FIMBRIE: CARATTERISTICHE, FUNZIONI, COMPOSIZIONE, TIPOLOGIE - BIOLOGIA - 2025

In microbiologia, le fimbrie sono strutture proteiche filamentose che i batteri hanno e che differiscono dai flagelli per il loro diametro (inferiore a 8 nm nella maggior parte dei casi) e per la mancanza di una struttura elicoidale. Il termine è utilizzato anche in altre scienze per definire una porzione terminale o bordo di un organo diviso in segmenti molto sottili.

Queste strutture anatomiche non svolgono funzioni di mobilità, sono altamente variabili e apparentemente non sono vitali per i batteri che le possiedono. Ciò significa che se a causa di qualche fattore fisico, chimico o biologico i batteri perdessero le loro fimbrie, ciò non implicherebbe la morte della cellula o l'interruzione dei loro cicli biologici.

Fimbriae. Tratto e modificato da http://www.stopfoodborneillness.org/pathogen/stec-shiga-toxin-producing-e-coli/

caratteristiche

Le fimbrie sono appendici caratteristiche dei batteri Gram-negativi (quelli che non reagiscono alla colorazione di Gram). È noto che pochissimi batteri Gram-positivi (quei batteri che si colorano di blu o viola sulla colorazione di Gram) possiedono queste strutture, tuttavia sono stati osservati in streptococchi, corinebatteri e specie del genere Actynomycetes.

Hanno forme filamentose diritte e rigide, sono più corte e sottili (3-10 nm di diametro) dei flagelli. La maggior parte sono costituiti da un unico tipo di proteina globulare altamente idrofobica chiamata pilina.

Sono circa 17-25 kilodaltons (kDa) e le loro subunità sono disposte in una matrice elicoidale che lascia un piccolo foro centrale.

Le fimbrie vengono impiantate a livello della membrana citoplasmatica dei batteri. Il loro numero varia a seconda della specie e tra individui della stessa popolazione, sono state osservate anche specie che possono presentarsi da poche fimbrie a diverse centinaia o migliaia per individuo.

Le fimbrie possono essere viste attorno all'intero perimetro della cellula, comprese le estremità della cellula, chiamate anche regioni polari.

tipi

Sono noti diversi tipi di fimbrie, ma generalmente ci si riferisce a due tipi principali: adesivo e sessuale.

Fimbrie adesive

Sono villi cellulari di diametro compreso tra 4 e 7 nm, il loro numero e la loro distribuzione dipendono dalla specie.

Fimbrie sessuali

Sono simili per forma e dimensioni, da 1 a 10 per cella. Sono più larghi dell'adesivo, circa 9-10 nm di diametro. Sono geneticamente determinati da fattori sessuali o plasmidi coniugativi.

Caratteristiche

Il ruolo delle fimbrie in molti tipi di batteri non è noto con certezza. Anche così, sembra che in alcuni gruppi favoriscano la fissazione o l'adesione a diversi substrati, permettano la formazione di biofilm che favoriscono anche l'adesione, l'aggregazione, la coaggregazione e la fissazione alle superfici liquide nelle quali formano veli.

Fimbrie adesive

La funzionalità di queste fimbrie è l'aderenza a recettori specifici e superficiali. Ciò è della massima importanza, poiché l'aderenza a substrati vivi o inerti gioca un ruolo fondamentale nella colonizzazione dei diversi habitat o dell'ospite a seconda della specie.

La particolarità adesiva (funzione adesina) non è dovuta alla proteina pilina che costituisce principalmente la fimbria, ma ad una glicoproteina chiamata lectina, situata all'estremità distale dell'appendice.

Questa proteina è in grado di legarsi con elevata affinità alle catene laterali dei polisaccaridi presenti nella membrana citoplasmatica delle cellule a cui aderisce.

Fimbria adesiva. Preso e curato da: 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_

Fimbrie sessuali

Sono necessari per la coniugazione batterica, cioè per lo scambio di informazioni genetiche tra un donatore e una cellula ricevente.

Composizione chimica

Le fimbrie sono proteine ​​in natura. Alcuni autori affermano che la proteina che li compone è una subunità proteica chiamata fimbrilina (FimA), da 17 a 20 kDa ed è codificata dal gene fimA.

Tuttavia, altri si riferiscono alla pilina, una proteina caratterizzata dalla presenza di un peptide leader molto corto, da 6 a 7 residui, seguito da un residuo di fenilalanina N-terminale metilato e da una sequenza altamente conservata di circa 24 residui idrofobici, di tipo NMePhe pilin.

Importanza medica

Il legame di batteri (con fimbrie adesive) a specifici recettori sulla cellula umana è il primo passo per l'instaurarsi di infezioni nell'organismo; come la formazione di placca dentale, per coaggregazione di individui di specie diverse sul dente, e fattori di colonizzazione dei tessuti, da parte di Neisseria gonorrhoeae e ceppi uropatogeni di Escherichia coli.

Il ruolo delle fimbrie come fattore di virulenza nei batteri Gram-negativi è stato ampiamente studiato nei batteri Neisseria gonorrhoeae e N. meningitidis.

Queste specie patogene producono fimbrie simili da un punto di vista strutturale e antigenico. Le varietà virulente di N. gonorrhoeae mostrano fimbrie superficiali da 16,5 a 21,5 kDa e sono in grado di aderire saldamente alle cellule della mucosa del tratto genitale.

Sebbene i batteri Gram-positivi con fimbrie siano rari, nella cavità orale sono stati trovati bacilli facoltativi di questo gruppo. Mostrano due tipi di fimbrie:

• Tipo 1, che media l'aderenza alla superficie del dente attraverso l'interazione con le proteine ​​acide ricche di prolina nella saliva.
• Fimbrie di tipo 2, che mediano l'aderenza dei batteri agli streptococchi orali.

Le specie Gram-positive Actynomycetes si legano in modo diverso rispetto a quelle Gram-negative. Questi sono attaccati in modo covalente allo strato di peptidoglicano della parete cellulare.

La capacità delle specie Actynomycetes buccali di aderire alle cellule della mucosa e di aggregarsi con streptococchi cariogeni facilita la formazione di un biofilm e l'inizio della placca dentale.

Fimbrie o pili?

Entrambi i termini sono stati usati come sinonimi da alcuni autori, mentre per altri non sono identici, e si riferiscono solo alle fimbrie adesive come fimbrie, mentre le fimbrie sessuali sono chiamate pili (vedi caratteristiche).

Anche le fimbrie sessuali possono essere trovate nei testi e nelle ricerche come capelli sessuali, capelli sessuali o pili sessuali. Qualsiasi termine utilizzato è valido e il suo utilizzo dipende dalla scuola di formazione microbiologica.

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