Salute e malattia

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.