STREPTOMYCES GRISEUS: KARAKTERISTIK, SIKLUS HIDUP DAN KEGUNAAN - BIOLOGI - 2024

Streptomyces griseus adalah spesies bakteri Gram positif aerobik. Itu termasuk dalam kelompok Actinobacteria, dalam ordo Actinomycetales dan keluarga Streptomycetaceae.

Mereka adalah bakteri umum di dalam tanah. Mereka telah ditemukan berhubungan dengan akar tanaman di rizosfer. Beberapa strain juga telah diisolasi dalam sampel perairan laut dalam dan sedimen serta di ekosistem pesisir.

Streptomyces griseus dilihat dengan Scanning Electron Microscope. Penulis: Docwarhol, dari Wikimedia Commons Kemampuan beradaptasi spesies ini terhadap keanekaragaman ekosistem yang besar telah menghasilkan variasi genetik yang penting yang telah dicoba untuk diklasifikasikan dalam ekovar.

Spesies ini, seperti spesies Streptomyces lainnya, menghasilkan sejumlah besar metabolit sekunder, yang memberikan kepentingan komersial yang besar. Diantaranya, streptomisin (antibiotik aminoglikosida) menonjol, antibiotik pertama yang digunakan secara efektif melawan tuberkulosis.

karakteristik

S. griseus adalah bakteri aerobik Gram positif yang menghasilkan miselia. Dinding selnya tebal, terutama terdiri dari peptidoglikan dan lipid.

Spesies ini mengembangkan miselia substrat dan aerial. Kedua jenis miselium tersebut memiliki morfologi yang berbeda. Hifa miselium substrat dapat berdiameter 0,5 - 1 µm. Miselium udara berserabut dan bercabang kecil.

Dalam media kultur, miselia ini menghadirkan nuansa abu-abu yang berbeda. Sisi belakang koloni berwarna abu-abu kekuningan. Mereka tidak menghasilkan pigmen melanin.

Rantai spora bersifat rektifikasi dan terdiri dari 10-50 spora. Permukaannya halus.

Spesies ini menggunakan glukosa, xilosa, manitol atau fruktosa sebagai sumber karbon. Dalam media kultur dengan arabinosa atau rhamnose, tidak ada pertumbuhan koloni yang diamati.

Suhu optimal untuk pengembangannya berkisar antara 25 - 35 ° C.

Mereka tumbuh dalam kisaran pH yang luas, antara 5 dan 11. Namun, pertumbuhannya optimal di lingkungan basa dengan pH 9, itulah sebabnya ia dianggap basa.

Genetika

Genom S. griseus telah diurutkan secara lengkap. Ia memiliki kromosom linier dengan lebih dari delapan juta pasangan basa. Keberadaan plasmid belum teramati.

Kromosom memiliki lebih dari 7000 ORF (rangkaian RNA bingkai terbuka). Untuk lebih dari 60% dari urutan ini, fungsi yang mereka penuhi diketahui. Kandungan GC untuk S. griseus sekitar 72%, yang dianggap tinggi.

Metabolit sekunder

Kebanyakan spesies Streptomyces menghasilkan sejumlah besar metabolit sekunder. Di antaranya kami menemukan antibiotik, imunosupresan, dan penghambat enzim.

Demikian pula, bakteri ini mampu menghasilkan beberapa enzim yang penting secara industri, seperti glukosa isomerase atau transglutaminase.

Dalam kasus S. griseus, metabolit sekunder terpenting adalah streptomisin. Namun organisme ini menghasilkan senyawa lain, seperti fenol jenis tertentu yang sangat efektif dalam mengendalikan berbagai jamur fitopatogen.

Taksonomi

Spesies ini pertama kali dideskripsikan dari isolat tanah dari suatu wilayah Rusia. Peneliti Krainsky pada tahun 1914 mengidentifikasinya sebagai Actinomyces griseus.

Belakangan, Waskman dan Curtis berhasil mengisolasi spesies tersebut di berbagai sampel tanah di Amerika Serikat. Pada tahun 1943 Waskman dan Henrici mengusulkan genus Streptomyces berdasarkan morfologi dan tipe dinding sel spesies mereka. Para penulis ini menempatkan spesies dalam genus ini pada tahun 1948.

Filogeni dan sinonim

Tiga subspesies telah diusulkan untuk S. griseus. Namun, studi molekuler telah mengungkapkan bahwa dua taksa ini sesuai dengan spesies S. microflavus.

