Институт Медицинской Климатологии
Способы движения микроорганизмов — жгутиковое движение.

Среди прокариот есть подвижные и неподвижные виды. У микроорганизмов, не обладающих способностью активно двигаться во взрослом состоянии, подвижная стадия может наблюдаться в молодом возрасте. Наличие такой подвижности у вновь образовавшихся клеток способствует распределению их в пространстве, что приводит к уменьшению конкуренции за питание, снижению плотности популяции и освоению новых мест обитания или поиску потенциальных жертв.

Движение клеток может осуществляться разными способами, но чаще всего происходит за счет вращения жгутиков. Жгутики прокариот устроены иначе, чем типичные жгутики эукариот, имеющие формулу 9 + 2. У бактерий жгутики с формулой 8 + 1 — правовращающие, у архей — левовращающие.

Прокариотические жгутики устроены значительно проще, чем эукариотические. Диаметр жгутика прокариот составляет 0,01—0,02 мкм, что в 10 раз меньше диаметра жгутика эукариот. Прокариотический жгутик состоит из базального тела, крючка и филамента.

Базальное тело включает четыре (у грамотрицательных) или два (у грамположительных бактерий) кольца, стержень и белки мотора. Два кольца М и S закреплены в ЦПМ и окружены моторными белками, «включающими и выключающими» вращение. У грамотрицательных бактерий в пептидогликановом слое находится также кольцо Р, а во внешней мембране — кольцо L. Оба эти кольца дополнительно удерживают механизм жгутика. Все кольца соединены жестким стержнем, переходящим на наружной стороне внешней мембраны в крючок и затем в филамент. Филамент представляет собой цилиндр, состоящий из простого белка флагеллина, уложенного по спирали. На конце филамента находится специальная структура в виде «шапочки». К вращению жгутика приводит поток протонов через оба кольца или между базальным телом и близлежащим участком цитоплазматической мембраны.

Жгутики различным образом располагаются на поверхности клетки. У прокариот характер жгутикования является диагностическим признаком. Синтез жгутика начинается с появления MS-кольца в ЦПМ, затем синтезируются белки мотора, появляются Р- и L-кольца (у грамотрицатель­ных бактерий), связующий стержень между ними, затем нарастает крючок и на ранней стадии его образования на крючке появляется «шапочка», которая прикрывает полый цилиндр начавшего строиться филамента с верхнего конца. Эта структура не дает «теряться» в окружающей среде синтезируемым на рибосоме субъединицам белка-флагеллина, которые подаются к вершине филамента через полое внутреннее пространство базального тела. Они самопроизвольно укладываются по спирали, наращивая филамент. Таким образом, при синтезе и удлинении филамента белки «шапочки», действуя наподобие своеобразных шаперонов, помогают собираться флагеллину в равномерно растущую структуру. Для сборки одного филамента необходимо около 20 000 молекул флагеллина. Синтез жгутика кодируется более чем 30 генами, при этом неизвестно, каким образом определяется точное местоположение закладки жгутика.

Движение у монотрихов осуществляется путем вращения жгутика по или против часовой стрелки. При этом сама клетка медленно вращается в обратную сторону. При вращении жгутика по часовой стрелке клетка тянется за жгутиком (жгутик — впереди). При вращении жгутика против часовой стрелки клетка выталкивается жгутиком вперед (жгутик — сзади). Перитрихи вращают жгутики (пучок жгутиков) против часовой стрелки (жгутики остаются сзади клетки по направлению движения). Если надо поменять направление движения, то клетка останавливается и совершает кувырок. Способ движения спирохет с помощью аксиальной нити является модификацией жгутикового движения.

Аксиальная нить — это пучок жгутиков, лежащих в периплазме. Они тянутся от одного конца клетки до другого, по спирали, оборачиваясь вокруг нее. Вращение этих жгутиков заставляет клетку извиваться и за счет этого менять свое положение в пространстве.

Добавить комментарий