Хемотаксис - это движение одноклеточных организмов или подвижных клеток многоклеточных в ответ на химический раздражитель.
Движение по градиенту концентрации называется положительным хемотаксисом, а против градиента, соответственно, отрицательным. К хемотаксису способны разнообразные бактерии, одноклеточные водоросли, простейшие, а также подвижные клетки многоклеточных организмов: сперматозоиды, макрофаги и другие.
Положительный хемотаксис вызывают вещества-аттрактанты, а отрицательный - репелленты. Для одноклеточных аттрактантами являются различные питательные вещества - сахара, аминокислоты и прочее, а репеллентами - все те соединения, которые представляет опасность, например, щелочи, спирты, кислоты.
У разных микроорганизмов одни и те же вещества могут вызывать разную реакцию. В частности, аэробные бактерии движутся по градиенту кислорода, а анаэробные - против. Набор аттрактантов и репеллентов для клетки многоклеточного организма определяется теми функциями, которые она выполняет. Например, лейкоциты движутся по градиенту концентрации бактериальных токсинов и продуктов распада тканей, то есть к очагу воспаления.
Поскольку некоторые нужные клетке соединения в концентрированном виде опасны, направление хемотаксиса зависит не только от градиента, но и от абсолютных показателей концентрации определенного вещества. Например, хлорид натрия вызывает положительный таксис в слабом растворе и отрицательный - в концентрированном.
Интересен механизм, с помощью которого живые организмы определяют градиент концентраций. Так как размеры клетки, особенно прокариотической, очень малы, она не способна воспринять разницу концентраций в разных точках пространства в отдельный момент времени. Поэтому клетка вынуждена отслеживать изменение концентрации аттрактантов и репеллентов со временем. В силу этого возникает необходимость в некой молекулярной памяти. У бактерий эта проблема решается метилированием рецепторов, провзаимодействовавших со своим лигандом.