• 1 Funktion
  • 1.1 Motor
  • 1.2 Filament (Propeller)
  • 1.3 Haken (Kardangelenk)
• 2 Aufbau
• 3 3D-Strukturen des Flagellarproteins

Funktion

Flagellen (Singular: Flagellum) ermöglichen es Bakterien, zu Nahrungsquellen zu schwimmen und von Giftquellen weg. Diese gerichtete Beweglichkeit wird als Chemotaxis bezeichnet. Das schnelle Schwimmen hilft Bdellovibrio, in ihre Wirtsbakterien einzudringen und sie zu parasitieren, aber die Geißeln sind nicht immer für die Virulenz entscheidend. Flagellen sind wichtig für die Reaktion auf Quorum Sensing und die Biofilmbildung. Weitere Informationen finden Sie unter Flagellum bei Wikipedia. Das bakterielle Flagellum besteht aus etwa 25 verschiedenen Proteinen. Von einigen Proteinen gibt es nur wenige Kopien, von dem Filamentprotein FliC sogar Zehntausende. Das Flagellum besteht aus den folgenden drei Hauptbereichen:

Motor

An der Basis des bakteriellen Flagellums befindet sich ein reversibler Motor, auch Basalkörper genannt. Die Energiequelle, die den Motor antreibt, ist ein elektromotorisches Gefälle von Protonen (Wasserstoffionen, H+) bei einigen Bakterien oder von Natriumionen (Na+) bei anderen Bakterien. Das Gefälle hat eine höhere Konzentration von Ionen außerhalb der Zelle und eine niedrigere Konzentration von Ionen innerhalb der Zelle. Die Ionen fließen von außen nach innen durch die Bakterienzelle, durchqueren den Motor und treiben dessen Rotation durch einen Mechanismus an, der noch nicht ganz verstanden ist.

Für weitere Einzelheiten siehe Flagellar biosynthetic protein

Filament (Propeller)

Das Flagellarfilament ist ein relativ starrer, spiralförmiger Stab, der typischerweise ein Vielfaches der Länge der Bakterienzelle beträgt. Viele bewegliche Bakterien, einschließlich Salmonellen, haben mehrere Geißeln, die von jeder Zelle ausgehen. Die Drehung der Filamente durch den Motor treibt die Zelle an. Mehr…

Für weitere Einzelheiten siehe Flagellarproteine und Flagellarfilament von Bakterien.

Haken (Universalgelenk)

Das Filament ist mit dem Flagellarhaken, einem molekularen Universalgelenk, am Motor befestigt. Der Haken ist flexibel, so dass sich der Winkel zwischen dem Filament und der bakteriellen Zelloberfläche in einem weiten Bereich ändern kann. Der Haken überträgt jedoch effizient das Drehmoment vom Motor auf das Filament, so dass es sich dreht.

Für Details siehe

• Geißelhaken von Bakterien
• Samatey/5

Zusammenbau

Zusammenbau des bakteriellen Flagellums. Credit: Protonic Nanomachine Project, verwendet mit Erlaubnis von Keiichi Namba, Osaka University.

Während des Zusammenbaus der Geißel werden ihre Proteinkomponenten durch die hohlen Kerne des Basalkörpers, des Hakens und des Filaments transportiert und setzen sich am Ende der entstehenden Geißel zusammen. Die Namba-Gruppe hat einen Film erstellt, der ihr Verständnis des Zusammenbauprozesses ab etwa 2004 veranschaulicht.

3D-Strukturen des Flagellarproteins

Flagellarprotein 3D-Strukturen