Nonostante le loro piccole dimensioni (1-10um) i batteri possiedono strutture specifiche che permettono loro di spostarsi, di aderire alle superfici e di prendere contatto con altre cellule. Tutte queste funzioni sono garantite da strutture proteiche presenti sulla membrana cellulare dei batteri: il flagello e i pili.
Il flagello ed il movimento dei batteri
Struttura del flagello
Il flagello è una struttura, più grande dei pili, costituita da circa 30 proteine diverse che fuoriesce dalla membrana esterna di alcuni batteri gram negativi (come Escherichia Coli) e che garantisce, ruotando, il nuoto nei fluidi. Il flagello si suddivide in due porzioni principali: un corpo basale ed una struttura tubulare. Il corpo basale è responsabile della generazione della forza motrice ed è collocato tra la membrana interna ed il citoplasma. La struttura tubulare è a sua volta composta da tre strutture che sono il filamento, l’uncino ed il mandrino/asta. La struttura tubulare è collegata al corpo basale attraverso il mandrino, prosegue con l’uncino ed infine con il filamento che, costituito da flagellina, può arrivare fino a 15um di lunghezza.
Funzione e numero di flagelli in membrana
Il flagello permette al batterio, grazie alla rotazione indotta dal corpo basale, di spostarsi verso una regione ricca di nutrienti o comunque più favorevole al proprio benessere attraverso un fenomeno che prende il nome di chemotassi. Grazie a recettori (proteine che fungono da sensore) presenti nella membrana cellulare, il batterio è in grado di riconoscere la presenza di sostanze benefiche o nocive nell’ambiente. Se la sostanza riconosciuta dai recettori di membrana è benefica il flagello farà avanzare il batterio, ruotando in senso orario, mentre se la sostanza riconosciuta è nociva il flagello ruoterà in senso anti-orario per interrompere il movimento (Per un approfondimenti sul movimento)..
In base al numero di flagelli in membrana i batteri sono così classificati: monotrichi (un flagello), amfithrichi (due flagelli opposti), lofotrici (numerosi flagelli) e peritrichi (flagelli distribuiti in tutto il batterio tranne ai poli).
I pili e il contatto dei batteri con l’ambiente
Struttura dei pili batterici
I pili sono strutture proteiche filamentose, più corte del flagello, presenti nella membrana di tutti i batteri gram negativi ed alcuni gram positivi. La componente principale è la proteina pilina che viene ripetuta più volte fino ad ottenere una struttura cilindrica di lunghezza di circa 2um (può anche arrivare a 20um!) ed un diametro tra i 2 e gli 11nm. Oltre alla pilina, verso la parte distale del pilo, si trovano le adesine che sono proteine essenziali per l’adesione ed il contatto del batterio.
Funzioni dei pili
La funzione principale del pilo è quella di garantire l’adesione del batterio a superfici inorganiche, altri batteri, cellule eucariotiche e tessuti e di essere quindi responsabile della sua virulenza. Il numero di pili può variare da qualche decina a qualche migliaio. L’adesione del batterio non è un puro fenomeno statico ma serve a raggiungere scopi diversi che rendono il pilo una struttura molto versatile. Difatti i pili della membrana sono essenziali per la creazione di comunità batteriche (biofilm), possono fungere da condotti per lo scambio di materiale genetico (plasmidi) tra batteri (processo che prende il nome di coniugazione) e servono da ancoraggio per il movimento da contrazioni, che differisce da quello del flagello perché avviene su una superficie solida e non in un fluido. Infine i pili possono anche fungere da recettori per batteriofagi.
Oltre alle diverse funzioni elencate i pili sono importanti per il riconoscimento e la risposta immunitaria dell’organismo ospite. Infatti possiedono delle proteine antigeniche che innescano la produzione di anticorpi specifici diretti contro quel particolare batterio.
Fonti
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