Περιεχόμενο
Η ομοιόσταση αναφέρεται σε αυτορυθμιζόμενες διαδικασίες που χρησιμοποιούν οι ζωντανοί οργανισμοί για να διατηρήσουν την εσωτερική τους σταθερότητα, εξασφαλίζοντας έτσι την επιβίωσή τους. Τα βακτήρια μπορούν επίσης να αυτορυθμίζονται, προσαρμόζοντάς τα στις συνεχώς μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες που τους περιβάλλουν. Οι κύριες ομοιοστατικές διεργασίες που εγγυώνται την επιβίωση των βακτηριδίων περιλαμβάνουν ομοιόσταση σιδήρου και μετάλλου, ομοιοστασία ρΗ και ομοιοστασία λιπιδίων μεμβράνης.
Ομοιοστατική σιδήρου
Ο σίδηρος είναι ζωτικός για τα περισσότερα βακτήρια, αλλά σε μεγάλες ποσότητες μπορεί να είναι τοξικός. Τα βακτήρια μπορούν να επιτύχουν ομοιοστασία σιδήρου ακόμη και σε περιβάλλοντα με μικρές ποσότητες αυτού του στοιχείου. Σε αυτή την κατάσταση, μερικά βακτήρια χρησιμοποιούν εξειδικευμένες πρωτεΐνες, οι οποίες μεγιστοποιούν την απορρόφηση του σιδήρου. Τα παθογόνα βακτηρίδια που ζουν στο ανθρώπινο αίμα μπορούν να διατηρήσουν την ομοιοστασία του σιδήρου τους χρησιμοποιώντας την ξενιστή αιμοσφαιρίνη ή άλλα σύμπλοκα σιδήρου. Τα βακτήρια έχουν επίσης πρωτεΐνες, όπως η φερριτίνη, τις οποίες χρησιμοποίησαν για την αποθήκευση του σιδήρου ως ενδοκυτταρικό απόθεμα.Όταν σε περιβάλλοντα με τοξικά επίπεδα σιδήρου, τα βακτήρια χρησιμοποιούν τις πρωτεΐνες αποτοξίνωσης σιδήρου (Dps), οι οποίες προστατεύουν το χρωμόσωμά τους από βλάβες.
Ομοιοστασία μετάλλων
Εκτός από το σίδηρο, τα βακτήρια μπορούν να ανιχνεύσουν τα εξωτερικά επίπεδα άλλων στοιχείων, όπως ο μόλυβδος, το κάδμιο και ο υδράργυρος. Οι μεταλλικοί αισθητήρες είναι πολύπλοκες πρωτεΐνες που βρίσκονται σε ορισμένα βακτήρια, τα οποία μπορούν να ανιχνεύσουν και να ρυθμίσουν τα εσωτερικά επίπεδα των τοξικών βαρέων μετάλλων και των ευεργετικών μεταλλικών ιόντων. Το ανθρώπινο παθογόνο Mycobacterium tuberculosis και το έδαφος που κατοικεί το Streptomyces coelicolor έχουν περισσότερους από δέκα μεταλλικούς αισθητήρες.
PH Ομοιοστασία
Το επίπεδο οξύτητας μιας ουσίας μετράται μέσω του pH. Αν και τα περισσότερα είδη βακτηριδίων απαιτούν εξωτερικά επίπεδα pH κοντά στο ουδέτερο ή 7, τα βακτήρια που ονομάζονται εξτρεμιστικά μπορούν να ζουν σε περιβάλλοντα με τιμές ρΗ μικρότερες από 3, ή όξινες ή πάνω από 11 ή αλκαλικά. Τα βακτήρια διαθέτουν μηχανισμούς για την ανίχνευση εξωτερικών αλλαγών στο ρΗ. Η περίπλοκη ομοιοστασία του pH των περισσότερων βακτηρίων τους επιτρέπει να ανέχονται τις εξωτερικές τιμές pH που διαφέρουν από τα εσωτερικά επίπεδα οξύτητας.
Ομοιοστατική μεμβράνη λιπιδίων
Η μεμβράνη των βακτηρίων περιέχει διαφορετικούς τύπους πρωτεϊνών και λιπιδίων. Τα βακτήρια μπορούν να προσαρμόσουν τη λιπιδική σύνθεση των μεμβρανών τους, τροποποιώντας έτσι τη διαπερατότητα τους. Η ικανότητα των βακτηρίων να ελέγχουν τη λιπιδική σύσταση των μεμβρανών τους καλείται ομοιοστασία λιπιδίων μεμβράνης και τους επιτρέπει να επιβιώσουν σε ένα ευρύ φάσμα περιβαλλόντων.