แบคทีเรีย Homeostasis คืออะไร?

สภาวะสมดุล (Homeostasis) หมายถึงกระบวนการควบคุมตนเองที่สิ่งมีชีวิตใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพภายใน ซึ่งรับประกันการอยู่รอดของพวกมัน แบคทีเรียยังสามารถควบคุมตัวเองได้ โดยปรับให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาที่ล้อมรอบพวกมัน กระบวนการ homeostatic หลักที่รับประกันการอยู่รอดของแบคทีเรีย ได้แก่ สภาวะสมดุลของเหล็กและโลหะ สภาวะสมดุลของ pH และสภาวะสมดุลของไขมันในเมมเบรน

ธาตุเหล็กมีความสำคัญต่อแบคทีเรียส่วนใหญ่ แต่ในปริมาณที่สูงอาจเป็นพิษได้ แบคทีเรียสามารถทำให้เกิดสภาวะสมดุลของธาตุเหล็กได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีธาตุนี้ในปริมาณน้อย ในสถานการณ์เช่นนี้ แบคทีเรียบางชนิดใช้โปรตีนชนิดพิเศษ ซึ่งเพิ่มการดูดซึมธาตุเหล็กสูงสุด แบคทีเรียก่อโรคที่อาศัยอยู่ในเลือดมนุษย์สามารถรักษาสภาวะสมดุลของธาตุเหล็กได้โดยใช้ฮีโมโกลบินของโฮสต์หรือธาตุเหล็กอื่นๆ แบคทีเรียยังมีโปรตีน เช่น เฟอร์ริทีน ซึ่งพวกมันเคยเก็บธาตุเหล็กไว้เป็นพลังงานสำรองภายในเซลล์ เมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีระดับธาตุเหล็กที่เป็นพิษ แบคทีเรียจะใช้โปรตีนล้างพิษธาตุเหล็ก (Dps) ซึ่งปกป้องโครโมโซมของพวกมันจากความเสียหาย

นอกจากธาตุเหล็กแล้ว แบคทีเรียยังสามารถรับรู้ระดับภายนอกขององค์ประกอบอื่นๆ เช่น ตะกั่ว แคดเมียม และปรอท เซ็นเซอร์โลหะเป็นโปรตีนที่ซับซ้อนที่พบในแบคทีเรียบางชนิด ซึ่งสามารถตรวจจับและควบคุมระดับภายในของทั้งโลหะหนักที่เป็นพิษและไอออนของโลหะที่เป็นประโยชน์ เชื้อมัยโคแบคทีเรียม ทูเบอร์คูโลซิส ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคของมนุษย์และเชื้อ Streptomyces coelicolor ที่อาศัยในดินมีเซ็นเซอร์โลหะมากกว่าสิบตัว

ระดับความเป็นกรดของสารวัดจากค่า pH ของสาร แม้ว่าแบคทีเรียส่วนใหญ่ต้องการระดับ pH ภายนอกที่ใกล้เป็นกลางหรือ 7 แต่แบคทีเรียที่เรียกว่า extremophiles สามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีค่า pH ต่ำกว่า 3 หรือเป็นกรดหรือสูงกว่า 11 หรือด่าง แบคทีเรียมีกลไกในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงภายนอกของค่า pH สภาวะสมดุลของค่า pH ที่ซับซ้อนของแบคทีเรียส่วนใหญ่ช่วยให้พวกมันทนต่อค่า pH ภายนอกที่แตกต่างจากระดับความเป็นกรดภายในของพวกมัน

เยื่อหุ้มของแบคทีเรียประกอบด้วยโปรตีนและไขมันหลายชนิด แบคทีเรียสามารถปรับองค์ประกอบไขมันของเยื่อหุ้มของพวกมันได้ ซึ่งจะทำให้การซึมผ่านของพวกมันเปลี่ยนไป ความสามารถของแบคทีเรียในการควบคุมการสร้างไขมันในเยื่อหุ้มของพวกมันเรียกว่าเมมเบรน ลิปิด สภาวะสมดุล และช่วยให้พวกมันอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย