Il glicocalice e i magnetosomi

Molti microrganismi secernano sostanze mucose costituite generalmente da polisaccaridi e anche proteine. Questo strato ricco di polisaccaridi viene definito glicocalice. Quest'ultimo cambia di composizione chimica da specie a specie sia in spessore che in rigidità. Ad esempio si definisce capsula un glicocalice rigido organizzato in una fitta matrice che non permette il passaggio di particelle (ad esempio dell'inchiostro di china, da qui la colorazione che identifica i batteri in bianco grazie ad uno sfondo nero). Oppure si definisce strato mucoso un glicocalice di tipo deformabile e molto più sottile. In quest'ultimo caso per la colorazione non è possibile utilizzare l'inchiostro di china ma viene utilizzata la colorazione tramite Quelling (o rigonfiamento) in cui i microrganismi vengono identificati tramite anticorpi specifici per il glicocalice. Comunque anche se i batteri senza glicocalice sono vitali esso svolge dei ruoli molto importanti:
il glicocalice è un importante fattore di virulenza (in streptococcous pneumonie i batteri non capsulati non sono patogeni in quanto la capsula inibisce i processi di fagocitosi dei batteri da parte dei macrofagi).
Il glicocalice è un importante fattore di aderenza (Streptococcus mutans, in presenza di destrosio produce una capsula polisaccaridica che consente l'attacco del batterio allo smalto dei denti. L'acido prodotto dalla fermentazione del saccarosio corrode lo smalto dentale)
Il glicocalice svolge un ruolo nella resistenza all'essiccamento (in quanto è in grado di assorbire acqua)
La gran parte delle capsule è, come dicevamo, di natura polisaccaridica e possono essere costituite: da omopolimeri, composti da unità identiche di polisaccaridi come destrani (polimeri del glucosio) o levani (polimeri del fruttosio), oppure da eteropolimeri, come acido ialuronico. La biosintesi del glicocalice in Escherichia Coli assomiglia come processo alla sintesi del peptidoglicano e avviene grazie a trasportatori di membrana. La regione genica è innanzitutto distinta in tre gruppi: le regioni 1 e 3 sono definite kps e sono coinvolte nel trasporto dei componenti della capsula generalmente polisaccaridi. La regione 2, invece, è definita neu ed è coinvolta nella biosintesi dei polisaccaridi ed è specifica per ogni sierotipo di E.coli. La regione 1, costituita da sei geni, è coinvolta principalmente nell'attraversamento della membrana esterna, infatti mutazioni di questa regione provocano un accumulo di residui polisaccaridici nello spazio periplasmatico. La regione 3 è invece costituita da due geni: kpsM (proteine integrale della membrana) e kpsT (proteina periferica legata alla membrana ABC trasporter). La regione 2, infine, è una regione variabile a seconda della complessità del polisaccaride e contiene le informazioni necessarie per la funzione di sintesi attivazione e polimerizzazione.
I magetosomi sono particelle di magnetite avvolte da un involucro membranoso. I cristalli di magnetite creano nella cellula un dipolo magnetico rendendo il batterio capace di rispondere a fenomeni magnetotattici. Molti batteri magnetotattici crescono a basse concentrazioni di ossigeno e sembra che la funzione sia quella di guidare i batteri che si muovo tramite flagello verso sedimenti in cui la concentrazione di ossigeno è più bassa.