STRAIN (MIKROBA): KARAKTERISTIK, IDENTIFIKASI, ISOLASI - BIOLOGI - 2025

Sebuah galur mikroba adalah himpunan keturunan dari isolat mikroba tunggal, yang tumbuh di media murni dan biasanya terdiri dari suksesi organisme yang berasal dari koloni awal yang sama.

Strain juga mewakili sekumpulan individu dari populasi spesies mikroba yang memiliki karakteristik fenotipe dan / atau genotipe tertentu yang sedikit membedakannya dari spesies lain yang sama, tetapi perbedaannya tidak cukup untuk mengkategorikan mereka sebagai spesies yang berbeda.

Foto cawan petri dengan media kultur padat yang dilengkapi dengan antibiotik di mana mikroba resisten tumbuh (Sumber: Microrao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Strain adalah "dasar" untuk studi mikrobiologi, karena menjamin para ilmuwan bahwa parameter dan karakteristik yang diselidiki tentang suatu spesies mikroba hanya spesifik untuk spesies tersebut. Selain itu, ini memungkinkan mereka untuk memastikan, dengan cara tertentu, reproduktifitas investigasi.

Misalnya, untuk studi taksonomi dalam mikrobiologi, tujuan pertama adalah untuk mendapatkan "strain" dari organisme yang akan diklasifikasikan, karena dengan cara ini dimungkinkan untuk secara tepat menentukan masing-masing karakteristik taksonomi yang membedakan subset ini dalam dari populasi satu spesies dari spesies mikroba lainnya.

Strain tersebut memungkinkan suatu spesies mikroba untuk tetap hidup dan diisolasi secara in vitro untuk jangka waktu yang lama, yang jauh dari lingkungan alaminya. Strain dari banyak mikroorganisme dari berbagai jenis dapat diperoleh, seperti bakteri, jamur, virus, protozoa, alga, dan lain-lain.

Untuk pemeliharaan strain, harus disimpan dalam isolasi yang ketat, yang menghindari strain bersentuhan dengan agen pencemar seperti spora jamur atau agen mikroorganisme eksternal.

Karakteristik regangan

Semua strain, apapun jenis mikroorganisme (spesies) yang diwakilinya, harus memenuhi beberapa parameter dasar, di antaranya adalah:

- Mereka harus merupakan garis genetik yang stabil atau memiliki kesetiaan genetik yang tinggi

Penting bahwa semua individu yang tinggal dalam media budaya sedekat mungkin satu sama lain, secara genetik. Artinya, mereka semua berasal dari individu yang sama atau, setidaknya, dari populasi yang sama.

- Mereka harus mudah dirawat atau tumbuh

Individu yang termasuk dalam strain harus mudah dipelihara dalam lingkungan in vitro. Dengan kata lain, tidak semua mikroba mampu mengisolasi diri dari lingkungan alaminya. Jika ini sulit untuk tumbuh di media eksternal, biologi mereka dapat dengan mudah diubah dengan sedikit perubahan pada lingkungan tempat mereka diisolasi di laboratorium.

- Mereka perlu tumbuh dan berkembang pesat dalam kondisi optimal

Jika mikroba yang diisolasi tidak berkembang pesat dalam media kultur yang digunakan untuk tujuan ini, mereka mungkin sulit untuk diawetkan untuk dipelajari, karena mereka dapat menghabiskan nutrisi di lingkungan mereka, mengubah fase, atau membahayakan kelangsungan hidup mereka dalam kondisi ini. .

- Mereka harus menunjukkan karakteristik dan parameter yang ditentukan

Strain mikroorganisme yang diisolasi harus memiliki karakteristik umum yang menghubungkannya secara identik dan khusus dengan individu yang identik dengannya. Karakteristik ini harus konstan dari waktu ke waktu.

- Mudah ditangani

Secara umum, strain yang digunakan dalam investigasi rutin tidak memerlukan alat atau protokol yang terlalu ketat atau rumit. Hal ini memastikan bahwa mahasiswa dan peneliti baru dapat menjaga kelangsungan studi dari waktu ke waktu.

Indo

Identifikasi molekuler

Ada beberapa metode berbeda untuk mengidentifikasi strain yang baru diisolasi. Namun, saat ini teknik yang paling akurat, cepat dan sederhana untuk menentukan identitas hampir semua spesies adalah analisis beberapa wilayah sekuens genetik yang menyusun genom individu.

Biasanya analisis ini dilakukan dengan memperkuat daerah spesifik DNA dengan teknik PCR (Polymerase Chain Reaction). Teknik-teknik ini bervariasi sesuai dengan tepi, famili, dan jenis mikroorganisme yang identitasnya diinginkan. Wilayah ini umumnya:

- Daerah yang mengkode RNA ribosom

- Gen yang mengkode subunit protein yang berpartisipasi dalam respirasi (terutama jika organisme tersebut aerobik)

- Wilayah genetik yang mengkode mikrofilamen aktin (bagian dari sitoskeleton)

- Beberapa wilayah genetik dari subunit kloroplas atau protein yang berpartisipasi dalam fotosintesis (untuk beberapa alga dan cyanobacteria dan untuk semua tumbuhan)

Setelah fragmen genom ini berhasil diamplifikasi, mereka diurutkan untuk menentukan urutan nukleotida yang menyusun wilayah genom ini. Ini dilakukan melalui teknik NGS (Next Generation Sequencing) dengan peralatan khusus yang dikenal sebagai sequencer.

