Co je homeostáza bakterií?

Homeostáza se týká samoregulačních procesů, které živé organismy používají k udržení své vnitřní stability, čímž zaručují jejich přežití. Bakterie se také mohou samoregulovat a přizpůsobovat se neustále se měnícím podmínkám prostředí, které je obklopují. Mezi hlavní homeostatické procesy, které zaručují přežití bakterií, patří homeostáza železa a kovů, homeostáza pH a homeostáza membránových lipidů.

Železo je pro většinu bakterií životně důležité, ale ve velkém množství může být toxické. Bakterie mohou dosáhnout homeostázy železa i v prostředích s malým množstvím tohoto prvku. V této situaci používají některé bakterie speciální proteiny, které maximalizují absorpci železa. Patogenní bakterie žijící v lidské krvi si mohou udržovat homeostázu železa pomocí hemoglobinu hostitele nebo jiných komplexů železa. Bakterie mají také bílkoviny, jako je feritin, které používají k ukládání železa jako intracelulární rezervy. V prostředí s toxickými hladinami železa používají bakterie své detoxikační proteiny železa (Dps), které chrání jejich chromozom před poškozením.

Kromě železa mohou bakterie vnímat vnější hladiny dalších prvků, jako je olovo, kadmium a rtuť. Senzory kovů jsou složité proteiny nacházející se v některých bakteriích, které dokáží snímat a regulovat vnitřní hladiny toxických těžkých kovů a prospěšných iontů kovů. Lidský patogen Mycobacterium tuberculosis a půda žijící Streptomyces coelicolor mají více než deset kovových senzorů.

Úroveň kyselosti látky se měří pomocí jejího pH. Ačkoli většina bakteriálních druhů vyžaduje vnější hodnoty pH blízké neutrální nebo 7, bakterie zvané extremofily mohou žít v prostředí s hodnotami pH pod 3, kyselými nebo nad 11 nebo alkalickými. Bakterie mají mechanismy pro snímání vnějších změn pH. Složitá pH homeostáza většiny bakterií jim umožňuje tolerovat vnější hodnoty pH, které se liší od jejich vnitřních úrovní kyselosti.

Bakteriální membrána obsahuje různé typy bílkovin a lipidů. Bakterie mohou upravit lipidové složení svých membrán, a tak změnit jejich propustnost. Schopnost bakterií řídit lipidovou konstituci jejich membrán se nazývá homeostáza membránových lipidů a umožňuje jim přežít ve velkém rozsahu prostředí.