Hvordan svømmer bakterier? Fysikere forklarer

Bakterier svømmer ved at rotere spiralformede strukturer kaldet flageller, som er sammensat af et protein kaldet flagellin. Flagellerne drives af en roterende motor indlejret i bakteriecellemembranen.

Flagelmotoren drives af strømmen af ​​protoner ned ad en gradient hen over cellemembranen. Denne strøm af protoner skaber en kraft, der driver rotationen af ​​motoren, som igen driver flagellaens rotation.

Flagellaens rotation driver bakterien gennem sit miljø. Bakterien kan styre retningen af ​​sin bevægelse ved at ændre flagellaens rotationsretning.

Flagelmotoren er en kompleks struktur, der er essentiel for mange bakteriers overlevelse. Det er et bemærkelsesværdigt eksempel på den nanoteknologi, som naturen har at byde på.

Her er en mere detaljeret forklaring af flagelmotorens struktur og funktion.

Flagellarmotorens struktur

Flagelmotoren er sammensat af en statorenhed og en rotorenhed. Statorenheden er indlejret i cellemembranen, mens rotorenheden er fastgjort til flagellen.

Statorenheden er sammensat af fire proteiner, FliG, FliM, FliN og PomA. FliG og FliM danner en transmembran kanal, der tillader protoner at strømme ned ad en gradient hen over cellemembranen. FliN er en ATPase, der giver energi til motorens rotation. PomA er et protein, der hjælper med at stabilisere motoren.

Rotorenheden er sammensat af to proteiner, FliD og FliC. FliD er et protein, der danner en ringlignende struktur, der omgiver statorenheden. FliC er et protein, der danner flagellen.

Samspillet mellem statorenheden og rotorenheden er det, der driver motorens rotation. Når protoner flyder ned ad gradienten hen over cellemembranen, skaber de en kraft, der driver rotationen af ​​statorenheden. Statorenheden driver igen rotorenhedens rotation, som igen driver flagellens rotation.

Funktion af flagelmotoren

Flagelmotoren er afgørende for overlevelsen af ​​mange bakterier. Det giver bakterier mulighed for at bevæge sig gennem deres miljø og finde mad og husly. Det giver også bakterier mulighed for at undgå rovdyr og skadelige stoffer.

Flagelmotoren er en kompleks struktur, der er essentiel for mange bakteriers overlevelse. Det er et bemærkelsesværdigt eksempel på den nanoteknologi, som naturen har at byde på.