Halobacterium salinarum
| Halobacterium salinarum | |
|---|---|
| |
| Klasifikasi ilmiah | |
| Domain: | |
| Kerajaan: | |
| Filum: | |
| Kelas: | |
| Ordo: | |
| Famili: | |
| Genus: | |
| Spesies: | H. salinarium
|
| Nama binomial | |
| Halobacterium salinarium corrig. (Harrison and Kennedy 1922)
Elazari-Volcani 1957 | |
| Sinonim | |
|
Pseudomonas salinaria Harrison and Kennedy 1922 | |
Halobacterium salinarum merupakan arkaea ekstrem halofilik, yang artinya dapat hidup pada kadar garam tinggi.[1] Selain tahan terhadap kadar garam tinggi, mikrob ini juga tahan terhadap radiasi kadar tinggi, dan dapat tinggal dalam kristal garam selama ribuan dan jutaan tahun.[2] Arkaea ini banyak ditemukan pada ikan asin, salt lake, dan kristal garam kuno.[2] Mikrob ini akan berwarna merah atau pink pada medium agar-agar karena mengandung pigmen karotenoid.[2]
Morfologi sel dan metabolisme[sunting | sunting sumber]
H. salinarum berbentuk batang, tergolong dalam bakteri Gram negatif karena tidak memiliki dinding sel peptidoglikan.[3] Mikrob ini hanya memiliki membran sel yang dikelilingi oleh lapisan permukaan (S-layer).[3] Lapisan permukaannya tersusun atas glikoprotein yang memiliki berat molekul tinggi sebanyak 40-50%, sisanya terdiri atas 15-20 protein kecil.[4] Glikoprotein mikrob ini terdiri atas dua belas buah N-glikosilasi termasuk sub NH2-terminal, sakarida berulang yang bermuatan negatif.[4] Monomer lapisan permukaannya terdiri atas N-asetilglukosamin, asam galakturonat, glukosa, N-asetilgalaktosamin, asam glukoronat, dan asam iduronat.[4] Bagian lipid yang polar mengandung 2-O-sesterterpanil-3-O-fitanil-sn-gliserol (C25,C20).[4]
Pertumbuhan H. salinarum dapat dihambat oleh antibiotik kloramfenikol dan eritromisin pada konsentrasi lebih dari 100μg/L, dan tetrasiklin pada konsentrasi lebih dari 8 μg/L, cerulenin dapat menghambat sintesis asam lemak dengan berikatan dengan kompleks enzim asam lemak sintetase.[4] Asam lemak sangat penting bagi mikroorganisme ini yang dapat digunakan untuk asilasi protein membran.[4] Mikroorganisme ini juga sensitif terhadap halokuinon yang dapat menghambat sintesis DNA, antitumor yang menyerang enzim topoisomerase II (adriamisin, daunorubisin, etopsida), yang menyerang aktomiosin (sitokalasin B dan D), dan yang menyerang tubulin (vinkristin, podofilotoksin, nokodazol).[4]
H. salinarum tidak dapat menggunakan gula untuk pertumbuhannya, sehingga pada respirasi aerobik tidak menggunakan jalur glikolisis melainkan langsung kepada siklus Krebs dan transpor rantai elektron.[4] Sehingga harus menggunakan jalur glukoneogenis untuk dapat memuali respirasi aerobik.[4] Jika mikrob ini berada dalam keadaan anerobik, mikrob ini dapat menggunakan L-arginin yang dapat diubah menjadi sitrulin.[4]
Adaptasi pada keadaan ekstrem[sunting | sunting sumber]
Terdapat berbagai cara yang dilakukan oleh H. salinarum untuk melangsungkan hidupnya pada keadaan ekstrem
Kadar garam tinggi[sunting | sunting sumber]
