Av Yasmin Zinni
Uppdaterad 30 augusti 2022
Ivan-balvan/iStock/GettyImages
Homeostas är den självreglerande process som levande organismer använder för att hålla sin inre miljö stabil, vilket säkerställer överlevnad. Bakterier använder också sofistikerade homeostatiska mekanismer för att anpassa sig till fluktuerande yttre förhållanden. De primära bakteriella homeostatiska strategierna inkluderar järn- och metallbalans, pH-reglering och membranlipidjustering.
Järn är viktigt för de flesta bakterieprocesser, men överskott av järn kan vara giftigt. Bakterier upprätthåller järnjämvikt genom specialiserade transportörer som maximerar upptaget när järn är ont om, och genom lagringsproteiner som ferritin som binder överskott av järn. Patogena stammar i humant blod, till exempel, extraherar järn från värdhemoglobin och andra komplex. När järnnivåerna blir farligt höga, använder bakterier avgiftningsproteiner som Dps, som skyddar DNA från oxidativ skada.
Förutom järn övervakar och reglerar bakterier andra metaller – inklusive bly, kadmium och kvicksilver – som kan vara antingen fördelaktiga eller skadliga. Metallavkännande proteiner upptäcker externa koncentrationer och justerar intracellulära metallnivåer därefter. Till exempel har Mycobacterium tuberculosis och jordbakterien Streptomyces coelicolor vardera mer än tio distinkta metallsensorer, vilket understryker vikten av detta regulatoriska nätverk för patogenicitet och miljööverlevnad.
Medan de flesta bakterier trivs nära neutralt pH 7, kan extremofiler bo i miljöer med pH under 3 eller över 11. Dessa organismer har robusta pH-avkännande system som upptäcker yttre surhetsförändringar och aktiverar cellulära mekanismer för att bibehålla ett stabilt internt pH. Denna förmåga tillåter dem att överleva i mycket sura eller alkaliska livsmiljöer.
Bakteriecellshöljet innehåller en mångfald av proteiner och lipider. Genom att modulera lipidsammansättningen i sina membran kan bakterier förändra permeabiliteten och flytbarheten och därigenom anpassa sig till stressfaktorer som temperaturskiftningar, osmotiskt tryck och kemisk exponering. Denna lipid-homeostatiska kapacitet är avgörande för överlevnad i ett brett spektrum av miljöer.
