Mis on bakterite homöostaas?

Homöostaas viitab isereguleeruvatele protsessidele, mida elusorganismid kasutavad oma sisemise stabiilsuse säilitamiseks, tagades seeläbi nende ellujäämise. Bakterid saavad ka isereguleeruda, kohanedes neid ümbritsevate pidevalt muutuvate keskkonnatingimustega. Peamised bakteriaalset ellujäämist tagavad homöostaatilised protsessid hõlmavad raua ja metalli homöostaasi, pH-taseme homöostaasi ja membraanilipiidide homöostaasi.

Raud on elutähtis enamiku bakterite jaoks, kuid suures koguses võib olla mürgine. Bakterid võivad saavutada raua homöostaasi isegi keskkondades, kus seda elementi on vähe. Selles olukorras kasutavad mõned bakterid spetsiaalseid valke, mis maksimeerivad raua imendumist. Inimese veres elavad patogeensed bakterid võivad säilitada oma rauast homöostaasi, kasutades peremeesorganismi hemoglobiini või muid rauakomplekse. Bakteritel on ka valke, näiteks ferritiin, mida nad kasutasid raua säilitamiseks rakusisese varuna. Mürgise rauasisaldusega keskkonnas viibides kasutavad bakterid oma raua detoksifitseerimisvalke (Dps), mis kaitsevad nende kromosoomi kahjustuste eest.

Lisaks rauale suudavad bakterid tajuda ka muude elementide, näiteks plii, kaadmiumi ja elavhõbeda välist taset. Metallandurid on mõnes bakteris leiduvad keerukad valgud, mis suudavad tajuda ja reguleerida nii mürgiste raskmetallide kui ka kasulike metalliioonide sisemist taset. Inimese patogeenil Mycobacterium tuberculosis ja mullas elaval Streptomyces coelicoloril on üle kümne metallanduri.

Aine happesuse taset mõõdetakse selle pH kaudu. Kuigi enamik bakteriliike nõuab välist pH-taset neutraalse või 7 lähedal, võivad bakterid, mida nimetatakse ekstremofiilideks, elada keskkonnas, mille pH väärtus on alla 3 või happeline või üle 11 või leelis. Bakteritel on mehhanismid pH väliste muutuste tajumiseks. Enamiku bakterite keeruline pH-taseme homöostaas võimaldab neil taluda väliseid pH-väärtusi, mis erinevad nende sisemisest happesuse tasemest.

Bakterite membraan sisaldab erinevat tüüpi valke ja lipiide. Bakterid saavad oma membraanide lipiidide koostist reguleerida, muutes seeläbi nende läbilaskvust. Bakterite võimet kontrollida oma membraanide lipiidide moodustumist nimetatakse membraanilipiidide homöostaasiks ja see võimaldab neil ellu jääda väga erinevates keskkondades.