Функція бактеріальних джгутиків

У цьому розділі ми розглянемо, як рухається бактеріальний джгутик, як генерується рушійна сила і як вона передається до філаментам.
При спостереженні за переміщенням жгутикової бактерії в мікроскоп ясно видно, що тіло бактерії обертається в напрямку, протилежному напрямку обертання джгутика.

На жаль, такі прямі спостереження не можуть дати переконливих доказів на користь того чи іншого типу руху. До недавнього часу загальноприйнятим було уявлення про те, що бактерія переміщається завдяки хвилеподібним рухам джгутика, що виникають у його заснування і поширюється вздовж нього. Правильну інтерпретацію даних щодо характеру бактеріального руху запропонували Берг і Андерсон в 1973 р .; вони постулювали, що рух бактеріального джгутики є обертальним. Правильність цього припущення підтвердили дотепні експерименти Силвермана і Симона. Полікрюкових мутантів Є. coli (такі мутанти не здатні синтезувати филамент і мають ненормально довгими гаками) культивували в спеціальному середовищі, яка сприяла тому, що у кожної бактерії замість звичайних шести утворювалася тільки одна полікрюковая структура.

Ясно, що такі клітини не можуть пересуватися в середовищі через відсутність филаментов. Однак, коли за допомогою антитіл, вироблених на білки гака, вдавалося приклеїти гаки до предметного скла (при цьому тіло бактерії залишалося не пов’язаним зі склом), було видно, що клітини обертаються зі швидкістю 10-20 об / с. Ці досліди показали, що саме гак (до якого в нормі прикріплений филамент) здійснює обертальні рухи навколо осі, перпендикулярної до клітинної стінки. Цей «ротор» володіє, очевидно, досить великою потужністю; щоб обертати всю клітку бактерії, коли сам він закріплений. Подібні результати були отримані також на мутантів з прямими джгутиками і послужили безпосереднім доказом того, що рух джгутиків – обертального типу. Прикріплені бактерії можуть обертатися як за годинниковою стрілкою, так і проти; це дозволяє припускати, що зміна напрямку обертання джгутика може лежати в основі орієнтації руху клітини.

Легко уявити, як обертання єдиного джгутика (діє як гвинт) може приводити в рух клітку; значно важче зрозуміти, що відбувається з многожгутікових бактерією, у якій безліч джгутиків виходить з різних точок бактеріальної стінки. Спостереження за допомогою мікроскопа показали, що у плаваючих многожгутікових бактерій джгутики зібране ззаду в один пучок, який витягнуть уздовж поздовжньої осі тіла бактерії. Кожен джгутик в пучку обертається синхронно з іншими джгутиками, хоча і незалежно від них. У нормальних умовах між джгутиками немає ніяких сполучних структур або містків. Більш того, якщо у нормально рухомий Е. coli з’єднати сусідні джгутики за допомогою бівалентних антитіл проти флажеліну, це повністю припиняє рух клітини.

Посилання на основну публікацію