurent l'attachement des bactéries aux cellules des plantes, des champignons, des particules inorganiques, et participent au transport des substances. Les virus peuvent pénétrer dans la cellule par les villosités. Certaines villosités, ou F-pili, participent au processus sexuel des bactéries (conjugaison). Ils créent une sorte de tunnel à travers lequel l'ADN (plasmide) est transmis d'une cellule à l'autre.

Mésosomes

En termes de structure et de fonction, le CPM bactérien ne diffère pas des membranes des cellules eucaryotes.

Chez les procaryotes, le CPM forme des invaginations appelées mésosomes. Ils peuvent être lamellaires, en forme de bulle ou en forme de tube.

Les fonctions

1. Les mésosomes augmentent la surface de travail de la membrane sur laquelle se produit la synthèse de biopolymères, d'ATP, la photosynthèse, etc. (puisqu'il n'y a pas d'organites membranaires spéciaux pour cela dans la cellule bactérienne). Les mésosomes sont des « organites primitifs ».

2. Les mésosomes peuvent jouer un rôle dans la réplication de l'ADN et la ségrégation des chromosomes.

Nucléoïde

Malgré l'absence de noyau dans les cellules procaryotes, l'ADN bactérien est localisé dans une zone limitée du cytoplasme du nucléoïde.

Toutes les informations génétiques des procaryotes sont contenues dans une molécule d’ADN en forme d’anneau : le chromosome bactérien. La longueur de la molécule une fois dépliée peut être supérieure à 1 mm, c'est-à-dire près de 1 000 fois la longueur d’une cellule bactérienne.

L'ADN des procaryotes est construit de la même manière que celui des eucaryotes (désoxyribose, acide phosphorique et bases azotées : deux purines (adénine et guanine) et deux pyrimidines (cytosine et thymine)).

La division cellulaire est également précédée du doublement de l'ADN (réplication). La division des molécules d'ADN suit un mécanisme semi-conservateur (seulement la moitié de l’ADN maternel se trouve dans l’ADN de la cellule fille).

Plasmides De nombreuses bactéries, outre l'ADN chromosomique, en contiennent également un supplémentaire, également représenté par une double hélice fermée en anneau. Leur nombre peut aller de 1 à 38 par cellule. Les plasmides ne sont pas essentiels à la vie bactérienne. Ils codent souvent des traits utiles à la cellule bactérienne (résistance aux antibiotiques, synthèse d'antibiotiques, capacité à détruire et à utiliser certaines substances). Certains plasmides peuvent être impliqués dans le processus sexuel des bactéries. Les bactéries sont capables d'échanger de tels plasmides et d'acquérir de nouvelles propriétés (par contact via les pili sexuels).

Les structures superficielles de la cellule bactérienne comprennent également des villosités (fimbriae, pili) (Fig. 4, 6). Il y en a de plusieurs unités à plusieurs milliers par cellule. Ces structures ne sont pas liées au mouvement des bactéries et se présentent sous des formes mobiles et immobiles. Les villosités sont construites à partir d’un type de protéine – la piline – et sont des cylindres protéiques droits s’étendant à partir de la surface de la cellule. Ils sont généralement plus minces que les flagelles (diamètre - 5-10 nm, longueur 0,2-2,0 µm), situés péritrichiaux ou polaires. La plupart des informations sont disponibles sur les villosités d'E. coli. Cette bactérie a un type général et des villosités reproductrices.

Les villosités de type général confèrent aux bactéries la propriété d'hydrophobie, assurent leur fixation aux cellules des plantes, des champignons et des particules inorganiques, et participent au transport des métabolites. Les virus peuvent pénétrer dans la cellule par les villosités.

Les plus étudiées sont les villosités génitales, ou F-pili, qui participent au processus sexuel des bactéries. Les F-pili sont nécessaires à la cellule donneuse pour assurer le contact entre elle et le receveur et comme tunnel de conjugaison à travers lequel le transfert d'ADN s'effectue. Les villosités ne peuvent pas être considérées comme une structure cellulaire essentielle, puisque les bactéries se développent et se reproduisent bien sans elles.

Fimbriae (pili) - organites protéiques filiformes couvrant toute la surface de la cellule bactérienne - antigènes des facteurs de colonisation. Ces structures fines permettent à la bactérie de s’attacher aux cellules épithéliales et l’empêchent d’être capturée par les neutrophiles.

Les fimbriae sont constitués de nombreuses sous-unités protéiques identiques. Cette sous-unité est appelée pilin (poids moléculaire 17 000-30 000). Pilin contient des régions conservatrices et variables. Les réarrangements chromosomiques conduisant à l'expression de l'un des nombreux gènes inactifs de la piline s'accompagnent de modifications dans la composition antigénique des fimbriae.

En microscopie électronique, les fimbriae apparaissent comme des projections ressemblant à des cheveux pénétrant la membrane externe. Ils peuvent être situés à une extrémité de la cellule ou plus uniformément sur toute sa surface. Une cellule individuelle peut avoir plusieurs centaines de fimbriae qui remplissent diverses fonctions.

Certaines fimbriae (par exemple, les fimbriae liant le digalactoside d'Escherichia coli) possèdent des protéines spéciales à l'extrémité apicale qui jouent un rôle important dans l'interaction avec les récepteurs cellulaires.

On pense que la fonction principale des fimbriae est d'assurer la fixation des bactéries dans les tissus.