Fimbriae: características, funções, composição, tipos

Na microbiologia, as fímbrias são estruturas proteicas filamentosas, que as bactérias possuem e que diferem dos flagelos devido ao seu diâmetro (menos de 8 nm na maioria dos casos) e porque não possuem estrutura helicoidal. O termo também é usado em outras ciências para definir uma porção ou borda terminal de um órgão dividido em segmentos muito finos.

Essas estruturas anatômicas não cumprem as funções de mobilidade, são muito variáveis ​​e, aparentemente, não são vitais para as bactérias que as possuem. Isso significa que, se por algum fator físico, químico ou biológico as bactérias perderem suas fímbrias, isso não implicaria a morte da célula ou interrupções de seus ciclos biológicos.

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Fimbriae Tirada e editada em http://www.stopfoodborneillness.org/pathogen/stec-shiga-toxin-producing-e-coli/

Caracteristicas

Fimbriae são apêndices característicos de bactérias Gram-negativas (aquelas que não reagem à coloração de Gram). São conhecidas muito poucas bactérias Gram-positivas (aquelas que colorem azul ou violeta à coloração de Gram) que possuem essas estruturas, porém foram observadas em estreptococos, corinebactérias e espécies do gênero Actynomycetes .

Eles têm formas filamentosas retas e rígidas, são mais curtos e finos (3-10 nm de diâmetro) do que os flagelos. A maioria é composta de um único tipo de proteína globular muito hidrofóbica chamada pilina.

Eles têm cerca de 17-25 Kilodalton (kDa) e suas subunidades são organizadas em uma matriz helicoidal que deixa um pequeno orifício central.

As fimbriae são implantadas no nível da membrana citoplasmática das bactérias. Seu número varia de acordo com a espécie e, entre indivíduos da mesma população, até espécies observadas podem se apresentar de algumas fímbrias a várias centenas ou milhares por indivíduo.

As fimbriae podem ser vistas em todo o perímetro celular, incluindo as extremidades da célula, também chamadas regiões polares.

Tipos

São conhecidos vários tipos de fímbrias, mas em geral é feita referência a dois tipos principais: adesivo e sexual.

Fímbrias adesivas

Eles são vilosidades da célula entre 4 e 7 nm de diâmetro, seu número e distribuição depende das espécies.

Fimbriae sexual

São apêndices semelhantes em forma e tamanho, cerca de 1 a 10 por célula. São mais largos que os adesivos, com aproximadamente 9 a 10 nm de diâmetro. Eles são determinados geneticamente por fatores sexuais ou plasmídeos conjugativos.

Funções

O papel das fímbrias em muitos tipos de bactérias é desconhecido. Mesmo assim, parece que em alguns grupos eles favorecem a fixação ou adesão a diferentes substratos, permitem a formação de biofilmes que também favorecem a adesão, agregação, coagregação e fixação em superfícies líquidas nas quais formam véus.

Fímbrias adesivas

A funcionalidade dessas fímbrias é a adesão a receptores específicos e superficiais. Isso é de extrema importância, uma vez que a adesão a substratos vivos ou inertes desempenha um papel fundamental na colonização de diferentes habitats ou hospedeiros, dependendo da espécie.

A peculiaridade adesiva (função adesina) não se deve à proteína pilina que constitui principalmente a fimbria, mas a uma glicoproteína chamada lectina, localizada na extremidade distal do apêndice.

Esta proteína é capaz de se ligar com grande afinidade às cadeias laterais de polissacarídeos presentes na membrana citoplasmática das células às quais aderem.

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Adesivo Fimbria. Tomada e editada por: 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_Bacteria/2.5%3A_Structures_Outside_the_Cell_Wall/2.5C%3A_Fimbriae_and_Pili

Fimbriae sexual

Eles são necessários para a conjugação bacteriana, ou seja, para a troca de informações genéticas entre uma célula doadora e uma célula receptora.

Composição química

Fimbriae são de natureza protéica. Alguns autores mencionam que a proteína que os compõe é uma subunidade proteica chamada fimbrilina (FimA), de 17 a 20 kDa, e é codificada pelo gene fimA.

No entanto, outros se referem à pilina, uma proteína caracterizada pela presença de um peptídeo líder muito curto, de 6 a 7 resíduos, seguido por um resíduo de fenilalanina N-terminal metilado e por uma sequência altamente conservada de aproximadamente 24 resíduos hidrofóbicos do tipo NMePhe pilina.

Importância médica

A ligação de bactérias (com fímbrias adesivas) a receptores específicos na célula humana é o primeiro passo no estabelecimento de infecções no corpo; como a formação de placa dentária, por coagregação de indivíduos de diferentes espécies nos fatores de colonização de dentes e tecidos, por Neisseria gonorrhoeae e as cepas uropatogênicas de Escherichia coli .

O papel das fimbriae como fator de virulência em bactérias Gram-negativas tem sido extensivamente estudado nas bactérias Neisseria gonorrhoeae e N. meningitidis.

Essas espécies patogênicas produzem fímbrias semelhantes do ponto de vista estrutural e antigênico. Variedades virulentas de N. gonorrhoeae mostram fímbrias de superfície de 16,5 a 21,5 kDa e são capazes de aderir firmemente às células da mucosa do trato genital.

Embora as bactérias Gram-positivas com fimbriae sejam escassas, bacilos opcionais desse grupo foram encontrados na cavidade oral. Eles mostram dois tipos de fimbriae:

  • Os do tipo 1, mediando a adesão à superfície dos dentes através da interação com as proteínas ácidas da saliva, ricas em prolina.
  • Fimbriae tipo 2, que medeia a adesão bacteriana aos estreptococos orais.

As espécies Gram-positivas de Actynomycetes se ligam de maneira diferente das espécies Gram-negativas. Estes se ligam covalentemente à camada peptidoglicana da parede celular.

A capacidade das espécies orais de Actynomycetes de aderir às células da mucosa e se reunir com estreptococos cariogênicos facilita a formação de um biofilme e o aparecimento da placa dentária.

Fimbriae ou pili?

Ambos os termos foram usados ​​como sinônimos por alguns autores, enquanto para outros eles não são idênticos e se referem às fímbrias apenas como fímbrias adesivas, enquanto chamam de fímbria sexual pili (consulte as características).

Até as fímbrias sexuais podem ser encontradas em textos e pesquisas como cabelo sexual, cabelo sexual ou pili sexual. Qualquer termo usado é válido e seu uso depende da escola de treinamento microbiológico.

Referências

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