ASIDOFIL: KARAKTERISTIK, CONTOH MIKROORGANISME, APLIKASI - BIOLOGI - 2025

Organisme asidofilik adalah sejenis mikroorganisme (prokariotik atau eukariotik) yang mampu berkembang biak dan hidup di lingkungan yang nilai pH-nya kurang dari 3. Sebenarnya istilah acidophilus berasal dari bahasa Yunani dan berarti "pecinta asam".

Lingkungan ini dapat berasal dari aktivitas vulkanik dengan keluarnya gas belerang atau campuran oksida logam dari tambang besi. Selain itu, mereka bisa menjadi produk dari aktivitas atau metabolisme organisme itu sendiri, yang mengasamkan lingkungannya sendiri untuk bertahan hidup.

Perairan asam di Rio Tinto berfungsi sebagai habitat bagi berbagai macam mikroorganisme asam-filum yang memberinya warna khas. Oleh Antonio de Mijas, Spanyol, dari Wikimedia Commons.

Organisme yang diklasifikasikan dalam kategori ini juga termasuk dalam kelompok besar organisme Ekstremofilik, karena mereka tumbuh di lingkungan yang pH-nya sangat asam. Dimana sebagian besar sel tidak dapat bertahan hidup.

Selain itu, penting untuk disoroti bahwa kelompok organisme ini sangat penting dari sudut pandang ekologi dan ekonomi.

Karakteristik umum

Persaingan, predasi, mutualisme dan sinergi

Kebanyakan organisme asidofilik tumbuh dan hidup dengan adanya oksigen. Namun, terdapat bukti adanya acidophilus yang dapat berkembang baik tanpa adanya maupun dengan adanya oksigen.

Selain itu, organisme ini membentuk berbagai jenis interaksi dengan organisme lain seperti persaingan, predasi, mutualisme, dan sinergi. Contohnya, adalah kultur campuran acidophilus yang menunjukkan pertumbuhan dan efisiensi yang lebih besar dalam oksidasi mineral belerang daripada kultur individual.

Sakit maag, masalah yang harus dipecahkan

Asidofil tampaknya memiliki karakteristik struktural dan fungsional yang berbeda yang memungkinkannya menetralkan keasaman. Ini termasuk membran sel yang sangat kedap, kapasitas pengaturan internal yang tinggi, dan sistem transportasi yang unik.

Karena acidophiles hidup di lingkungan dengan konsentrasi proton yang tinggi, mereka mengembangkan sistem pompa yang bertanggung jawab untuk mengeluarkan proton ke luar. Strategi ini mencapai bahwa bagian dalam bakteri memiliki pH yang mendekati netral.

Organisme asidofilik telah mengembangkan sistem pompa proton yang memungkinkan mereka memompa proton ke luar dan menjaga pH intraseluler mendekati netral. Oleh PhilMacD, dari Wikimedia Commons.

Namun, di tambang dengan kandungan asam sulfat yang tinggi, mikroorganisme tanpa dinding sel telah ditemukan, menunjukkan bahwa bahkan tanpa perlindungan ini, mereka terkena proton dengan konsentrasi tinggi.

Di sisi lain, karena kondisi ekstrim yang dialami jenis mikroorganisme ini, mereka harus menjamin bahwa semua proteinnya berfungsi dan tidak mengalami denaturasi.

Untuk ini, protein yang disintesis memiliki berat molekul tinggi, sehingga ada lebih banyak ikatan antara asam amino yang menyusunnya. Dengan cara ini, menjadi lebih sulit untuk pemutusan ikatan terjadi dan stabilitas yang lebih besar diberikan pada struktur protein.

Kedap membran tinggi

Begitu proton memasuki sitoplasma, organisme asidofilik perlu menerapkan metode yang memungkinkan proton mengurangi efek penurunan pH internal.

Untuk membantu menjaga pH, asidofil memiliki membran sel kedap yang membatasi masuknya proton ke dalam sitoplasma. Ini karena membran archaea acidophil terdiri dari jenis lipid lain daripada yang ditemukan pada bakteri dan membran sel eukariotik.

Pada archaea, fosfolipid memiliki daerah hidrofobik (isopenoid) dan daerah kutub yang terdiri dari tulang punggung gliserol dan gugus fosfat. Bagaimanapun, penyatuan tersebut disebabkan oleh ikatan eter, yang menghasilkan resistansi yang lebih besar, terutama pada suhu tinggi.

Selain itu, dalam beberapa kasus archaea tidak memiliki lapisan ganda, melainkan produk dari penyatuan dua rantai hidrofobik, mereka membentuk lapisan tunggal di mana satu-satunya molekul dari dua kelompok kutub memberi mereka resistensi yang lebih besar.

Di sisi lain, terlepas dari kenyataan bahwa fosfolipid yang menyusun membran bakteri dan eukariota mempertahankan struktur yang sama (hidrofobik dan daerah kutub), ikatannya adalah tipe ester dan membentuk lapisan ganda lipid.

