Структуры, обеспечивающие подвижность PDF Печать E-mail

Жгутики бактерий — это длинные гибкие нитевидные, выросты, исходящие из тела бактерии. Они могут быть одиночными, или же пучки их находятся на одном или на обоих полюсах клетки. Жгутики могут покрывать всю поверхность клетки, так что бактерия выглядит волосатой. Характер расположения жгутиков относится к генетически стабильным свойствам, по нему жгутиковых бактерий делят на Eubacteriales (с беспорядочным распределением жгутиков) и Pseudomonadales (жгутики располагаются на полюсах клетки).

Из-за малого диаметра (120—250 нм) жгутики очень трудно разглядеть с помощью обычных методов световой микроскопии. Однако можно применить некоторые специальные приемы. Так, например, жгутики можно окрасить раствором, содержащим осаждающийся реагент, например танин; танин откладывается на поверхности каждого жгутика, увеличивая его диаметр, что позволяет наблюдать жгутики в обычном световом микроскопе. Особенно хорош метод темного поля; при этом жгутики четко видны как светлые линии на черном фоне. В этих условиях жгутики выглядят тонкими нитями, длина которых обычно превышает длину клетки, из которой они исходят. В ранних работах подвижность часто изучали на родобактериях Chromomatium okenii. Было показано, что на, одном из полюсов этой большой (9—15 мкм) клетки находится группа из приблизительно 40 жгутиков длиной около 25 мкм каждый. Хорошо известная кишечная бактерия Е. coli имеет, как правило, 6 жгутиков, каждый из которых в 2—3 раза длиннее самой клетки.
В микроскоп видна еще одна важная морфологическая черта жгутиков, а именно их форма. Жгутики всегда волнообразно или спиралевидно изогнуты, что характерно для всех штаммов бактерий, причем жгутики отходят от тела клетки под самыми разными углами, по-видимому, без всякой закономерности.
Более точные данные о морфологии жгутиков могут быть получены методом электронной микроскопии.

В ставших классическими исследованиях Де Памфилиса и Адлера, а также Диммита и Симона на Е. coli и В. subtilis не только выявлены детали ультраструктуры жгутиков, но и заложена основа для понимания механизма подвижности бактерий. Эти авторы разработали методику получения интактных жгутиков в довольно больших количествах. Для этого применяли, ферментативное переваривание клеточной стенки, затем лизировали клеточную мембрану детергентом и отделяли жгутики от остатков клеток с помощью дифференциального и градиентного центрифугирования в CsCl. Этот метод позволяет удалить бактериальные оболочки и получить неповрежденные жгутики вместе со структурами, которые прикрепляют их к клетке. Электронно-микроскопические исследования такого материала прояснили многие структурные особенности жгутиков.

Прежде всего, удалось различить три самостоятельные субструктуры: филамент (тело жгутика), крюк и базальное тело. Филамент и крюк находятся снаружи от клеточной оболочки, а базальное тело соединяет их с клеткой. В норме у Е. coli филамент имеет диаметр 20 нм и волнообразную форму (длина волны 2,3 мкм), однако получены мутанты с совершенно другими свойствами. Существуют, например, прямые мутанты, жгутики которых практически лишены извивов и извилистые мутанты, с устойчивым признаком сильно выраженной волнообразности жгутика (длина волны 1,1 мкм). Было обнаружено, что переход от жгутиков с нормальным шагом суперспирали (2,3 мкм) к извилистой форме (1,1 мкм)  происходит также и в обычных условиях — в процессе движения бактерии; такой переход, как будет показано ниже, играет особую роль в плавательных движениях бактерии.

Интересные статьи по биологии:

1) Половое размножение

2) Особенности размножения клеток в лабораторных условиях