spora bakteri yang prokariotik ketahanan struktur sel yang dihasilkan oleh bakteri untuk menahan dan bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan. Setelah kondisi lingkungan menguntungkan, mereka memunculkan individu baru.
Sintesis spora bakteri terjadi melalui proses yang disebut sporulasi. Sporulasi dirangsang oleh kelangkaan nutrisi (sumber karbon dan nitrogen) di lingkungan tempat beberapa jenis bakteri menghuni.
Foto pengamatan mikroskopis eubacteria dan sporanya berwarna hijau (Sumber: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), melalui Wikimedia Commons )
Di semua ekosistem di biosfer kita menemukan banyak spesies bakteri yang berbeda, yang sebagian besar menghasilkan spora. Bakteri adalah organisme prokariotik, yaitu, mereka dicirikan oleh uniseluler mikroskopis, tidak memiliki organel membran internal dan memiliki dinding sel, antara lain.
Pengetahuan umum kita tentang bakteri adalah bahwa mereka adalah agen penyebab banyak penyakit (agen etiologi), karena mereka mampu berkembang biak di organisme hidup lain, menyebabkan infeksi dan mengganggu fungsi sistem fisiologis mereka.
Oleh karena itu, banyak protokol sterilisasi industri manusia, terutama industri farmasi, pertanian dan makanan, berfokus pada pengurangan, pengendalian, dan pemusnahan mikroorganisme ini dan sporanya dari permukaan produk yang dipasarkan melalui pasar yang berbeda.
Indeks artikel
Ciri-ciri spora bakteri
Spora Bacillus anthracis, yang menyebabkan penyakit antraks
Ketahanan
Spora bakteri adalah struktur yang sangat tahan, dirancang untuk menahan berbagai jenis “stres” lingkungan seperti suhu tinggi, dehidrasi, radiasi matahari atau adanya senyawa kimia yang berbeda.
Lapisan
Spora bakteri biasanya diselimuti oleh 6 lapisan yang berbeda; meskipun ini dapat bervariasi tergantung pada spesies bakteri. 6 lapisan tersebut adalah:
- Exosporium (pada beberapa spesies lapisan ini tidak ada)
- Lapisan luar spora
- Lapisan dalam spora
- korteks
- Dinding sel germinal
- Membran plasma sel germinal
Komponen (edit)
Di dalam setiap spora bakteri terdapat semua komponen penting untuk membentuk individu yang serupa (jika tidak identik) dengan individu yang memunculkannya. Unsur-unsur ini meliputi:
- RNA dari berbagai jenis, penting untuk pembentukan sel bakteri baru. Beberapa di antaranya adalah RNA ribosom, RNA transfer, RNA messenger, dan lainnya.
- DNA genom, dengan informasi genetik untuk “menentukan” semua struktur dan fungsi sel. Spora juga dapat memiliki DNA plasmid, yang merupakan DNA ekstrakromosomal.
- Molekul kalsium, mangan, fosfor dan ion dan kofaktor lainnya untuk berfungsinya enzim dengan benar, serta untuk pemeliharaan homeostasis seluler individu masa depan.
Reproduksi aseksual
Spora dianggap sebagai bentuk reproduksi aseksual, karena berkali-kali kondisinya menjadi tidak menguntungkan karena pertumbuhan populasi yang berlebihan dan bakteri yang merasakan stimulus kelangkaan sumber daya memulai sporulasi.
Penting untuk dipahami bahwa semua spora bakteri memunculkan individu yang secara genetik identik dengan yang memunculkannya, jadi menganggapnya sebagai bentuk reproduksi aseksual adalah sah.
Struktur
Protoplasta
Di bagian terdalam dari spora bakteri adalah protoplas, juga dikenal sebagai “inti spora” atau “sel germinal”.
Struktur eksternal spora dirancang dengan fungsi utama melindungi protoplas, yang mengandung sitoplasma, molekul DNA dan RNA, protein, enzim, kofaktor, ion, gula, dll., yang diperlukan untuk pemeliharaan metabolisme bakteri. .
Membran sel
Lapisan pertama yang mengelilingi protoplas adalah membran sel, terdiri dari lipid dan protein. Ini memiliki banyak struktur khusus dalam interaksi dengan penutup luar, untuk memahami rangsangan lingkungan yang diterima oleh mereka.
Skema perwakilan dari spora bakteri. Berbagai “lapisan” ditampilkan: eksospora, penutup (tunik), korteks, dinding spora, membran, sitosol dan DNA (Sumber: Videobiotechno / CC BY-SA (https: // creativecommons. org / lisensi / by-sa / 4.0) melalui Wikimedia Commons)
Dinding seluler
Baik dinding sel dalam dan luar, yang merupakan lapisan yang mendahului membran sel, memiliki struktur khas dinding sel bakteri: mereka terutama terdiri dari heteropolisakarida yang disebut peptidoglikan ( N -asetil glukosamin dan N -asetil asam muramat ).
korteks
Menutupi dinding yang baru saja disebutkan adalah korteks, yang terdiri dari rantai peptidoglikan besar (45-60% residu asam muramat).
Di korteks adalah lapisan dalam dan luar spora bakteri, terdiri dari protein dengan fungsi khusus untuk menonaktifkan enzim dan bahan kimia beracun yang dapat merusak spora. Dua dari enzim yang paling melimpah di lapisan ini adalah superoksida dismutase dan katalase.
eksosporium
Exosporium (yang tidak diproduksi oleh semua spesies) terdiri dari protein dan glikoprotein yang menghalangi akses protein besar seperti antibodi, misalnya. Lapisan ini diyakini ditemukan pada bakteri yang bergantung pada patogenisitas untuk bertahan hidup.
Pembentukan spora bakteri
Gambar mikroskopis Bacillus subtilis. Struktur oval yang diamati tanpa pewarnaan adalah spora. Sumber: Y tambe (pengunggah asli) / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)
Pembentukan spora dimulai ketika sel bakteri mengaktifkan jalur genetik yang mengontrol fungsi sporulasi. Gen-gen ini diaktifkan oleh protein dan faktor transkripsi yang mendeteksi perubahan lingkungan (atau transisi dari “menguntungkan” menjadi “merugikan”).
Model klasik yang digunakan untuk mempelajari pembentukan spora bakteri adalah yang diamati pada Bacillus subtilis, yang dibagi menjadi 7 tahap. Namun, pembentukan spora pada setiap spesies bakteri memiliki kekhasan dan mungkin melibatkan lebih banyak atau lebih sedikit langkah.
Tahapan sporulasi dapat dengan mudah diketahui, dengan bantuan mikroskop dan dengan mengamati sel-sel yang tumbuh di lingkungan yang kekurangan nutrisi. Tahapan-tahapan tersebut secara garis besar dapat kita uraikan sebagai berikut:
Ini 1: pertumbuhan sel
Sel meningkatkan volume sitosol setidaknya tiga kali dalam waktu yang relatif singkat.
Tahap 2: duplikasi DNA bakteri
Seiring dengan peningkatan volume sitosol, genom bakteri diduplikasi dengan mitosis. Pada akhir mitosis, genom “maternal” menyelaraskan dirinya ke salah satu kutub sel, sedangkan genom yang dihasilkan atau “anak” menyelaraskan dirinya ke kutub yang berlawanan.
Tahap 3: pembelahan membran sel
Membran sel mulai menyempit sangat dekat dengan kutub di mana genom “anak” yang dihasilkan selama mitosis berada. Kontraksi ini akhirnya mengisolasi genom yang dihasilkan dari sisa sitosol sel.
Tahap 4: evaginasi membran sel kedua (pembentukan forespora)
Segmen yang dibentuk oleh membran sel yang menyempit diperkuat oleh bagian lain dari membran sel, membentuk membran ganda dan menimbulkan spora yang belum matang yang dikenal sebagai “forespora”.
Tahap 5: pembentukan korteks
Sel bakteri meningkatkan produksi residu asam muramat. Ini diarahkan ke permukaan yang menutupi forespora, menghasilkan lapisan perlindungan tambahan. Setelah pembentukan lapisan ini selesai, forespora disebut eksospora.
Tahap 6: penutup spora dalam dan luar
Peningkatan produksi asam muramat juga berorientasi pada pembentukan dua lapisan komposisi peptidoglikan yang mirip dengan dinding sel bakteri. Kedua lapisan ini akan membentuk penutup dalam dan luar eksospora dan mengubahnya menjadi endospora.
Tahap 7: pelepasan endospora
Langkah terakhir dalam sporulasi atau pembentukan spora adalah pelepasan. Dinding sel, membran dan semua lapisan sel “induk” dilisiskan dan melepaskan endospora matang ke lingkungan.
Referensi
- Madigan, MT, & Martinko, J. (2005). Brock Biologi Mikroorganisme, edisi ke-11.
- Matthews, KR, Kniel, KE, & Montville, TJ (2019). Mikrobiologi makanan: sebuah pengantar . John Wiley & Sons.
- Setlow, P. (2011). Resistensi spora bakteri. Dalam Respons Stres Bakteri, Edisi Kedua (hlm. 319-332). Perhimpunan Mikrobiologi Amerika.
- Setlow, P. (2013). Resistensi spora bakteri terhadap bahan kimia. Russell, Hugo & Ayliffe , 121-130.
- Tortora, GJ, Funke, BR, Kasus, CL, & Johnson, TR (2004). Mikrobiologi: sebuah pengantar (Vol. 9). San Francisco, CA: Benjamin Cummings.