Daerah sekuensing dibandingkan dengan sekuens mikroorganisme jenis ini yang telah dilaporkan sebelumnya, yang dimungkinkan dengan menggunakan, misalnya database yang disimpan di situs GenBank (https: // www. ncbi.nlm.nih.gov/genbank/).

Identifikasi morfologis

Di laboratorium yang tidak memiliki alat biologi molekuler untuk menganalisis karakteristik genetik, parameter fenotipik lain digunakan untuk mengidentifikasi strain banyak mikroorganisme. Sekali lagi, sifat fenotipik yang dipelajari bervariasi tergantung pada organisme, filum, famili dan spesies yang dipertimbangkan. Di antara parameter ini dipelajari:

- Karakteristik morfologi mikroba dalam media kultur. Ciri-ciri seperti: warna, bentuk, tekstur, jenis pertumbuhan, dan aspek lain yang diamati.

- Analisis produk metabolisme menggunakan alat biokimia. Produksi metabolit sekunder, senyawa kimia yang diekskresikan, antara lain dipelajari.

- Karakterisasi dan kristalisasi protein. Protein internal mikroorganisme diekstraksi dan dipelajari secara mandiri.

Hal yang khas dalam studi mikrobiologi adalah melakukan karakterisasi strain dengan kedua jenis identifikasi tersebut, baik melalui observasi morfologi maupun analisis molekuler.

Isolasi strain

Isolasi strain melibatkan beberapa teknik yang juga digunakan untuk memisahkan satu spesies mikroba dari yang lain. Kemampuan untuk mengisolasi strain spesies yang diminati sangat penting untuk secara akurat menentukan karakteristik yang menentukan.

Sebagian besar teknik isolasi regangan diciptakan selama abad ke-19 oleh bapak mikrobiologi Louis Pasteur dan Robert Koch. Keduanya secara obsesif berusaha untuk mendapatkan kultur sel murni (strain) dari mikroorganisme yang mereka pelajari.

Sumber: Sentebrinka / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0) melalui Wikimedia Commons

Untuk memperoleh kultur sel ini, mereka mengeksplorasi berbagai macam teknik dan alat, mulai dari penggunaan tusuk gigi steril hingga variasi komposisi media kultur tempat mikroba yang mereka pelajari disiapkan untuk tumbuh.

Teknik isolasi regangan

Saat ini, semua teknik yang dikembangkan dan digunakan oleh para peneliti ini dan beberapa yang lebih modern telah dikumpulkan dalam 6 jenis yang berbeda, yaitu:

- Goresan, cakaran atau cakaran : dengan menggunakan alat yang halus dan runcing, disentuh tempat ditemukannya mikroorganisme (terutama untuk biakan yang ditanam secara in vitro dalam medium padat). Media padat kaya nutrisi yang steril digores dengan ujung yang disentuh mikroorganisme.

- Perendaman atau peleburan dalam media : diambil sampel kecil mikroba (bisa seperti yang diambil pada teknik sebelumnya) dan ditempatkan di dalam media tumbuh dalam keadaan cair, agar ditambahkan agar memadat dan tunggu sampai dingin. Koloni hanya akan terlihat jika mikroorganisme sudah sangat berkembang.

- Pengenceran berseri : sampel dari tempat asal spesies dikumpulkan diencerkan secara berurutan dalam media steril yang bebas dari mikroorganisme lain. Pengenceran "diunggulkan" pada media padat dan koloni diharapkan muncul.

- Media kultur eksklusif : ini adalah media kultur yang memungkinkan tumbuhnya hanya jenis mikroba yang diinginkan; artinya, ia memiliki komponen atau nutrisi yang hanya memungkinkan pertumbuhan strain diisolasi.

- Pemisahan manual atau mekanis : sampel kecil mikroba yang akan diisolasi ditempatkan dan melalui mikroskop dilakukan upaya untuk memisahkan satu individu spesies dari individu lain yang mengelilinginya.

Beberapa dari teknik ini lebih mudah digunakan daripada yang lain. Namun, peneliti menggunakannya sesuai dengan karakteristik biologis spesies yang diteliti.

Referensi

1. De Kruif, P. (1996). Pemburu mikroba. Houghton Mifflin Harcourt.
2. Dijkshoorn, L., Ursing, BM, & Ursing, JB (2000). Strain, klon dan spesies: mengomentari tiga konsep dasar bakteriologi. Jurnal mikrobiologi medis, 49 (5), 397-401.
3. Marx, V. (2016). Mikrobiologi: jalan menuju identifikasi tingkat regangan. Metode alam, 13 (5), 401-404.
4. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2009). Prinsip mikrobiologi Prescott. Boston (MA): Pendidikan Tinggi McGraw-Hill.
5. Williams, JA (Ed.). (2011). Rekayasa regangan: metode dan protokol (Vol. 765, hlm. 389-407). New York: Humana Press.