Como se hace un pilin en la cara

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Nat Commun 7, 13015 (2016). https://doi.org/10.1038/ncomms13015Download citationShare this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard

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Neisseria gonorrhoeae, la bacteria responsable de la enfermedad de la gonorrea, es capaz de sufrir una transformación natural del ADN, un mecanismo crítico por el que las bacterias pueden tomar ADN del entorno. La captación de ADN extraño puede conducir a la adaptación a un entorno cambiante y permitir la propagación de la resistencia a los antibióticos, una cuestión especialmente relevante en N. gonorrhoeae. Se ha propuesto que el pilus de tipo IV medie directamente en la transformación, sin embargo, nuestros datos muestran que el pilus extendido no es necesario para la transformación. Sólo se requiere una porción (la Ntd) de la proteína pilina para mantener la capacidad de transformación y este dominio se libera mediante un evento de proteólisis único denominado escisión de la S-pilina. La liberación de la Ntd permite a las células mantener la competencia durante la variación antigénica de la pilina, un proceso vital para la evasión inmunitaria que con frecuencia produce células que no pueden formar pili de tipo IV. Mientras que anteriormente se pensaba que estas células eran incapaces de transformar el ADN, nuestros datos sugieren que la escisión de la S-pilina evolucionó como un mecanismo que permite la transformación del ADN y la transferencia horizontal de genes en estas células que carecen de pili. Proponemos que un pseudopilo estructuralmente similar pero distinto medie en la transformación.

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Además de la adhesión a la superficie, varios pili de tipo IV han evolucionado en una variedad de funciones que incluyen la captación de nutrientes (Zolghadr et al., 2011), la mediación del transporte de electrones (Lovley, 2012) y la facilitación del transporte de proteínas a través del espacio periplásmico de algunas bacterias gramnegativas (Nivaskumar y Francetic, 2014). De hecho, algunas estructuras tipo pilus de tipo IV han evolucionado de tal manera que sus funciones ya no incluyen la adhesión a la superficie. Por ejemplo, el sistema de competencia de muchas bacterias grampositivas, que es fundamental para la captación de ADN, no tiene ningún efecto sobre las interacciones célula-célula o la adhesión a la superficie, aunque el ensamblaje de estas estructuras sí requiere la maquinaria de biosíntesis de los pilus de tipo IV (Chen y Dubnau, 2004; Chen et al., 2006).

El desarrollo de varios sistemas de arqueas modelo (Leigh et al., 2011), así como de herramientas in silico que permiten una identificación rápida y precisa de los pilos de tipo IV (Szabó et al., 2007), ha permitido avances significativos en la comprensión de las funciones que desempeñan los pilos de tipo IV en los procesos celulares de las arqueas. En esta revisión, destacaremos los avances recientes que se han realizado en la caracterización de un conjunto diverso de pili de tipo IV de las arqueas, prestando especial atención a cómo estas estructuras facilitan la formación de biopelículas de arqueas. Estos estudios, que se han centrado principalmente en un subconjunto de pili de tipo IV en las crenarchaea modelo, Sulfolobus solfataricus y Sulfolobus acidocaldarius, así como en los sistemas modelo de las euryarchaea, Methanococcus maripaludis y Haloferax volcanii, han iluminado las estrategias que han permitido a los organismos prosperar en los entornos extremos que las arqueas suelen habitar. El estudio de estos filamentos superficiales, conservados evolutivamente, en un conjunto diverso de arqueas ha puesto de manifiesto los aspectos divergentes y conservados de los pili de tipo IV en una gama muy diversa de procariotas, tanto dentro como entre dominios.