Capsule și straturi de slime
Multe celule bacteriene secreta unele materiale extracelulare sub forma unei capsule sau a unui strat de slime. Un strat subțire este asociat cu bacteriile și poate fi spălat cu ușurință, în timp ce o capsulă este atașată strâns de bacterie și are limite definite. Capsulele pot fi văzute la un microscop ușor prin plasarea celulelor într-o suspensie de cerneală din India. Capsulele exclud cerneala și apar ca halosuri clare care înconjoară celulele bacteriene. Capsulele sunt de obicei polimeri de zaharuri simple (polizaharide), deși capsula Bacillus anthracis este fabricată din acid poliglutamic. Majoritatea capsulelor sunt hidrofile („iubitoare de apă”) și pot ajuta bacteriile să evite desecarea (deshidratarea) prin prevenirea pierderilor de apă. Capsulele pot proteja o celulă bacteriană de ingestie și distrugere de globulele albe din sânge (fagocitoză). Deși mecanismul exact de evadare a fagocitozei nu este clar, poate apărea deoarece capsulele fac din componentele de suprafață bacteriene mai alunecoase, ajutând bacteria să scape de înghițire de către celulele fagocitice. Prezența unei capsule în Streptococcus pneumoniae este cel mai important factor în capacitatea sa de a provoca pneumonie. Tulpinile mutante de S. pneumoniae care și-au pierdut capacitatea de a forma o capsulă sunt preluate cu ușurință de globulele albe și nu provoacă boli. Asocierea virulenței și formarea capsulelor se găsește și în multe alte specii de bacterii.
Un strat capsular de material polizaharid extracelular poate îngloba multe bacterii într-un biofilm și îndeplinește multe funcții. Streptococcus mutans, care provoacă carii dentare, împarte zaharoza în alimente și folosește unul dintre zaharuri pentru a-și construi capsula, care se lipește strâns de dinte. Bacteriile care sunt prinse în capsulă folosesc celălalt zahăr pentru a-și alimenta metabolismul și pentru a produce un acid puternic (acid lactic) care atacă smalțul dinților. Când Pseudomonas aeruginosa colonizează plămânii persoanelor cu fibroză chistică, acesta produce un polimer capsular gros de acid alginic care contribuie la eradicarea bacteriei. Bacteriile din genul Zoogloea secretă fibre de celuloză care înglobează bacteriile într-un floc care plutește pe suprafața lichidului și menține bacteriile expuse la aer, o cerință pentru metabolismul acestui gen. Câteva bacterii în formă de tijă, cum ar fi Sphaerotilus, secretă teci tubulare lungi complexe din punct de vedere chimic, care înglobează un număr substanțial de bacterii. Teaca acestor bacterii și a multor alte bacterii de mediu pot deveni încrustate cu oxizi de fier sau mangan.
Flagella, fimbriae și pili
Multe bacterii sunt mobile, capabile să înoate printr-un mediu lichid sau să alunece sau să se învârti pe o suprafață solidă. Înotul și bacteriile înotătoare posedă flageluri, care sunt apendicele extracelulare necesare motilității. Flagelele sunt filamente lungi, elicoidale, confecționate dintr-un singur tip de proteine și localizate fie la capetele celulelor în formă de tijă, ca în Vibrio cholerae sau Pseudomonas aeruginosa, sau pe toată suprafața celulei, ca în Escherichia coli. Flagelul poate fi găsit atât pe tije gram-pozitive, cât și pe cele gram-negative, dar sunt rare pe cocci și sunt prinși în filamentul axial în spirochete. Flagelul este atașat la baza sa de un corp bazal al membranei celulare. Forța protomotivă generată de membrană este utilizată pentru a transforma filamentul flagelar, în maniera unei turbine conduse de fluxul de ioni de hidrogen prin corpul bazal în celulă. Când flagelul se rotește în sens invers acelor de ceasornic, celula bacteriană înoată în linie dreaptă; rotirea în sensul acelor de ceasornic are ca rezultat înotul în direcția opusă sau, dacă există mai mult de un flagel pe celulă, în tumult aleatoriu. Chimiotaxia permite unei bacterii să-și ajusteze comportamentul de înot, astfel încât să poată simți și să migreze către niveluri crescânde ale unei substanțe chimice atrăgătoare sau departe de una respingătoare.
Nu numai că bacteriile sunt capabile să înoate sau să alunece spre medii mai favorabile, dar au, de asemenea, apendice care le permit să adere la suprafețe și să nu fie spălate de lichide care curg. Unele bacterii, cum ar fi E. coli și Neisseria gonorrhoeae, produc proiecții drepte, rigide, spikelike numite fimbriae (latină pentru „fire” sau „fibre”) sau pili (latină pentru „fire de păr”), care se extind de la suprafața bacteriei și se atașează de zaharuri specifice de pe alte celule - pentru aceste tulpini, celule epiteliale intestinale sau ale tractului urinar, respectiv. Fimbriae sunt prezente numai în bacteriile gram-negative. Anumite pili (numite sex pili) sunt utilizate pentru a permite unei bacterii să recunoască și să adere la alta într-un proces de împerechere sexuală numit conjugare (vezi mai jos reproducere bacteriană). Multe bacterii acvatice produc un mucopolizaharid acid, care le permite să adere strâns la roci sau alte suprafețe.
