Come si Muove E. coli: L'Incredibile Motore Flagellare
E. coli nuota usando flagelli peritrichi—filamenti elicoidali ruotati da un sofisticato motore rotatorio incorporato nell'involucro cellulare. Questa nanomacchina è una meraviglia d'ingegneria biologica.
Architettura Flagellare
- Corpo basale: Il motore rotatorio (anello MS, anello C, asta, proteine statore MotA/MotB) sfrutta forza protonomotrice (PMF) per generare coppia.
- Uncino: Giunto cardanico flessibile che trasmette coppia dal motore al filamento.
- Filamento: Polimero di flagellina (FliC), circa 20 nm diametro e 10–15 µm lunghezza.
Regolazione Genetica
- Regolatore maestro FlhDC (complesso FlhD₄C₂) attiva geni flagellari classe 2 e 3.
- Sistema chemiotassi (proteine Che) modula bias rotazione via CheY fosforilato (CheY-P) legato a complesso switch motore (FliG/FliM).
Navigazione Run-and-Tumble
- Rotazione antioraria (CCW): Flagelli si raggruppano, producendo "run" fluido (nuoto rettilineo).
- Rotazione oraria (CW): Il fascio si disfa, causando "tumble" (riorientamento casuale).
- Chemiattrattanti (es. serina, aspartato) → ↓ CheY-P → run più lunghi verso fonte.
- Chemiorepellenti → ↑ CheY-P → tumble più frequenti.
Significato Biologico
La motilità permette colonizzazione nicchie come intestino e tratto urinario, facilita dispersione biofilm, contribuisce a virulenza. La flagellina è anche potente attivatore immunitario, riconosciuta da TLR5 su cellule ospite.