Функция бактериальных жгутиков PDF Печать E-mail

В этом разделе мы рассмотрим, как движется бактериальный жгутик, как генерируется движущая сила и как она передается к филаменту.
При наблюдении за перемещением жгутиковой бактерии в микроскоп ясно видно, что тело бактерии вращается в направлении, противоположном направлению вращения жгутика.

К сожалению, такие прямые наблюдения не могут дать убедительных доказательств в пользу того или иного типа движения. До недавнего времени общепринятым было представление о том, что бактерия перемещается благодаря волнообразным движениям жгутика, возникающим у его основания и распространяющимся вдоль него. Правильную интерпретацию данных относительно характера бактериального движения предложили Берг и Андерсон в 1973 г.; они постулировали, что движение бактериального жгутика является вращательным. Правильность этого предположения подтвердили остроумные эксперименты Силвермана и Симона. Поликрюковых мутантов Е. coli (такие мутанты не способны синтезировать филамент и обладают ненормально длинными крюками)  культивировали в специальной среде, способствовавшей тому, что у каждой бактерии вместо обычных шести образовывалась только одна поликрюковая структура.

Ясно, что такие клетки не могут передвигаться в среде из-за отсутствия филаментов. Однако, когда с помощью антител, выработанных на белки крюка, удавалось приклеить крюки к предметному стеклу (при этом тело бактерии оставалось не связанным со стеклом), было видно, что клетки вращаются со скоростью 10—20 об/с. Эти опыты показали, что именно крюк (к которому в норме прикреплен филамент) совершает вращательные движения вокруг оси, перпендикулярной к клеточной стенке. Этот «ротор» обладает, очевидно, достаточно большой мощностью; чтобы вращать всю клетку бактерии, когда сам он закреплен. Подобные результаты были получены также на мутантах с прямыми жгутиками и послужили непосредственным доказательством того, что движение жгутиков — вращательного типа. Прикрепленные бактерии могут вращаться как по часовой стрелке, так и против; это позволяет предполагать, что изменение направления вращения жгутика может лежать в основе ориентации движения клетки.

Легко представить, как вращение единственного жгутика (действующего как винт) может приводить в движение клетку; значительно труднее понять, что происходит с многожгутиковой бактерией, у которой множество жгутиков исходит из разных точек бактериальной стенки. Наблюдения с помощью микроскопа показали, что у плавающих многожгутиковых бактерий жгутики собраны сзади в один пучок, который вытянут вдоль продольной оси тела бактерии. Каждый жгутик в пучке вращается синхронно с остальными жгутиками, хотя и независимо от них. В нормальных условиях между жгутиками нет никаких соединительных структур или мостиков. Более того, если у нормально подвижной Е. coli соединить соседние жгутики с помощью бивалентных антител против флагеллина, это полностью прекращает движение клетки.

Интересные статьи по биологии:

1) Консументы и редуценты

2) Распределение вида внутри ареала