Как передвигаются бактерии?

Бактерии выработали несколько уникальных механизмов передвижения, которые позволяют им перемещаться в поисках питательных веществ или избегать неблагоприятных условий. В зависимости от среды обитания и строения клетки, они используют следующие способы. 1. Движение с помощью жгутиков Это самый распространенный и изученный способ. Бактериальный жгутик — это сложная белковая структура, действующая по принципу пропеллера.

• Механизм: В основании жгутика находится молекулярный «двигатель», который использует энергию градиента протонов (реже ионов натрия). Он вращает жгутик со скоростью до нескольких сотен оборотов в секунду.
• Типы расположения:
  • Монотрихи: один жгутик на полюсе.
  • Лофотрихи: пучок жгутиков на одном конце.
  • Амфитрихи: по одному жгутику или пучку на обоих полюсах.
  • Перитрихи: жгутики распределены по всей поверхности клетки.
• Характер движения: Бактерия движется по прямой («забег»), а при смене направления вращения двигателя начинает беспорядочно кувыркаться, выбирая новый вектор.

2. Спирохетное (осевое) движение Спирохеты обладают особыми жгутиками, которые находятся не снаружи, а внутри клетки — в периплазматическом пространстве (между цитоплазматической и внешней мембраной).

• Механизм: Эти жгутики называются аксиальными нитями. Когда они вращаются, вся клетка бактерии извивается, приобретая винтообразную форму.
• Преимущество: Такое движение позволяет бактериям легко перемещаться в очень вязких средах, таких как слизь или соединительная ткань, где обычные жгутиковые бактерии застревают.

3. Дергающееся движение (Twitching motility) Этот тип перемещения осуществляется с помощью пилей IV типа — тонких белковых выростов на поверхности клетки.

• Механизм: Бактерия выбрасывает пили, они прикрепляются к поверхности, после чего быстро сокращаются (деполимеризуются), подтягивая клетку вперед.
• Результат: Это прерывистое, «дергающееся» передвижение по твердым или полутвердым поверхностям.

4. Скольжение (Gliding motility) Многие бактерии (например, миксобактерии или цианобактерии) способны плавно скользить по поверхности без видимых наружных придатков.

• Механизмы: Существует несколько гипотез и механизмов:
  • Выделение слизи: Бактерия выделяет реактивную струю слизи, которая отталкивает ее от субстрата.
  • Фокальные адгезионные комплексы: Белки на поверхности мембраны перемещаются по специфическим «рельсам» внутри клетки, создавая тягу при контакте с поверхностью.

5. Роение (Swarming) Это коллективный вид движения перитрихиальных бактерий на поверхности агара или других влажных средах.

• Механизм: Бактерии синтезируют избыточное количество жгутиков и выделяют сурфактанты (вещества, снижающие поверхностное натяжение). Они объединяются в плотные группы и быстро распространяются по поверхности широким фронтом.

6. Изменение плавучести Некоторые водные бактерии (особенно цианобактерии) регулируют свое положение в толще воды с помощью газовых везикул.

• Механизм: Синтезируя или разрушая эти белковые полые структуры, заполненные газом, бактерия меняет свою плотность, что позволяет ей всплывать к свету для фотосинтеза или погружаться глубже в поисках нутриентов.

Я могу подготовить для вас сравнительную таблицу этих способов передвижения с примерами конкретных видов бактерий. Будем составлять?