線毛(ラテン語髪、単数線毛からは)いくつかの細菌細胞の表面上に位置している拡張です。それらは主に共役と呼ばれる水平遺伝子伝達機構に関連しており、生物の表面および非生物の表面への細菌の移動および付着を伴います。
線毛様プロセスは、構造と機能が大きく異なるため、鞭毛や線毛と混同しないでください。後者では、細胞接着の機能を共有します。
ソース:アデノシン
歴史的展望
線毛は、細菌の糸状の付属器を研究している間に、電子顕微鏡の実装のおかげで発見されました。1950年代半ばに、それらは視覚化され、線毛と呼ばれました。
ブリントンがピリピリという用語を導入し、線毛と残りのフィラメント状の延長部との間にこれらの構造の違いを確立したのは1960年代まででした。
一般的な特性
原核生物は「単純」と見なされますが、真核生物の系統に比べると、それらは一連の特性を備えているため、内部だけでなく外部も非常に複雑になります。
一部のバクテリアは、主に移動と遺伝物質の交換という複数の機能を持つ一連のプロセスに囲まれています。
これらの拡張の1つは、繊毛、細い髪に似ており、遺伝子の水平伝達に関連する構造です。
タンパク質組成
Piliは主にpilin(16-20 kDa)と呼ばれるオリゴマータンパク質で構成されています。線毛は互いにらせん状に配置され、円筒形の構造を形成します。このタンパク質は、運動に参加するためにその構造配置を変更できます。
構造と測定
通常の線毛の平均長は0.3〜1.0 µm、直径は7 nmです。ただし、この指標は問題の種によって大幅に変わる可能性があります。
それらはグラム陽性菌とグラム陰性菌の細胞表面に分布していますが、性線毛はグラム陰性菌のグループでのみ報告されています。
線毛に似ていますが、構造と機能が異なる他の拡張機能があります。したがって、混乱を避けるために、これらの側面を明確にする必要があります。たとえば、ピリは鞭毛よりもはるかに薄く、はるかに短いです。
線毛とフリンブリエという用語は一部の著者によって同義語として使用されていますが、線毛は一般に多数見られ、微生物の付着現象に関与しています。これは、問題の細胞の感染能力の定義に関連しています。
癒着にも関与しますが、線毛の数は少なく、長くなります。
遺伝学
線毛の形成をコードする細菌遺伝子は、生物の染色体上に、または染色体外の実体として、すなわちプラスミド内に配置できます。
タイプ
歴史的に、線毛は表現型の特徴と抗原性を考慮してグループ化されてきました。線毛の先駆的研究で確立された分類は、大腸菌の異なる株に存在する線毛を使用して、赤血球凝集能を考慮に入れました。
2番目の分類は、3つのグループの相対的な形態学的特徴に基づいています。柔軟な線毛と薄い線毛、柔軟な線毛と厚い線毛および剛体です。
最後の分類は、通常の線毛と性線毛の2つの主要なカテゴリを提案しています。分類は主に構造の機能に基づいているため、次のセクションで各タイプについて詳しく説明します。
特徴
活用
遺伝物質の交換は、親から子へのDNAの受け渡しに限定されません。生命のすべての系統において、遺伝子の水平伝達(略してTHG)と呼ばれる現象が広まっています。同じ世代の同じ世代の個人(関係の有無にかかわらず)がDNAを交換できます。
原核生物では、THGの1つの形態は接合です。これは、ある個体から別の個体への遺伝物質の通過を含み、使用される構造は性線毛です。この伸長は「ブリッジ」として機能し、F +と呼ばれる細菌がF-に接続し、DNAの通過が起こります。
接合の特徴の1つは、関与する細菌間に物理的な接触がなければならないことです。提供されたDNAは、抗生物質への耐性や化合物を効率的に代謝する能力など、一般にレシピエント細菌に機能を追加します。
THGにはさらに2つのタイプがあります。すなわち、形質転換と形質導入です。共役と一緒に、これらのプロセスは種のゲノム(細菌だけでなく)の進化を形作り、生命の木にさらに高いレベルの複雑さを追加します-THGイベントを追加する場合は、ネットワークと木ではありません。
移動
緑膿菌種、ナイセリア・ゴノレー、および大腸菌の非常に特異的な株では、線毛が運動に役割を果たす。
この細菌グループの運動性は次のように発生します。それらを構成するタンパク質のサブユニット-ピリンは線毛から伸びます。次に、この新しいエクステンションが外来の細胞表面と接触し、到達すると収縮して、細胞内の動きを駆動します。
この最初のタイプの動きは、収縮運動として知られています。予想されるように、この移動パターンの実行は、短い断続的な動きをもたらします。
運動の2番目のタイプは、滑走運動として知られており、粘液細菌の特徴です。土壌やバイオフィルムなど、水の比率が非常に低い環境での細胞の移動に関連しています。ただし、メカニズムはよく理解されていません。
他の著者はこの見方が異なり(Zhou&Li、2015を参照)、ピリは運動に関連する構造ではないことを示唆しています。
癒着と病原性
ピリは、生物および非生物の両方のさまざまな表面への細菌細胞の付着に関与します。
グラム陰性菌では、線毛(および上記の線毛)の存在は、病気の発症に重要な微生物-微生物および宿主-病原体相互作用の調節に関連しています。
微生物の宿主細胞への付着は、疾患の初期段階における重要なステップであることに注意してください。
参考文献
- クレウェル、DB(編)。(2013)。細菌の接合。Springer Science&Business Media。
- De Vries、FP、Cole、R.、Dankert、J.、Frosch、M.、&Van Putten、JP(1998)。Opcアドヘシンを産生する髄膜炎菌は、上皮細胞のプロテオグリカン受容体に結合します。分子微生物学、27(6)、1203-1212。
- Llosa、M.、Gomis-Rüth、FX、Coll、M。、およびCruz、FDL(2002)。細菌の接合:DNA輸送の2段階のメカニズム。分子微生物学、45(1)、1-8。
- Schaechter、M.(編)。(2010)。微生物学の机事典。アカデミックプレス。
- Tortora、GJ、Funke、BR、Case、CL、&Johnson、TR(2016)。微生物学:はじめに。ピアソン。
- 周、X、および李、Y(編)。(2015)。口腔微生物学アトラス:健康な微生物叢から病気まで。アカデミックプレス。