Druhy bakterií žijících v kyselém pH

Organismy, které žijí v prostředí, které by poškodilo nebo zabilo většinu věcí, se nazývají extremofily. Když toto extrémní prostředí má velmi nízké pH, obvykle pod tři, jsou známé jako acidofily. Acidofilní bakterie žijí na různých místech, od průduchů na dně moře až po termální prvky v Yellowstone pro lidský žaludek a všichni mají úpravy, které jim pomohou přežít v drsných, kyselých podmínkách.

Helicobacter pylori je druh bakterie, která se nachází v lidském žaludku a je zodpovědná za 80 až 90 procent žaludečních vředů (viz odkaz 3). Má tvar šroubu s několika bičíky, které mu pomáhají v pohybu. Lidský žaludek může mít pH tak nízké jako dvě, dostatečně kyselé, aby denaturovalo bílkoviny, začalo trávit jídlo a zabíjet většinu bakterií. Helicobacter pylori je acidofilní, ale nechtěl by utrácet energii, aby se chránil před škodlivými účinky kyseliny, takže tráví spoustu času hluboko v žaludku. Pokud se potřebuje pohybovat z místa na místo, izoluje se ochrannou bublinou pufrovacího roztoku, který neutralizuje kyselinu.

Thiobacillus acidophilus je příkladem termo-acidofilu, což znamená bakterii, která má ráda jak extrémně horké, tak extrémně kyselé prostředí. Nachází se v kyselých gejzírech v Yellowstonském národním parku a na dalších místech. Je také zajímavý, protože je schopen fotosyntézy nebo získávání energie ze slunce. Stejně jako většina acidofilních bakterií přežívá pomocí velmi účinné protonové pumpy, která zabraňuje vstupu příliš mnoha atomů vodíku dovnitř a změně jeho vnitřního pH.

Většina acidofilních bakterií používá úpravy k udržení neutrálního vnitřního pH, aby kyselina nedenaturovala jejich bílkoviny, ale Acetobacter aceti upravil své bílkoviny tak, aby nebyly poškozeny kyselými látkami prostředí. Studie aplikované mikrobiologie životního prostředí našla více než 50 specializovaných proteinů, které se vyvinuly, aby pomohly bakterii vypořádat se s kyselými podmínkami. Celá tato adaptace je pro člověka dobrá, protože tento druh používáme k výrobě kyseliny octové neboli octa po tisíce let.

V hlubokém moři, kde neproniká žádné světlo, chrlí tepelné otvory na mořském dně kyselinu a další toxické materiály. Tyto průduchy tvoří základ neuvěřitelného ekosystému. Jedna slávka, která žije mezi tepelnými otvory, má symbiotický vztah s Oligotropha corboxydovorans. Slávka poskytuje domov a bakterie spotřebovávají vodík, aby vyrobily energii pro oba. Atomy vodíku způsobují kyselost systémů a tyto bakterie našly způsob, jak využít vodík a přeměnit se na miniaturní palivové články.