Capsules en slijmlagen
Veel bacteriële cellen scheiden wat extracellulair materiaal af in de vorm van een capsule of een slijmlaag. Een slijmlaag is losjes geassocieerd met de bacterie en kan gemakkelijk worden afgewassen, terwijl een capsule stevig aan de bacterie is bevestigd en duidelijke grenzen heeft. Capsules zijn te zien onder een lichtmicroscoop door de cellen in een suspensie van Oost-Indische inkt te plaatsen. De capsules sluiten de inkt uit en verschijnen als heldere halo's rond de bacteriecellen. Capsules zijn meestal polymeren van eenvoudige suikers (polysacchariden), hoewel de capsule van Bacillus anthracis is gemaakt van polyglutaminezuur. De meeste capsules zijn hydrofiel ("waterminnend") en kunnen de bacterie uitdroging (uitdroging) helpen voorkomen door waterverlies te voorkomen. Capsules kunnen een bacteriële cel beschermen tegen opname en vernietiging door witte bloedcellen (fagocytose). Hoewel het exacte mechanisme om aan fagocytose te ontsnappen onduidelijk is, kan het voorkomen omdat capsules de bacteriële oppervlaktecomponenten gladder maken, waardoor de bacterie kan ontsnappen aan verzwakking door fagocytische cellen. De aanwezigheid van een capsule in Streptococcus pneumoniae is de belangrijkste factor in het vermogen longontsteking te veroorzaken. Gemuteerde stammen van S. pneumoniae die het vermogen om een capsule te vormen hebben verloren, worden gemakkelijk opgenomen door witte bloedcellen en veroorzaken geen ziekte. De associatie van virulentie en capsulevorming wordt ook gevonden in veel andere soorten bacteriën.
Een kapsellaag van extracellulair polysaccharidemateriaal kan veel bacteriën omsluiten in een biofilm en heeft vele functies. Streptococcus mutans, dat cariës veroorzaakt, splitst de sucrose in voedsel en gebruikt een van de suikers om de capsule op te bouwen, die stevig aan de tand blijft plakken. De bacteriën die in de capsule vastzitten, gebruiken de andere suiker om hun metabolisme van brandstof te voorzien en produceren een sterk zuur (melkzuur) dat het tandglazuur aantast. Wanneer Pseudomonas aeruginosa de longen van mensen met cystische fibrose koloniseert, produceert het een dik kapselpolymeer van alginezuur dat bijdraagt aan de moeilijkheid om de bacterie uit te roeien. Bacteriën van het geslacht Zoogloea scheiden cellulosevezels af die de bacteriën verstrikken in een vlok die op het vloeistofoppervlak drijft en de bacteriën blootstelt aan lucht, een vereiste voor de stofwisseling van dit geslacht. Enkele staafvormige bacteriën, zoals Sphaerotilus, scheiden lange chemisch complexe buisvormige omhulsels af die een aanzienlijk aantal bacteriën omsluiten. De omhulsels van deze en vele andere omgevingsbacteriën kunnen bezaaid raken met ijzer- of mangaanoxiden.
Flagella, fimbriae en pili
Veel bacteriën zijn beweeglijk en kunnen door een vloeibaar medium zwemmen of over een vast oppervlak glijden of zwermen. Zwemmende en zwermende bacteriën hebben flagella, de extracellulaire aanhangsels die nodig zijn voor motiliteit. Flagella zijn lange, spiraalvormige filamenten gemaakt van een enkel type proteïne en bevinden zich ofwel aan de uiteinden van staafvormige cellen, zoals in Vibrio cholerae of Pseudomonas aeruginosa, of helemaal over het celoppervlak, zoals in Escherichia coli. Flagella is te vinden op zowel grampositieve als gramnegatieve staven, maar is zeldzaam op kokken en zit vast in het axiale filament in de spirocheten. Het flagellum is aan de basis bevestigd aan een basaal lichaam in het celmembraan. De protomotorische kracht die op het membraan wordt opgewekt, wordt gebruikt om het flagellaire filament te draaien, op de manier van een turbine die wordt aangedreven door de stroom waterstofionen door het basale lichaam in de cel. Wanneer de flagella tegen de klok in draait, zwemt de bacteriële cel in een rechte lijn; rechtsom draaien resulteert in zwemmen in de tegenovergestelde richting of, als er meer dan één flagellum per cel is, bij willekeurig tuimelen. Chemotaxis stelt een bacterie in staat om zijn zwemgedrag aan te passen zodat het kan voelen en migreren naar toenemende niveaus van een lokstof of weg van een afstotende stof.
Niet alleen kunnen bacteriën zwemmen of glijden naar gunstiger omgevingen, maar ze hebben ook aanhangsels waarmee ze zich aan oppervlakken kunnen hechten en niet kunnen worden weggespoeld door stromende vloeistoffen. Sommige bacteriën, zoals E. coli en Neisseria gonorrhoeae, produceren rechte, stijve, puntige uitsteeksels genaamd fimbriae (Latijn voor 'draden' of 'vezels') of pili (Latijn voor 'haren'), die zich uitstrekken vanaf het oppervlak van de bacterie en hechten zich aan specifieke suikers op andere cellen - voor deze stammen, respectievelijk darm- of urinewegepitheelcellen. Fimbriae zijn alleen aanwezig in gramnegatieve bacteriën. Bepaalde pili (genaamd sex pili) worden gebruikt om de ene bacterie de andere te laten herkennen en zich eraan te hechten in een proces van seksuele paring dat conjugatie wordt genoemd (zie hieronder Bacteriële reproductie). Veel waterbacteriën produceren een zure mucopolysaccharide die vasthoudt, waardoor ze zich stevig kunnen hechten aan rotsen of andere oppervlakken.