Dari sudut pandang filogenetik, S. griseus membentuk kelompok dengan S. argenteolus dan S. caviscabies. Spesies ini memiliki kemiripan yang besar dalam kaitannya dengan urutan RNA ribosom.

Berdasarkan perbandingan sekuens RNA, dimungkinkan untuk menetapkan bahwa beberapa taksa yang dianggap spesies selain S. griseus memiliki komposisi genetik yang sama.

Oleh karena itu, nama-nama ini menjadi sinonim dengan spesiesnya. Di antaranya, kami memiliki S. erumpens, S. ornatus, dan S. setonii.

Siklus biologis

Spesies Streptomyces menghasilkan dua jenis miselium selama perkembangannya. Miselium substrat yang menyusun fase vegetatif dan miselium aerial yang akan memunculkan spora

Pembentukan miselium substrat

Ini berasal setelah spora berkecambah. Hifa berdiameter 0,5-1 µm. Ini tumbuh dari puncak dan mengembangkan percabangan, menghasilkan matriks hifa yang kompleks.

Hanya sedikit septa yang terkotak-kotak yang dapat menampilkan banyak salinan genom. Selama fase ini, bakteri memanfaatkan nutrisi yang ada di lingkungan untuk mengakumulasi biomassa.

Saat miselium ini berkembang, terjadi kematian sel pada beberapa septa. Pada miselium substrat dewasa, segmen hidup dan mati bergantian.

Ketika bakteri berkembang di tanah atau di tanaman yang terendam, fase vegetatif akan mendominasi.

Pembentukan miselium udara

Pada satu titik dalam perkembangan koloni, miselium dengan cabang yang lebih sedikit mulai terbentuk. Dalam S. griseus filamen panjang terbentuk yang bercabang sangat sedikit.

Nutrisi yang diperlukan untuk pembentukan miselium ini diperoleh dari lisis sel miselium substrat. Dalam fase ini spesies menghasilkan metabolit sekunder yang berbeda.

Pembentukan spora

Pada fase ini, hifa menghentikan pertumbuhannya dan mulai memecah secara melintang. Fragmen ini dengan cepat berubah menjadi spora bulat.

Rantai spora terbentuk terdiri dari kurang lebih lima puluh sel. Spora berbentuk bulat sampai oval, diameter 0,8-1,7 µm dan permukaan halus.

Aplikasi

Penggunaan utama yang terkait dengan S. griseus adalah produksi streptomisin. Ini adalah antibiotik bakterisidal. Ini pertama kali terdeteksi pada tahun 1943 oleh Albert Schatz pada strain spesies.

Streptomisin adalah salah satu pengobatan paling efektif untuk mengobati tuberkulosis yang disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis.

Namun, S. griseus memiliki kegunaan lain. Spesies ini menghasilkan antibiotik lain, di antaranya beberapa yang menyerang tumor. Ini juga menghasilkan enzim proteolitik yang digunakan secara komersial, seperti pronase. Enzim ini memblokir inaktivasi saluran natrium.

Sebaliknya, dalam beberapa tahun terakhir telah ditentukan bahwa S. griseus menghasilkan zat yang mudah menguap dari kelompok fenol yang disebut carvacrol. Zat ini memiliki kemampuan untuk menghambat pertumbuhan spora dan miselia berbagai jamur fitopatogenik.

Referensi

1. Anderson A dan E Wellington (2001) Taksonomi Streptomyces dan genera terkait. Jurnal Internasional Mikrobiologi Sistematis dan Evolusioner 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh ,, S Pourseyedi, J Amini dan M Yaghoobi (2014) Pengendalian biologis penyakit jamur tanaman menggunakan zat volatil dari Streptomyces griseus. Jurnal Eropa Biologi Eksperimental 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Penambangan dan pemolesan harta karun dalam genus bakteri Streptomyces. Biosci. Biotechnol. Biochem.71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori dan S Horinouchi (2008) Urutan genom mikroorganisme penghasil streptomisin Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050 - 4060.
5. Rong X dan Y Huang (2010) Evaluasi taksonomi klade Streptomyces griseus menggunakan analisis sekuens multilokus dan hibridisasi DNA-DNA dengan proposal untuk menggabungkan 29 spesies dan tiga subspesies sebagai 11 spesies genom. Jurnal Internasional Mikrobiologi Sistematis dan Evolusioner 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Sistem dua komponen dan regulasi produksi antibiotik dari Streptomyces coelicolor. Tesis untuk mendapatkan gelar Doktor dari Universitas Salamanca, Spanyol. 188 hal.