Homeostaza odnosi się do samoregulujących się procesów, które organizmy żywe wykorzystują do utrzymania wewnętrznej stabilności, gwarantując tym samym przetrwanie. Bakterie potrafią również samoregulować, dostosowując się do zmieniających się warunków otoczenia, które je otaczają. Główne procesy homeostatyczne gwarantujące przeżycie bakterii to homeostaza żelaza i metali, homeostaza pH oraz homeostaza lipidów błonowych.
Homeostaza żelaza
Żelazo jest niezbędne dla większości bakterii, ale w dużych ilościach może być toksyczne. Bakterie mogą osiągnąć homeostazę żelaza nawet w środowiskach o małej ilości tego pierwiastka. W tej sytuacji niektóre bakterie wykorzystują wyspecjalizowane białka, które maksymalizują przyswajanie żelaza. Bakterie chorobotwórcze żyjące w ludzkiej krwi mogą utrzymać homeostazę żelaza, wykorzystując hemoglobinę gospodarza lub inne kompleksy żelaza. Bakterie mają również białka, takie jak ferrytyna, której używały do przechowywania żelaza jako rezerwy wewnątrzkomórkowej. W środowiskach o toksycznym poziomie żelaza bakterie wykorzystują swoje białka detoksykacji żelaza (Dps), które chronią ich chromosom przed uszkodzeniem.
Homeostaza metalu
Oprócz żelaza bakterie wyczuwają zewnętrzne poziomy innych pierwiastków, takich jak ołów, kadm i rtęć. Czujniki metali to złożone białka występujące w niektórych bakteriach, które mogą wykrywać i regulować wewnętrzne poziomy zarówno toksycznych metali ciężkich, jak i korzystnych jonów metali. Ludzki patogen Mycobacterium tuberculosis i występujący w glebie Streptomyces coelicolor mają ponad dziesięć metalowych czujników.
Homeostaza PH
Poziom kwasowości substancji mierzy się poprzez jej pH. Chociaż większość gatunków bakterii wymaga zewnętrznego poziomu pH bliskiego obojętnemu lub 7, bakterie zwane ekstremofilami mogą żyć w środowiskach o wartościach pH poniżej 3 lub kwaśnych, powyżej 11 lub zasadowych. Bakterie mają mechanizmy wykrywania zewnętrznych zmian pH. Złożona homeostaza pH większości bakterii umożliwia im tolerowanie zewnętrznych wartości pH, które różnią się od ich wewnętrznego poziomu kwasowości.
Homeostaza lipidów błonowych
Błona bakterii zawiera różne rodzaje białek i lipidów. Bakterie mogą dostosowywać skład lipidowy swoich błon, zmieniając w ten sposób ich przepuszczalność. Zdolność bakterii do kontrolowania budowy lipidowej ich błon nazywana jest homeostazą lipidową błony i pozwala im przetrwać w wielu różnych środowiskach.
