Le vescicole gassose

Numerosi microrganismi procariotici fanno parte del plancton e vivono nei laghi e nei mari; essi producono vescicole gassose che conferiscono alle cellule la capacità di galleggiare, in quanto ne diminuiscono la densità. Queste vescicole sono presenti anche in alcuni batteri fototrofi purpurei e verdi, in alcuni batteri non fototrofi che vivono nei laghi e negli stagni e anche in alcuni Archea. Le vescicole gassose sono strutture di natura proteica, a forma di fuso, vuote ma rigide, variabili per lunghezza e diametro. A seconda dell'organismo possono avere una lunghezza compresa tra circa 300 e più di 1000 nm e uno spessore variabile da 45 a 120 nm; esse sono localizzate nel citoplasma, in numero variabile da poche unità a diverse centinaia per cellula. La membrana delle vescicole è permeabile ai gas. Le vescicole gassose contengono solo due tipi di proteine. Quella maggiormente rappresentata è chiamata GvpA ed è una proteina piccola, altamente idrofobica e molto rigida. La rigidità della membrana delle vescicole gassose è essenziale affinché resistano alle elevate pressioni esterne. GvpA è la proteina dell'involucro esterno e costituisce il 97% delle proteine totali delle vescicole gassose. La seconda proteina, chiamata GvpC, è presente in quantità molto inferiore e la sua funzione è quella di rafforzare l'involucro della vescicola. Le vescicole gassose sono costituite da diverse copie della proteina GvpA allineate come “nastri” paralleli a formare una superficie impermeabile. Le proteine GvpA sono rafforzate dalle GvpC, che intervengono nella formazione di legami incrociati, tenendo insieme, come fossero delle pinze, i diversi nastri delle proteine GvpA. Poiché la membrana delle vescicole gassose è permeabile ai gas, la composizione e la pressione dei gas che si trovano dentro la vescicola è la stessa di quella che si ritrova nell'ambiente in cui il microrganismo è sospeso. E, poiché la vescicola presenta una densità che è circa il 5-20% di quella della cellula vera e propria, una vescicola gassosa intatta diminuisce la densità della cellula, aumentandone di conseguenza la capacità di galleggiamento.