Dalam lingkungan yang memiliki kadar garam yang tinggi, H. salinarum akan memompa ion natrium keluar sel dan memasukkan ion kalium dari lingkungan masuk ke dalam sel.[1] Walaupun mikrob ini membutuhkan ion kalium bukan berarti keberadaa ion natrium dalam lingkungan dapat digantikan.[1] Sehingga konsentrasi ion kalium dalam sel lebih tinggi dan ion natrium lebih tinggi dalam lingkungan, kondisi inilah yang menjaga kesetimbangan air tetap positif.[1] Keadaan garam yang tinggi sangat menguntungkan organisme ini karena kompetisi yang jarang.[2]
Selain menggunakan pompa ion, mikrob ini dapat mengeluarkan atau mengakumulasi zat terlarut kompatibel (compatible solute).[1] Zat terlarut ini dinamakan kompatibel karena tidak mengganggu metabolisme mikrob tersebut.[1] Zat terlarut yang digunakan oleh H. salinarum adalah kalium klorida (KCl).[1]
Keadaan rendah oksigen dan sinar ultraviolet[sunting | sunting sumber]
Beberapa spesies haloarkaea dapat memperoleh energi dari cahaya matahari tanpa menggunakan klorofil, melainkan pigmen warna lainnya seperti karotenoid yang disebut sebagai bakterioruberin.[1] Pada kondisi oksigen yang rendah, H. salinarum akan memproduksi pigmen yang bernama bakteriorodopsin yang disisipkan pada membran sitoplasma.[1] Pigmen ini homolog dengan rodopsin pada retina mata.[1] Warna bakteriorodopsin adalah ungu kemerahan, hal ini berbeda dengan bakterioruberin yang berwarna pink merah.[1]
Bakteriorodopsin akan menyerap cahaya pada panjang gelombang 570 nm, sehingga pigmen yang memiliki konformasi trans akan menjadi cis.[1] Perubahan konformasi ini menyebabkan pompa proton yang akan membawa ion hidrogen dari dalam sel menuju keluar sel.[1] Bila ion hidrogen yang berada di luar sel telah menumpuk, maka ion tersebut akan dibawa masuk kembali melalui enzim ATP sintetase dan menghasilkan energi.[1]
Resistensi sinar ultraviolet merupakan hal yang harus dimiliki oleh H. salinarum yang habitatnya dipermukaan samudra ataupun laut yang banyak terpapar sinar ultraviolet.[5] Bakterioruberin juga dapat digunakan sebagai perlindungan terhadap sinar ultraviolet dan gamma, pigmen ini akan menyerap sinar ini (bukan memblokir), juga berfungsi sebagai antioksidan.[5] Selain memiliki pigmen, mikrob ini memiliki mekanisme perbaikan khusus yang sangat baik, sehingga perbaikkan dapat dilakukan dengan cepat.[2]
Referensi[sunting | sunting sumber]
- ^ a b c d e f g h i j k l m n (Inggris) Madigan, Martinko J, Stahl D, Clark D. 2012.Brock Biology of Microorganisms. Ed ke-13. New York: Pearson.
- ^ a b c d e (Inggris) "The immortal, halophilic superhero: Halobacterium salinarum – a long-lived poly-extremophile". The Society for General Microbiology. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2014-04-07. Diakses tanggal 2014-04-06.
- ^ a b (Inggris) Mescher MF, Strominger JL. 1976. Structural (shape-maintaining) role of the cell surface glycoprotein of Halobacterium salinarum.Proc Natl Acad Sci 73(8): 2687-2691.
- ^ a b c d e f g h i j (Inggris) Dworkin M, Falkow S, Rosenberg E, Schleifer KH, Stakebrandt E. 2006.The Prokaryotes: A Handbook on the Biology Bacteria. Vol 3: Archaea.Bacteria: Firmicutes, Actinomycetes. Ed ke-3. New York: Springer.
- ^ a b (Inggris) Singh OV. 2013. Extremophiles: Sustainable Resources and Biotechnological Implication. New Jersey: John Wiley & Sons.