1. 스트레스 회피 :
스트레스 회피는 박테리아 세포에 상당한 손상을 일으키기 전에 스트레스 조건의 영향을 예방하거나 최소화하는 것을 포함합니다. 일부 일반적인 스트레스 회피 전략에는 다음이 포함됩니다.
- 포자 형성 : Bacillus 및 Clostridium과 같은 특정 박테리아는 가혹한 조건에 직면 할 때 보호 엔도 스포어를 형성합니다. 이 포자는 극한의 온도, 건조, 방사선 및 화학 물질에 매우 저항력이 있습니다.
- 바이오 필름 형성 : 많은 박테리아는 표면에 부착 된 세포의 커뮤니티 인 바이오 필름을 형성 할 수 있으며 세포 외 물질의 자체 생성 매트릭스로 둘러싸여 있습니다. 바이오 필름은 건조, UV 방사선 및 항균 화합물을 포함한 환경 스트레스에 대한 보호 장벽을 제공합니다.
- efflux 펌프 : 박테리아는 유출 펌프를 사용하여 항생제 및 중금속과 같은 독성 물질을 세포에서 적극적으로 운반합니다. 이 펌프는 세포 내 항상성을 유지하고 유해한 화합물의 축적을 방지하는 데 도움이됩니다.
- 산화 방지제 생산 : 스트레스 조건 하에서 생성 된 반응성 산소 종 (ROS) 및 기타 자유 라디칼은 세포 성분에 산화 적 손상을 일으킬 수 있습니다. 이를 방지하기 위해, 박테리아는 이러한 유해 분자를 제거하고 중화시키는 과산화물 디스 뮤 타제, 카탈라제 및 퍼 옥시 다제와 같은 산화 방지제 효소를 생성합니다.
- DNA 복구 메커니즘 : UV 방사선 및 화학적 돌연변이 원과 같은 환경 스트레스 요인으로 인한 DNA 손상은 박테리아 생존에 해로울 수 있습니다. 박테리아는 기본 절제 복구, 불일치 복구 및 상 동성 재조합과 같은 정교한 DNA 복구 메커니즘을 보유하여 손상된 DNA를 복구하고 게놈 완전성을 유지합니다.
2. 스트레스 반응 :
박테리아가 피할 수없는 스트레스 조건을 만날 때, 그들은 다양한 스트레스 반응 경로를 활성화하여 손상을 완화하고 세포 항상성을 회복시킵니다. 이러한 반응은 종종 특정 스트레스-반응성 유전자 및 신호 전달 경로에 의해 조절된다.
- 열 충격 응답 : 열 충격 단백질 (HSP)은 높은 온도 및 기타 스트레스 조건에 반응하여 합성됩니다. HSP는 분자 샤페론으로서 작용하여 전개 된 단백질을 안정화하고 단백질 응집을 방지하며 단백질 복구를 촉진하는 데 도움이됩니다.
- 냉 충격 반응 : 냉 충격 단백질 (CSP)은 박테리아가 저온에 노출 될 때 생성됩니다. CSPS는 막 유동성을 유지하고, RNA 구조를 안정화하며, 유전자 발현을 콜드 조건에 적응하도록 조절하는 데 도움이된다.
- 산성 내성 반응 : 산성 환경은 박테리아에 스트레스가 될 수 있습니다. 낮은 pH에 대처하기 위해, 박테리아는 산성 내성 반응 (ATR)을 활성화시킬 수 있으며, 이는 양성자 유출을 향상시키고 세포질 pH를 유지하며 산에 의한 손상을 복구하는 특정 단백질의 생성을 포함하는 산 내성 반응 (ATR)을 활성화시킬 수있다.
- SOS 응답 : DNA 손상이 임계 수준에 도달하면 SOS 반응이 트리거됩니다. 여기에는 DNA 복구 과정, 세포주기 체크 포인트 및 돌연변이 유발을 조정하여 생존을 향상시키고 유전 적 다양성을 촉진하는 LEXA 및 RECA 유전자를 포함한 여러 유전자의 활성화가 포함됩니다.
- 2 성분 신호 전달 시스템 : 박테리아는 2 성분 신호 전달 시스템을 사용하여 스트레스 요인을 포함한 광범위한 환경 신호를 감지하고 반응합니다. 이들 시스템은 스트레스 신호를 검출하고 세포질 반응 조절제로 정보를 전달하는 막-결합 센서 단백질로 구성되어 적절한 세포 반응을 초래한다.
요약하면, 박테리아는 스트레스 회피 및 스트레스 반응 메커니즘을 사용하여 환경 문제에 대처하고 세포 항상성을 유지합니다. 이러한 메커니즘을 통해 박테리아는 다양한 서식지에서 지속되며 변화하는 조건에 적응하여 진화 적 성공과 탄력성에 기여할 수 있습니다.
