Vad är homeostas av bakterier?

Homeostas hänvisar till självreglerande processer som levande organismer använder för att bibehålla sin inre stabilitet, vilket garanterar deras överlevnad. Bakterier kan också självregleras och anpassas till de ständigt föränderliga miljöförhållandena som omger dem. De viktigaste homeostatiska processerna som garanterar överlevnaden av bakterier inkluderar järn- och metall homeostas, pH homeostas och membran lipid homeostas.

Järn är viktigt för de flesta bakterier, men i stora mängder kan det vara giftigt. Bakterier kan uppnå järnhomeostas även i miljöer med låga mängder av detta element. I denna situation använder vissa bakterier specialiserade proteiner som maximerar absorptionen av järn. Patogena bakterier som lever i humant blod kan bibehålla sin järnhomeostas genom att använda värdens hemoglobin eller andra järnkomplex. Bakterier har också proteiner, såsom ferritin, som de använde för att lagra järn som en intracellulär reserv. I miljöer med toxiska nivåer av järn använder bakterier sina järnavgiftningsproteiner (Dps), som skyddar deras kromosom från skador.

Förutom järn kan bakterier känna av de yttre nivåerna av andra element, såsom bly, kadmium och kvicksilver. Metallsensorer är komplexa proteiner som finns i vissa bakterier, som kan känna av och reglera de inre nivåerna av både giftiga tungmetaller och fördelaktiga metalljoner. Den mänskliga patogenen Mycobacterium tuberculosis och jorden som bor Streptomyces coelicolor har mer än tio metallsensorer.

Nivån på ett ämnes surhet mäts genom dess pH. Även om de flesta bakteriearter kräver externa pH-nivåer nära neutrala eller 7, kan bakterier som kallas extremofiler leva i miljöer med pH-värden under 3, eller sura, eller över 11, eller alkali. Bakterier har mekanismer för att känna av yttre förändringar i pH. Den komplexa pH-homeostasen hos de flesta bakterier gör det möjligt för dem att tolerera yttre pH-värden som skiljer sig från deras inre surhetsnivåer.

Bakteriemembranet innehåller olika typer av proteiner och lipider. Bakterier kan justera lipidkompositionen i deras membran och därmed förändra deras permeabilitet. Bakteriens förmåga att kontrollera lipidkonstruktionen i deras membran kallas membranlipidhomeostas och låter dem överleva i ett stort antal miljöer.