Streptomyces griseus: karakteristik, siklus hidup, dan kegunaan

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

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

Streptomyces griseus: karakteristik, siklus hidup, dan kegunaan

Streptomyces griseus dilihat dengan Scanning Electron Microscope. Penulis: Docwarhol [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons.

Kemampuan spesies ini untuk beradaptasi dengan keragaman ekosistem yang besar telah menghasilkan variasi genetik penting yang telah dicoba untuk diklasifikasikan ke dalam ekovar.

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

Indeks artikel

Karakteristik umum

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

Spesies ini mengembangkan miselia substrat dan udara. Kedua jenis miselium tersebut memiliki morfologi yang berbeda. hifa dari miselium substrat bisa 0,5-1 m dengan diameter. Miselium udara berserabut dan sedikit bercabang.

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

Rantai spora bersifat rectiflexible dan terdiri dari 10-50 spora. Permukaan ini halus.

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

Suhu optimal untuk perkembangannya 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 alkalofil.

Genetika

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

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

Metabolit sekunder

Sebagian besar spesies Streptomyces menghasilkan sejumlah besar metabolit sekunder. Ini termasuk antibiotik, imunosupresan, dan inhibitor enzim.

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

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

Taksonomi

Spesies ini pertama kali dideskripsikan dari isolat tanah dari daerah 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. Penulis ini menempatkan spesies dalam genus ini pada tahun 1948.

Filogeni dan sinonim

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

Secara filogenetik, S. griseus satu kelompok dengan S.argenteolus dan S. caviscabies . Spesies ini sangat mirip dengan urutan RNA ribosom.

Berdasarkan perbandingan urutan 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 spesies. Di antaranya kita memiliki S. erumpens , S. ornatus dan S. setonii .

Siklus biologis

Spesies Streptomyces menghasilkan dua jenis miselium selama perkembangannya. Miselium substrat yang membentuk fase vegetatif dan miselium udara yang akan membentuk spora

Pembentukan miselium substrat

Ini berasal setelah perkecambahan spora. hifa yang 0,5-1 m dengan diameter. Ini tumbuh dari apeks dan mengembangkan percabangan, menghasilkan matriks hifa yang kompleks.

Beberapa septa terkotak hadir yang dapat menyajikan banyak salinan genom. Selama fase ini, bakteri memanfaatkan nutrisi yang ada di lingkungan untuk mengakumulasi biomassa.

Saat miselium ini berkembang, ada kematian sel dari beberapa septa. Dalam miselium substrat matang, segmen hidup dan mati bergantian.

Ketika bakteri berkembang di tanah atau di tanaman terendam, fase vegetatif lebih dominan.

Pembentukan miselium udara

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

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

Pembentukan spora

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

Rantai spora yang terbentuk terdiri dari kurang lebih lima puluh sel. Spora berbentuk bulat hingga lonjong, berdiameter 0,8-1,7 m, dengan permukaan halus.

Kegunaan

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

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

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

Di sisi lain, 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 fitopatogen.

Referensi

  1. Anderson A dan E Wellington (2001) Taksonomi Streptomyces dan genera terkait. Jurnal Internasional Mikrobiologi Sistematis dan Evolusi 51: 797-814.
  2. Danaei M, A Baghizadeh,, S Pourseyedi, J Amini dan M Yaghoobi (2014) Pengendalian hayati penyakit jamur tanaman menggunakan zat volatil Streptomyces griseus . Jurnal Biologi Eksperimental Eropa 4: 334-339.
  3. Horinouchi S (2007) Penambangan dan pemolesan harta karun dalam genus bakteri Streptomyces . Biosci. Bioteknologi. Biokimia 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 Jurnal Bakteriologi 190: 4050 – 4060.
  5. Rong X dan Y Huang (2010) Evaluasi taksonomi clade Streptomyces griseus menggunakan analisis sekuens multilokus dan hibridisasi DNA-DNA dengan usulan untuk menggabungkan 29 spesies dan tiga subspesies menjadi 11 spesies genom. Jurnal Internasional Mikrobiologi Sistematis dan Evolusi 60: 696-703.
  6. Yepes A (2010) Sistem dua komponen dan regulasi produksi antibiotik dari Streptomyces coelicolor . Skripsi untuk memperoleh gelar Doktor dari Universitas Salamanca, Spanyol. 188 hal.