Sebuah pertanyaan terlintas difikiran apakah makhluk hidup paling sederhana seperti bakteri juga saling berkomunikasi diantara sesamanya???. Ternyata jawabannya adalah benar, bakteri-bakteri saling berkomunikasi dengan mngekskresikan senyawa tertentu. Fenomena ini pertama kali ditemukan oleh A.S. Khokhlov pada tahun 1970. Kholklov menemukan bahwa Streptomycetes mensekresikan senyawa dengan berat molekul rendah yang jika terakumulasi pada medium akan menginduksi pembentukan spora dan biosintesis antibiotic oleh streptomycetes tersebut.
Fenomena tersebut belakangan disebut sebagai quorum sensing. Quorum sensing merupakan mekanisme regulasi biosintesis metabosme yang dipengaruhi kepadatan populasi bakteri. Mekanisme regulasi melibatkan dua komponen utama, yaitu senyawa sinyal dan protein aktivator transkripsional. Senyawa sinyal biasanya memiliki berat molekul rendah dan teakumulasi dengan meningkatnya kepadatan populasi bakteri. Jika konsentrasi molekul sinyal mencapai konsentrasi tertentu, molekul sinyal akan berikatan dengan protein aktivator. Kompleks yang terbentuk kemudian mengaktifkan metabolisme tertentu pada bakteri dan menginduksi biosintesis molekul sinyal dan protein aktivator. Molekul sinyal dan protein aktivator yang terbentuk akan menginduksi lebih lanjut biosintesis metabolit bakteri.
Fenomena quorum sensing yang telah diketahui mekanisme sehingga selanjutnya dijadikan sebagai model adalah mekanisme perpendaran bakteri Vibrio fischeri. Bakteri vibrio fisheri merupakan bakteri laut yang dapat hidup bebas di perairan atau berasosiasi dengan hewan. Bakteri ini terlihat gelap jika hidup bebas di perairan (kepadatan populasi rendah), tetapi akan terlihat berpendar jika ditemukan berkoloni pada permukaan hewan laut (kepadatan populasi tinggi). Mekanisme quorum sensing dapat dilihat pada gambar.
Perpendaran pada Vibrio fischeri melibatkan 8 gen LuxA-E, LuxG, luxl dan luxR. Lux R terletak diarah kiri operon dan mengkode protein aktivator. Luxl terletak disebelah kanan operon dan mengkode protein sytetase yang mensintesis molekul sinyal berupa N-(3-oxohexanoyl)-L-homoserin lactone (OHHL). LuxCDABEG mengkode produksi cahaya oleh bakteri dan terletak disebelah kanan Luxl. Jika kepadatan populasi sel rendah, luxl ditranskripsi pada tingkat dasar dan OHHL terakumulasi secara lambat hingga mencapai konsentrasi tertentu. OHHL kemudian berikatan dengan protein aktivator membentuk komplek luxR-OHHL. Kompleks ini kemudian berikatan dengan region promotor yang terletak sebelum luxl yang disebut lux box dan menstimulasi operon luxCDABEG. Akibatnya, bakteri Vibrio fischeri menghasilkan cahaya pendar dan menginduksi ekspresi Luxl sehingga menghasilkan lebih banyak OHHL.
Fenomena quorum sensing tidak hanya terjadi pada bakteri vibrio fischeri saja. Beberapa bakteri juga ditemukan memiliki mekanisme regulasi serupa. Hanya sja molekul sinyal yang terlibat berbeda. Pada tabel berikut, disebutkan beberapa bakteri yang memiliki mekanisme serupa dan molekul sinyal yang terlibat.
Daftar Pustaka
Bozgelmez-Tinaz, G., 2003, Quorum Sensing in Gram Negative Bacteria, Turk J. Biol., 27: 85-93.
Voloshin, S.A. dan Kaprelyants, A.S., 2004, Cell-Cell Interactions in Bacterial Populations, Biochemistry (Moscow), 69: 1555-1564.
Fenomena tersebut belakangan disebut sebagai quorum sensing. Quorum sensing merupakan mekanisme regulasi biosintesis metabosme yang dipengaruhi kepadatan populasi bakteri. Mekanisme regulasi melibatkan dua komponen utama, yaitu senyawa sinyal dan protein aktivator transkripsional. Senyawa sinyal biasanya memiliki berat molekul rendah dan teakumulasi dengan meningkatnya kepadatan populasi bakteri. Jika konsentrasi molekul sinyal mencapai konsentrasi tertentu, molekul sinyal akan berikatan dengan protein aktivator. Kompleks yang terbentuk kemudian mengaktifkan metabolisme tertentu pada bakteri dan menginduksi biosintesis molekul sinyal dan protein aktivator. Molekul sinyal dan protein aktivator yang terbentuk akan menginduksi lebih lanjut biosintesis metabolit bakteri.
Fenomena quorum sensing yang telah diketahui mekanisme sehingga selanjutnya dijadikan sebagai model adalah mekanisme perpendaran bakteri Vibrio fischeri. Bakteri vibrio fisheri merupakan bakteri laut yang dapat hidup bebas di perairan atau berasosiasi dengan hewan. Bakteri ini terlihat gelap jika hidup bebas di perairan (kepadatan populasi rendah), tetapi akan terlihat berpendar jika ditemukan berkoloni pada permukaan hewan laut (kepadatan populasi tinggi). Mekanisme quorum sensing dapat dilihat pada gambar.
Perpendaran pada Vibrio fischeri melibatkan 8 gen LuxA-E, LuxG, luxl dan luxR. Lux R terletak diarah kiri operon dan mengkode protein aktivator. Luxl terletak disebelah kanan operon dan mengkode protein sytetase yang mensintesis molekul sinyal berupa N-(3-oxohexanoyl)-L-homoserin lactone (OHHL). LuxCDABEG mengkode produksi cahaya oleh bakteri dan terletak disebelah kanan Luxl. Jika kepadatan populasi sel rendah, luxl ditranskripsi pada tingkat dasar dan OHHL terakumulasi secara lambat hingga mencapai konsentrasi tertentu. OHHL kemudian berikatan dengan protein aktivator membentuk komplek luxR-OHHL. Kompleks ini kemudian berikatan dengan region promotor yang terletak sebelum luxl yang disebut lux box dan menstimulasi operon luxCDABEG. Akibatnya, bakteri Vibrio fischeri menghasilkan cahaya pendar dan menginduksi ekspresi Luxl sehingga menghasilkan lebih banyak OHHL.
Fenomena quorum sensing tidak hanya terjadi pada bakteri vibrio fischeri saja. Beberapa bakteri juga ditemukan memiliki mekanisme regulasi serupa. Hanya sja molekul sinyal yang terlibat berbeda. Pada tabel berikut, disebutkan beberapa bakteri yang memiliki mekanisme serupa dan molekul sinyal yang terlibat.
Daftar Pustaka
Bozgelmez-Tinaz, G., 2003, Quorum Sensing in Gram Negative Bacteria, Turk J. Biol., 27: 85-93.
Voloshin, S.A. dan Kaprelyants, A.S., 2004, Cell-Cell Interactions in Bacterial Populations, Biochemistry (Moscow), 69: 1555-1564.
No comments:
Post a Comment