Hva er bakterier homeostase?

Homeostase refererer til selvregulerende prosesser som levende organismer bruker for å opprettholde deres interne stabilitet, og dermed garantere deres overlevelse. Bakterier kan også regulere seg selv og tilpasse seg de stadig skiftende miljøforholdene som omgir dem. De viktigste homeostatiske prosessene som garanterer overlevelse av bakterier inkluderer jern- og metall homeostase, pH homeostase og membran lipid homeostase.

Jern er viktig for de fleste bakterier, men i store mengder kan det være giftig. Bakterier kan oppnå jernhomeostase selv i miljøer med lave mengder av dette elementet. I denne situasjonen bruker noen bakterier spesialiserte proteiner, som maksimerer absorpsjonen av jern. Patogene bakterier som lever i det menneskelige blodet, kan opprettholde sin jernhomeostase ved å bruke vertsens hemoglobin eller andre jernkomplekser. Bakterier har også proteiner, som ferritin, som de brukte til å lagre jern som en intracellulær reserve. I miljøer med giftige nivåer av jern bruker bakterier deres jernavgiftningsproteiner (Dps), som beskytter kromosomet mot skade.

I tillegg til jern kan bakterier føle de ytre nivåene av andre grunnstoffer, som bly, kadmium og kvikksølv. Metallsensorer er komplekse proteiner som finnes i noen bakterier, som kan fornemme og regulere de indre nivåene av både giftige tungmetaller og gunstige metallioner. Det menneskelige patogenet Mycobacterium tuberculosis og jorden som bor Streptomyces coelicolor har mer enn ti metallsensorer.

Nivået på et stoffs surhet måles gjennom dets pH. Selv om de fleste bakteriearter krever eksterne pH-nivåer nær nøytrale eller 7, kan bakterier som kalles ekstremofiler leve i miljøer med pH-verdier under 3, eller sure, eller over 11, eller alkali. Bakterier har mekanismer for å føle eksterne endringer i pH. Den komplekse pH-homeostasen til de fleste bakterier gjør at de tåler eksterne pH-verdier som er forskjellige fra deres indre surhetsnivå.

Membranen til bakterier inneholder forskjellige typer proteiner og lipider. Bakterier kan justere lipidsammensetningen i membranene, og dermed endre permeabiliteten. Bakteriens evne til å kontrollere lipidkonstitusjonen i membranene kalles membranlipidhomeostase og lar dem overleve i et stort utvalg av miljøer.