L'homéostasie fait référence aux processus d'autorégulation que les organismes vivants utilisent pour maintenir leur stabilité interne, garantissant ainsi leur survie. Les bactéries peuvent également s'autoréguler, s'adaptant aux conditions environnementales en constante évolution qui les entourent. Les principaux processus homéostatiques qui garantissent la survie des bactéries sont l'homéostasie du fer et des métaux, l'homéostasie du pH et l'homéostasie des lipides membranaires.
Homéostasie du fer
Le fer est vital pour la plupart des bactéries, mais en grande quantité, il peut être toxique. Les bactéries peuvent atteindre l'homéostasie du fer même dans des environnements contenant de faibles quantités de cet élément. Dans cette situation, certaines bactéries utilisent des protéines spécialisées, qui maximisent l'absorption du fer. Les bactéries pathogènes vivant dans le sang humain peuvent maintenir leur homéostasie du fer en utilisant l'hémoglobine de l'hôte ou d'autres complexes de fer. Les bactéries possèdent également des protéines, comme la ferritine, qu'elles utilisaient pour stocker le fer en tant que réserve intracellulaire. Lorsqu'elles se trouvent dans des environnements présentant des niveaux toxiques de fer, les bactéries utilisent leurs protéines de détoxification du fer (Dps), qui protègent leur chromosome des dommages.
Homéostasie du métal
En plus du fer, les bactéries peuvent détecter les niveaux externes d'autres éléments, tels que le plomb, le cadmium et le mercure. Les capteurs de métaux sont des protéines complexes présentes dans certaines bactéries, qui peuvent détecter et réguler les niveaux internes de métaux lourds toxiques et d'ions métalliques bénéfiques. L'agent pathogène humain Mycobacterium tuberculosis et le Streptomyces coelicolor vivant dans le sol possèdent plus de dix capteurs métalliques.
Homéostasie du pH
Le niveau d'acidité d'une substance est mesuré par son pH. Bien que la plupart des espèces de bactéries nécessitent des niveaux de pH externes proches de la neutralité ou de 7, les bactéries appelées extrêmophiles peuvent vivre dans des environnements dont le pH est inférieur à 3, ou acide, ou supérieur à 11, ou alcalin. Les bactéries ont des mécanismes pour détecter les changements externes de pH. L'homéostasie complexe du pH de la plupart des bactéries leur permet de tolérer des valeurs de pH externes différentes de leurs niveaux d'acidité internes.
Homéostasie des lipides membranaires
La membrane des bactéries contient différents types de protéines et de lipides. Les bactéries peuvent ajuster la composition lipidique de leurs membranes, modifiant ainsi leur perméabilité. La capacité des bactéries à contrôler la constitution lipidique de leurs membranes est appelée homéostasie lipidique membranaire et leur permet de survivre dans une grande variété d'environnements.