AUTOLISIS: PENYEBAB, FASE DAN KONSEKUENSI - BIOLOGI - 2025

The autolisis adalah proses dimana sel-sel enzimatik dicerna oleh aksi enzim sendiri. Ini secara harfiah berarti bahwa mekanisme yang menyebabkan lisisnya sendiri (kematian) dipicu di dalam sel.

Proses "degradasi diri" ini telah diamati selama pertumbuhan dan perkembangan normal bakteri dan jamur. Namun, banyak teks ilmiah menetapkan bahwa ini adalah tipikal dari sel yang "sekarat" atau sel yang "terluka" atau "terluka".

Diagram representatif struktur seluler ragi (Sumber: Frankie Robertson menggunakan Inkscape, karya sendiri. Via Wikimedia Commons)

Autolisis juga terjadi pada jaringan hewan dan tumbuhan, tetapi beberapa penulis menggambarkan proses ini sebagai "dekomposisi diri" non-bakteri yang terjadi setelah kematian sel.

Proses ini dijelaskan oleh Salkowski, pada tahun 1890, sebagai proses enzimatis self-digestion, tetapi pada tahun 1900 Jacobi menciptakan istilah autolisis. Saat ini diketahui bahwa enzim yang bertanggung jawab atas proses ini bukanlah "produk sampingan" dari lisis, tetapi merupakan enzim yang sama yang berpartisipasi dalam proses seluler.

Mengingat pentingnya bagi industri, proses autolitik yang paling banyak ditinjau adalah yang terjadi pada ragi, terutama yang digunakan selama proses fermentasi minuman beralkohol (anggur dan bir) dan di toko roti.

Turunan autolitik ragi biasanya digunakan dalam formulasi media kultur, karena merupakan sumber asam amino dan nutrisi lain yang baik.

Penyebab autolisis

Autolisis dapat terjadi sebagai respons terhadap sejumlah faktor. Pada organisme uniseluler (mikroorganisme) fenomena ini merespon banyak kondisi lingkungan seperti suhu, pH, konsentrasi oksigen, komposisi medium, jumlah nutrisi, keberadaan zat beracun, dll.

Selama fermentasi anggur atau bir, misalnya, autolisis ragi terjadi sebagai respons terhadap penurunan komponen nutrisi dari cairan fermentasi, serta peningkatan konsentrasi etanol yang cukup besar, yang merupakan salah satu produk dari metabolisme Anda.

Pada manusia telah ditunjukkan bahwa proses autolitik dapat dipicu oleh intervensi bedah atau prosedur medis yang berkepanjangan, terutama selama diseksi submukosa endoskopik.

Selain itu, pada banyak hewan, autolisis terjadi di tempat-tempat yang terdapat luka atau robekan dan memenuhi fungsi menghilangkan jaringan yang rusak selama penyembuhan.

Di beberapa jaringan tumbuhan, fungsi autolisis dalam pertumbuhan dan perkembangan, serta dalam pengangkutan air dan gas melalui saluran xilem, yang terjadi berkat degradasi protoplas (membran + sitosol) dari trakeid; terjadi, kemudian, sebagai respons terhadap rangsangan yang khas dari perkembangan tanaman.

Di sisi lain, spesies jamur berfilamen tertentu dapat menjalani autolisis selnya sebagai respons terhadap beberapa antibiotik atau zat beracun yang diterapkan pada lingkungan sekitarnya.

Tahapan

Proses autolitik yang akan dijelaskan di bawah ini adalah yang terjadi pada ragi, namun dapat diekstrapolasi ke mikroorganisme atau kelompok sel mana pun dalam jaringan tumbuhan atau hewan.

Kematian sel

Setiap proses autolitik dimulai dengan kematian sel yang bersangkutan. Fenomena awal berkaitan dengan perubahan sistem membran sel, terutama bila menyangkut organisme eukariotik, yang memungkinkan enzim pencernaan mereka bersentuhan dengan komponen yang akan terdegradasi.

Enzim yang berpartisipasi dalam peristiwa autolitik bertanggung jawab untuk menurunkan substratnya menjadi fragmen yang lebih kecil. Misalnya, protease atau peptidase "memotong" hampir semua jenis protein, melepaskan peptida atau asam amino.

Nuklease, di sisi lain, menurunkan asam nukleat seperti DNA atau RNA, memecahnya dan melepaskan nukleosida, mononukleotida, dan polinukleotida. Ada enzim lain yang bertanggung jawab untuk mencerna beberapa komponen dinding sel, biasanya glukanase (dalam ragi).

