Vrste bakterij, ki živijo v kislem pH

Organizmom, ki živijo v okoljih, ki bi večini škodovali ali ubili, pravimo ekstremofili. Ko ima to ekstremno okolje zelo nizek pH, običajno pod tremi, so znani kot acidofili. Acidofilne bakterije živijo na različnih krajih, od prezračevalnih odprtin na dnu morja do toplotnih značilnosti v Yellowstone za človeški želodec in vsi imajo prilagoditve, ki jim pomagajo preživeti v težkih, kislih pogojih.

Helicobacter pylori je vrsta bakterij, ki jo najdemo v človeškem želodcu in je odgovorna za 80 do 90 odstotkov čir na želodcu (glej referenco 3). Oblikovan je kot vijak z več bičkami, ki mu pomagajo pri premikanju. Človeški želodec ima lahko pH najmanj dva, dovolj kisel, da denaturira beljakovine, začne prebavljati hrano in ubija večino bakterij. Helicobacter pylori je acidofilna, vendar raje ne troši energije, da bi se varoval pred škodljivimi učinki kisline, zato veliko svojega časa preživi globoko v želodčni sluzi. Kadar se mora premakniti od kraja do kraja, se izolira z zaščitnim mehurčkom puferske raztopine, ki nevtralizira kislino.

Thiobacillus acidophilus je primer termo-acidofila, kar pomeni bakterije, ki ima rada tako izredno vroča kot tudi izredno kisla okolja. Najdemo ga v kislih gejzirskih bazenih v nacionalnem parku Yellowstone, pa tudi drugod. Zanimiv je tudi zato, ker je sposoben fotosinteze ali pridobivanja energije iz sonca. Tako kot večina acidofilnih bakterij preživi tudi z uporabo zelo učinkovite protonske črpalke, ki preprečuje, da bi preveč atomov vodika vstopilo v notranjost in spremenilo svoj notranji pH.

Večina acidofilnih bakterij uporablja prilagoditve, da ohranijo notranji pH nevtralni, tako da kislina ne denaturira njihove beljakovine, vendar je Acetobacter aceti svoje beljakovine spremenil tako, da jim kisle ne škodijo okoljih. Študija z uporabno okoljsko mikrobiologijo je odkrila več kot 50 specializiranih proteinov, ki so se razvili, da bi bakteriji pomagali pri obvladovanju kislih stanj. Vsa ta prilagoditev je dobra za ljudi, saj že tisočletja uporabljamo to vrsto za ustvarjanje ocetne kisline ali kisa.

V globokem morju, kamor ne prodira svetloba, termalni odprtine na morskem dnu bruhajo kislino in druge strupene snovi. Ti zračniki so osnova za neverjeten ekosistem. Ena školjka, ki živi med termičnimi odprtinami, ima simbiotski odnos z Oligotropha corboxydovorans. Školjke so dom, bakterije pa porabijo vodik, da ustvarijo energijo za oba. Atomi vodika sisteme zakisajo in te bakterije so našle način za uporabo vodika in pretvorbo v miniaturne gorivne celice.