Bakteri pembentuk inti es: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan Tag: BP2014 |
k v2.04b - Fixed using Wikipedia:ProyekWiki Cek Wikipedia (Tanda baca setelah kode "<nowiki></ref></nowiki>") |
||
| (9 revisi perantara oleh 7 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
'''Bakteri pembentuk inti es''' merupakan [[bakteri]] yang memiliki aktivitas pembentukan [[inti es]] oleh [[protein]] yang dihasilkannya, pada suhu yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan titik beku air murni.
== Sejarah ==▼
Pembentukan es telah dipelajari sejak tahun [[1800-an]], sedangkan konsep pembentukkan inti es baru dapat dijelaskan sejak abad ke-20.<ref name="Vali"/> