Homeostase verwijst naar zelfregulerende processen die levende organismen gebruiken om hun interne stabiliteit te behouden en zo hun overleving te garanderen. Bacteriën kunnen zichzelf reguleren en zich aanpassen aan de steeds veranderende omgevingscondities die eromheen liggen. De belangrijkste homeostatische processen die de overleving van bacteriën garanderen, zijn onder meer de homeostase van ijzer en metaal, pH-homeostase en homeostase van membraanlipiden.

Iron Homeostasis

IJzer is van levensbelang voor de meeste bacteriën, maar in grote hoeveelheden kan giftig. Bacteriën kunnen ijzeren homeostase bereiken, zelfs in omgevingen met lage hoeveelheden van dit element. In deze situatie gebruiken sommige bacteriën gespecialiseerde eiwitten, die de absorptie van ijzer maximaliseren. Pathogene bacteriën die in het menselijk bloed leven, kunnen hun ijzeren homeostase behouden door het hemoglobine of andere ijzercomplexen van de gastheer te gebruiken. Bacteriën bevatten ook eiwitten, zoals ferritine, waarmee ze ijzer opslaan als een intracellulaire reserve. Wanneer in omgevingen met toxische hoeveelheden ijzer, gebruiken bacteriën hun ijzerontgiftingsproteïnen (Dps), die hun chromosoom beschermen tegen schade.

Metalen homeostase

Naast ijzer kunnen bacteriën de externe sensor waarnemen. niveaus van andere elementen, zoals lood, cadmium en kwik. Metalen sensoren zijn complexe eiwitten die in sommige bacteriën worden aangetroffen en die de interne niveaus van zowel giftige zware metalen als nuttige metaalionen kunnen meten en reguleren. De menselijke ziekteverwekker Mycobacterium tuberculosis en de de bodem wonende Streptomyces coelicolor hebben meer dan tien metaalsensoren.

PH Homeostase

De zuurgraad van een stof wordt gemeten door de pH. Hoewel de meeste bacteriesoorten externe pH-niveaus vereisen in de buurt van neutraal of 7, kunnen bacteriën die extremofielen worden genoemd, leven in een omgeving met pH-waarden van minder dan 3 of zuur, of hoger dan 11, of alkali. Bacteriën hebben mechanismen voor het waarnemen van externe pH-veranderingen. Door de complexe pH-homeostase van de meeste bacteriën kunnen ze externe pH-waarden verdragen die verschillen van hun interne zuurgraad.

Membraan Lipide Homeostase

Het membraan van bacteriën bevat verschillende soorten eiwitten en lipiden . Bacteriën kunnen de lipidesamenstelling van hun membranen aanpassen, waardoor hun permeabiliteit verandert. Het vermogen van bacteriën om de lipidenstructuur van hun membranen te regelen, wordt membraanlipide-homeostase genoemd en stelt hen in staat te overleven in een groot aantal omgevingen.