Umumnya, hasil dari lisis sel dan pencernaan yang dikenal sebagai autolysate, yang dilepaskan ke lingkungan sekitar melalui pemutusan dinding sel ragi, tempat pencernaan dapat berlanjut. Konsentrasi komponen seluler yang terdegradasi biasanya menghasilkan sesuatu yang dikenal sebagai ekstrak ragi.

Autolisis ragi dapat dibagi menjadi dua proses

- Degradasi komponen seluler oleh enzim "litik", terutama proteinase dan peptidase (proteolisis, enzim proteolitik).

- Degradasi dinding sel, yang memungkinkan lisis atau pecahnya sel yang sebenarnya dan pelepasan autolysate.

Ragi memiliki vakuola yang menampung sebagian besar enzim proteolitik dari sel-sel ini. Ketika sel semacam itu mati, enzim-enzim ini bersentuhan dengan substratnya dan menurunkannya. Dalam sel hewan eukariotik lainnya, enzim ini terkandung dalam lisosom.

Glucanase dan beberapa proteinase berpartisipasi dalam degradasi komponen dinding sel ragi, menyebabkan pembukaan atau pembentukan "pori-pori", yang mendorong pelepasan produk degradasi enzim litik internal.

Konsekuensi

Konsekuensi utama peristiwa autolitik terbukti, karena sel yang membunuh sendiri mati dan menghilang, meninggalkan fraksi yang berbeda dari molekul penyusunnya dalam prosesnya.

Beberapa penulis menganggap bahwa autolisis pada organ tertentu menyebabkan “likuifaksi” internal yang, akibatnya, dapat menyebabkan atrofi atau deformasi morfologis yang sama.

Untuk industri makanan

Proses ini juga dapat terjadi pada banyak makanan, terutama yang berasal dari hewani, yang umumnya menyiratkan dekomposisi non-bakteri pada jaringan otot mereka dan pelepasan sejumlah besar peptida, asam amino, gugus fosfat, karbohidrat, dll., Yang mewakili kesempatan ekologis untuk kolonisasi bakteri pembusuk.

Konsekuensi negatif lain dari proses autolitik dicontohkan dalam produksi keju, di mana autolisis bakteri "starter", yang termasuk dalam spesies Lactococcus lactis, memiliki implikasi penting dalam pengembangan rasa dari turunan susu ini.

Dalam beberapa teks ilmiah yang berkaitan dengan produksi minuman beralkohol, kontradiksi mungkin dihadapi bahwa bagi beberapa penulis ini adalah proses yang menguntungkan dan bagi yang lain tidak, meskipun hal ini pada dasarnya tergantung pada jenis minuman yang dimaksud.

Beberapa produsen anggur menganggap bahwa proses autolitik memungkinkan pelepasan banyak komponen internal ragi yang bermanfaat, yang memiliki pengaruh signifikan pada sifat sensorik dan stabilitas biologis cairan ini.

Ekstrak ragi memiliki banyak kegunaan dalam produksi turunan daging (sosis), sup, saus, dan sandwich lainnya.

Foto konsentrat ekstrak ragi (Sumber: SKopp via Wikimedia Commons)

Karena kematian jutaan ragi dalam kultur dalam media cair merupakan pelepasan sejumlah besar asam amino, gula, vitamin, dan mikronutrien lainnya, lisat tidak hanya digunakan sebagai "penambah" warna dan rasa makanan. , tetapi juga digunakan untuk formulasi media pertumbuhan eksperimental.

Referensi

1. Dernby, KG (1920). Sebuah studi tentang autolisis jaringan hewan. Studi dari Rockefeller Institute for Medical Research, 32, 359.
2. Dharmadhikari, M. (2011). Autolisis ragi.
3. Escamez, S., & Tuominen, H. (2017). Kontribusi autolisis seluler ke fungsi jaringan selama perkembangan tanaman. Pendapat saat ini dalam biologi tumbuhan, 35, 124-130.
4. Hyun, JJ, Chun, HJ, Keum, B., Seo, YS, Kim, YS, Jeen, YT,… & Chae, YS (2012). Autolisis: temuan yang masuk akal yang menunjukkan waktu prosedur ESD yang lama. Endoskopi Laparoskopi Bedah & Teknik Perkutan, 22 (2), e115-e117.
5. Mukundan, MK, Antony, PD, & Nair, MR (1986). Ulasan tentang autolisis pada ikan. Penelitian Perikanan, 4 (3-4), 259-269.
6. Rogers, AA, Rippon, MG, Atkin, L., Ousey, K., & Konsultan Perawatan Luka Independen, Inggris Autolysis: mekanisme aksi dalam pengangkatan jaringan yang rusak pada luka.
7. Putih, S., McIntyre, M., Berry, DR, & McNeil, B. (2002). Autolisis jamur berserabut industri. Ulasan kritis dalam bioteknologi, 22 (1), 1-14.