Πώς κολυμπούν τα βακτήρια; Εξηγούν οι φυσικοί

Τα βακτήρια κολυμπούν με περιστρεφόμενες ελικοειδείς δομές που ονομάζονται μαστίγια, οι οποίες αποτελούνται από μια πρωτεΐνη που ονομάζεται flagellin. Τα μαστίγια οδηγούνται από περιστροφικό κινητήρα ενσωματωμένο στη μεμβράνη βακτηριακών κυττάρων.

Ο μαστιγιακός κινητήρας τροφοδοτείται από τη ροή πρωτονίων κάτω από μια κλίση κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτή η ροή πρωτονίων δημιουργεί μια δύναμη που οδηγεί την περιστροφή του κινητήρα, η οποία με τη σειρά του οδηγεί την περιστροφή των μαστιγίων.

Η περιστροφή των μαστιγίων ωθεί το βακτήριο μέσω του περιβάλλοντος του. Το βακτήριο μπορεί να ελέγξει την κατεύθυνση της κίνησης του, αλλάζοντας την κατεύθυνση περιστροφής των μαστιγίων.

Ο κινητήρας Flagellar είναι μια πολύπλοκη δομή που είναι απαραίτητη για την επιβίωση πολλών βακτηρίων. Είναι ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα της νανοτεχνολογίας που έχει να προσφέρει η φύση.

Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση της δομής και της λειτουργίας του μαστιγίου.

Δομή του Flagellar Motor

Ο κινητήρας Flagellar αποτελείται από μονάδα στάτορα και μονάδα ρότορα. Η μονάδα στάτορας είναι ενσωματωμένη στη κυτταρική μεμβράνη, ενώ η μονάδα ρότορα είναι προσαρτημένη στο μαστίγιο.

Η μονάδα στάτορας αποτελείται από τέσσερις πρωτεΐνες, Flig, Flim, Flin και Poma. Το Flig και το Flim σχηματίζουν ένα διαμεμβρανικό κανάλι που επιτρέπει στα πρωτόνια να ρέει κάτω από μια κλίση κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Το Flin είναι μια ΑΤΡάση που παρέχει ενέργεια για την περιστροφή του κινητήρα. Το Poma είναι μια πρωτεΐνη που βοηθά στη σταθεροποίηση του κινητήρα.

Η μονάδα ρότορα αποτελείται από δύο πρωτεΐνες, flid και flic. Το Flid είναι μια πρωτεΐνη που σχηματίζει μια δομική δομή που περιβάλλει τη μονάδα στάτορας. Το FLIC είναι μια πρωτεΐνη που σχηματίζει το μαστίγιο.

Η αλληλεπίδραση μεταξύ της μονάδας στάτορα και της μονάδας ρότορα είναι αυτό που οδηγεί την περιστροφή του κινητήρα. Όταν τα πρωτόνια ρέουν κάτω από την κλίση κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης, δημιουργούν μια δύναμη που οδηγεί την περιστροφή της μονάδας στάτορας. Η μονάδα στάτορας με τη σειρά του οδηγεί την περιστροφή της μονάδας ρότορα, η οποία με τη σειρά του οδηγεί την περιστροφή του μαστιγίου.

Λειτουργία του κινητήρα flagellar

Ο κινητήρας Flagellar είναι απαραίτητος για την επιβίωση πολλών βακτηρίων. Επιτρέπει στα βακτήρια να κινούνται μέσα από το περιβάλλον τους και να βρουν τρόφιμα και καταφύγιο. Επιτρέπει επίσης τα βακτήρια να αποφεύγουν θηρευτές και επιβλαβείς ουσίες.

Ο κινητήρας Flagellar είναι μια πολύπλοκη δομή που είναι απαραίτητη για την επιβίωση πολλών βακτηρίων. Είναι ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα της νανοτεχνολογίας που έχει να προσφέρει η φύση.