Kepentingan dari

Organisme asidofilik memiliki potensi penting dalam evolusi karena pH rendah dan kondisi kaya logam tempat mereka tumbuh mungkin serupa dengan kondisi vulkanik bawah laut di awal bumi.

Dengan demikian, organisme asidofilik dapat mewakili peninggalan primordial tempat kehidupan yang lebih kompleks berevolusi.

Selain itu, karena proses metabolisme dapat berasal dari permukaan mineral sulfida, kemungkinan struktur DNA organisme ini dapat terjadi pada pH asam.

Peraturan dalam organisme asidofilik

Pengaturan pH sangat penting untuk semua organisme, untuk alasan ini asidofil harus memiliki pH intraseluler yang mendekati netral.

Namun, organisme asidofilik mampu mentolerir gradien pH beberapa kali lipat, dibandingkan dengan organisme yang hanya tumbuh pada pH mendekati netral. Contohnya adalah Thermoplasma acidophilum yang mampu hidup pada pH 1,4 sambil mempertahankan pH internalnya pada 6,4.

Hal yang menarik tentang organisme asidofilik adalah mereka memanfaatkan gradien pH ini untuk menghasilkan energi melalui gaya gerak proton.

Contoh mikroorganisme asidofilik

Organisme asidofilik sebagian besar terdistribusi pada bakteri dan archaea dan berkontribusi pada banyak siklus biogeokimia, yang meliputi siklus besi dan sulfur.

Di antara yang pertama kami memiliki Ferroplasma acidarmanus, yang merupakan archa yang mampu tumbuh di lingkungan dengan pH mendekati nol. Prokariota lainnya adalah Picrophilus oshimae dan Picrophilus torridus, yang juga termofilik dan tumbuh di kawah gunung berapi Jepang.

Kami juga memiliki beberapa eukariota asidofilik seperti Cyanidyum caldariuym, yang mampu hidup pada pH mendekati nol, menjaga interior sel pada tingkat yang hampir netral.

Acontium cylatium, Cephalosporium sp. dan Trichosporon cerebriae, adalah tiga eukariota dari Kerajaan Fungi. Lainnya yang sama menariknya adalah Picrophilus oshimae dan Picrophilus torridus.

Aplikasi

Leaching

Peran penting mikroorganisme asidofilik melibatkan aplikasi bioteknologinya, khususnya dalam ekstraksi logam dari mineral, yang secara signifikan mengurangi kontaminan yang dihasilkan oleh metode kimia tradisional (pencucian).

Proses ini sangat berguna dalam penambangan tembaga, di mana, misalnya, Thobacillus sulfolobus dapat bertindak sebagai katalis dan mempercepat laju oksidasi tembaga sulfat yang terbentuk selama oksidasi, membantu pelarutan logam.

Industri makanan

Organisme asidofilik memiliki enzim yang diminati oleh industri, menjadi sumber enzim yang stabil terhadap asam dengan aplikasi sebagai pelumas.

Selain itu, dalam industri makanan, produksi amilase dan glukoamilase digunakan untuk pemrosesan pati, pabrik roti, pemrosesan jus buah.

Selain itu, mereka banyak digunakan dalam produksi protease dan selulase yang digunakan sebagai komponen pakan ternak dan dalam pembuatan produk farmasi.

Referensi

1. Baker-Austin C, Dopson M. Hidup dalam asam: homeostasis pH di asidofil. Tren Microbiol. 2007; 15 (4): 165-71.
2. Edwards KJ, Bond PL, Gihring TM, Banfield JF. Acidophile Ekstrem Pengoksidasi Besi Arqueal Penting dalam Drainase Tambang Asam. Ilmu. 2000; 287: 1796-1799.
3. Horikoshi K. Alkaliphiles: Beberapa aplikasi produk mereka untuk bioteknologi. Tinjauan Mikrobiologi dan Biologi Molekuler. 1999; 63: 735-750.
4. Kar NS, Dasgupta AK. Peran yang mungkin dari muatan permukaan dalam organisasi membran di asidofil, India. Jurnal Biokimia dan Biofisika. seribu sembilan ratus sembilan puluh enam; 33: 398-402.
5. Macalady JL, Vestling MM, Baumler D, Boekelheide N, Kaspar CW, Banfield JF. Lapisan tunggal membran terkait tetraeter di Ferroplasma spp: kunci kelangsungan hidup dalam asam. Ekstremofil. 2004; 8: 411-419
6. Madigan MT, Martinko JM, Parker J. 2003. Keanekaragaman Prokariotik: Archea. Masuk: Madigan MT, Martinko JM, Parker J. (eds). Mikrobiologi Brock dari Mikroorganisme. Sepuluh edisi. Ed. Pearson-Prentice Hall, Madrid, hal 741-766.
7. Schleper C, Pühler G, Kühlmorgen B, Zillig W. Hidup pada pH yang sangat rendah. Alam. sembilan belas sembilan puluh lima; 375: 741-742.
8. Wiegel J, UV Keubrin. Alkalitermofil. Transaksi Masyarakat Biokimia. 2004; 32: 193-198.