צורת חיים של חיידקים

כמוסות ושכבות רפש

תאים חיידקיים רבים מפרישים חומר חוץ תאי בצורת קפסולה או שכבת רפש. שכבה רזה קשורה באופן רופף לחיידק וניתן לשטוף אותה בקלות, ואילו כמוסה מחוברת בחיידק ובעלת גבולות מוגדרים. ניתן לראות כמוסות תחת מיקרוסקופ אור על ידי הצבת התאים במתלה של דיו בהודו. הכמוסות מוציאות את הדיו ומופיעות כהילות ברורות המקיפות את תאי החיידק. כמוסות הן בדרך כלל פולימרים של סוכרים פשוטים (פוליסכרידים), אם כי הקפסולה של Bacillus anthracis עשויה חומצה פוליגלוטמית. מרבית הכמוסות הינן הידרופיליות ("אוהבות מים") ועשויות לעזור לחיידק להימנע מהתייבשות (התייבשות) על ידי מניעת אובדן מים. כמוסות יכולות להגן על תא חיידקי מפני בליעה והרס של תאי דם לבנים (פגוציטוזיס). בעוד שהמנגנון המדויק להימלטות מפאגוציטוזיס אינו ברור, הוא עלול להתרחש מכיוון שקפסולות הופכות את מרכיבי שטח החיידקים לחלקלקים יותר, ומסייעות לחיידק להימלט מהתקפי תאים פגוציטים. הימצאותה של קפסולה בסטרפטוקוקוס דלקת ריאות היא הגורם החשוב ביותר ביכולתה לגרום לדלקת ריאות. זנים מוטנטים של S. pneumoniae שאיבדו את היכולת ליצור כמוסה נלקחים בקלות על ידי תאי דם לבנים ואינם גורמים למחלות. הקשר של נגיפות ויצירת כמוסות נמצא גם במינים רבים אחרים של חיידקים.

שכבה קפסולרית של חומר פוליסכרידי חוץ-תאי יכולה להכניס חיידקים רבים לביופילם ומשמשת פונקציות רבות. סטרפטוקוק מוטאנס, הגורם לעששת שיניים, מפצל את הסוכרוז במזון ומשתמש באחת הסוכרים כדי לבנות את הקפסולה שלה, שנדבקת חזק לשן. החיידקים שנכלאים בקפסולה משתמשים בסוכר האחר כדי לתדלק את חילוף החומרים שלהם ומייצרים חומצה חזקה (חומצה לקטית) שתוקפת את אמייל השיניים. כאשר Pseudomonas aeruginosa מושבת את ריאותיהם של אנשים עם סיסטיק פיברוזיס, היא מייצרת פולימר כמוסתי עבה של חומצה אלגנית התורמת לקושי במיגור החיידק. חיידקים של הסוג Zoogloea מפרישים סיבי תאית המוחתים את החיידקים לנקודה המרחפת על פני הנוזל ושומרת על החיידקים שנחשפים לאוויר, דרישה לחילוף החומרים של הסוג הזה. כמה חיידקים בצורת מוט, כמו Sphaerotilus, מפרישים מעטים צינוריים מורכבים כימיים ארוכים התוחמים מספר ניכר של החיידקים. נדן של אלה ושל חיידקים סביבתיים רבים אחרים יכולים להיות עטופים בתחמוצות ברזל או מנגן.

פלאג'לה, פימבריה ופלי

חיידקים רבים הם תנועתיים, מסוגלים לשחות דרך מדיום נוזלי או להחליק או לנחש על פני משטח יציב. חיידקים ושחייה מחווים פלנלה, שהם התוספות החוץ תאיות הדרושות לתנועתיות. פלנלה הם חוטים ארוכים וסליים העשויים מסוג בודד של חלבון ונמצאים בקצוות של תאים בצורת מוט, כמו בוויבריו כולרה או Pseudomonas aeruginosa, או בכל רחבי פני התא, כמו ב- Escherichia coli. ניתן למצוא פלנגלה הן על מוטות גרם-חיוביים והן על-ידי גרם-שליליים אך הם נדירים על קוקצי ונלכדים בחוט הנימה בציר בספירוכטים. הדגל מחובר בבסיסו לגוף בסיסי בקרום התא. הכוח הפרוטומוטיבי שנוצר בקרום משמש להפנמת נימת הדגל, באופן של טורבינה המונעת על ידי זרימת יוני מימן דרך גוף הבסיס לתא. כאשר הלה מסתובב בכיוון נגד כיוון השעון, התא החיידקי שוחה בקו ישר; סיבוב בכיוון השעון מביא לשחייה בכיוון ההפוך או, אם יש יותר מגל אחד לכל תא, בהצטננות אקראית. כימוטקסיס מאפשרת לחיידק להתאים את התנהגות השחייה שלו כך שיוכל לחוש ולנדוד לעבר רמות הולכות וגוברות של חומר כימי מושך או הרחק מגורם דוחה.

לא רק שחיידקים מסוגלים לשחות או לגלוש לעבר סביבות חיוביות יותר, אלא שיש להם גם תוספות המאפשרות להיצמד למשטחים ולהימנע מלהישטף על ידי נוזלים זורמים. כמה חיידקים, כמו E. coli ו- Neisseria gonorrhoeae, מייצרים תחזיות ישרות, נוקשות, Spikelike הנקראות fimbriae (לטינית עבור "חוטים" או "סיבים") או פילי (לטיני ל"שערות "), המשתרעים משטח החיידק. ולהיצמד לסוכרים ספציפיים בתאים אחרים - עבור זנים אלה, תאי אפיתל במעי או בדרכי השתן, בהתאמה. פימבריה קיימים רק בחיידקים שליליים גרם. פיליות מסוימות (נקראות פילי המין) משמשות כדי לאפשר לחיידק אחד לזהות ולהדביק אחר בתהליך של הזדווגות מינית הנקראת conjugation (ראה להלן רבייה של חיידקים). חיידקים רבים מימיים מייצרים רירית חומצית רירית, המאפשרת להם להידבק בחוזקה לסלעים או למשטחים אחרים.