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O papel dos flagelos na adesão e na virulência

Os flagelos são compor sobre de 20 proteínas originais e representam um grupo complexo de maquinaria molecular, trabalhando no uníssono para fornecer a mobilidade a muitas espécies Relvado-negativas e positivas de bactérias, assim como algumas pilhas de Archaea e eucarióticas.

flagelosCrédito de imagem: Kateryna Kon/Shutterstock.com

As bactérias podem carregar um ou diverso flagelo, que podem ser posicionados em um ponto para fornecer o movimento dianteiro (polar) ou para o espalhar sobre a superfície para reservar cair no lugar. Além da mobilidade, os flagelos podem participar na exportação da proteína, na adesão celular, e na formação do biofilm, influenciando fortemente a virulência de um micróbio patogénico.

A adesão bacteriana é uma etapa essencial na colonização, e as bactérias apresentam uma variedade de estruturas da adesão, as proteínas pela maior parte de superfície, que não são apresentadas tipicamente ao mesmo tempo que o flagelo. Isto permite que as bactérias comutem entre os formulários motile e sessile, provocados geralmente por condições ambientais tais como a concentração do nutriente ou da toxina, o pH, a temperatura, etc. Contudo, os flagelos podem igualmente fornecer a adesão às biomoléculas particulares, promovendo a probabilidade das bactérias que cessam a mobilidade e que começam a colonização em um lugar favorável.

Experiências na função dos flagelos

Primeiramente, os flagelos promovem a virulência facilitando a mobilidade, e muitas bactérias são agradecimentos altamente virulentos a sua mobilidade alta.

Os cholerae do Vibrio têm um único flagelo polar, e os estudos nos ratos demonstram que os cholerae não-motile do Vibrio com um flagelo dos enfermos estão diminuídos notàvel na virulência, com uma adsorção significativamente abaixada através do intestino.

As salmonelas que o enterica (Enteritidis) carrega diversos flagelos arranjados em torno da pilha (peritrichously), e estudos mostram que os flagelos funcionais aumentam a virulência das bactérias, embora há pouca diferença na capacidade da adesão e da invasão ao comparar os mutantes que carregam os flagelos não-funcionais e os aqueles sem os flagelos de todo. Isto sugere que os flagelos eles mesmos não sejam necessários para a adesão nesta espécie - esta função é fornecida pelas proteínas de superfície ou pelas outras estruturas.

Contudo, os mutantes não-flagelados igualmente parecem interagir com as membranas de pilha do anfitrião em uma maneira diferente do que o wildtype em alguns estudos, indicando que os flagelos estão envolvidos em um processo até agora uncharacterized da invasão. Interessante, os flagelos desativados mas actuais do rolamento de S. Typhimurium demonstraram a virulência aumentada quando entregados directamente na cavidade abdominal (intraperitoneal), indicando que não estão exigidos para a mobilidade mas fornecem a funcionalidade da adesão uma vez na fase sistemática da infecção.

Muitas outras espécies bacterianas confiam nos flagelos mais pesadamente para facilitar a adesão, exemplos comuns de tais micróbios patogénicos que incluem Escherichia Coli e pseudomonas - aeruginosa. Há muitos secundário-tipos de Escherichia Coli, que utilizam seus flagelos para a adesão às extensões de deferimento. O flagelo originário de Escherichia Coli enteropathogenic demonstra a co-eluição depois da incubação com mucins bovinos e suínos, e os mutantes não-flagelados aderem ao tecido intestinal significativamente menos fortemente do que o selvagem-tipo. Os flagelos refinados desta tensão igualmente interagem com o colagénio extracelular e o laminin das proteínas da matriz, quando os flagelos refinados das tensões do serotype H7 não fizerem. Isto pode promover a colonização nos locais onde a barreira intestinal é interrompida no anterior (H6). Em algumas tensões, os flagelos H7 estão somente actuais nas fases iniciais de colonização, e sua formação é reprimida nos microcolonies, sugerindo que não sejam necessários em estados avançados de infecção. A variedade de interacções da adesão que os tipos numerosos de flagelos podem ter com biomoléculas do anfitrião influencia fortemente o local usual da colonização durante a infecção, com os pathovars de Escherichia Coli que visam os intestinos delgados, os grandes intestinos, o cérebro, o sangue, o íleo das entranhas pequenas, o vasculature, ou outros lugar específicos segundo estas interacções.

Alvos da adesão do flagelo

Pseudomonas - o aeruginosa igualmente liga com mucin para ajudar com adesão ao epitélio do pulmão, demonstrado pela adesão defeituosa em mutantes não-flagelados. Contudo, a proteína específica do flagelo que negocia a adesão não é ainda clara.

A remoção da proteína flagelante do tampão parece inibir o mais fortemente a adesão, embora esta é altamente dependente das condições específicas da tensão e da cultura. Uma outra biomolécula que fosse mostrada para aderir aos flagelos em vários estudos inclua proteoglycans do sulfato do heparan na superfície basolateral das pilhas Calu-3 polarizadas, induzindo o caminho de PI3K/Akt e permitindo a entrada bacteriana nas pilhas epiteliais.

Os Gangliosides foram relatados em um número de estudos como alvos obrigatórios para os flagelos, igualmente sendo envolvido na sinalização flagellin-negociada em pilhas eucarióticas. Flagellin é a proteína constitutiva principal dos flagelos e foi mostrado ao ligamento com os receptors do glycolipid em algumas pilhas.

Em pilhas chinesas do ovário do hamster com os receptors introduzidos do glycolipid, o flagellin produziu uma resposta inflamatório significativa, estimulando a produção de mucin e promovendo desse modo a formação do biofilm na espécie de algumas bactérias, tal como pseudomonas - aeruginosa.

Somente um grupo relativamente pequeno de receptors flagelantes da adesão tem sido descoberto até agora, frequentemente sendo altamente específico à espécie e à tensão das bactérias, e do anfitrião. Similarmente, os flagelos são envolvidos pesadamente na geração de uma resposta imune, com muitos anticorpos contra regiões particulares dos flagelos que estão sendo produzidos em cima da infecção patogénico.

Os componentes do flagelo da vária espécie de bactérias conseqüentemente foram incluídos nas vacinas como um assistente, e drogam-se visado interromper a função vital do flagelo nas bactérias patogénicos estão igualmente durante o processo de desenvolvimento.

Referências:

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Last Updated: Oct 4, 2021

Michael Greenwood

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Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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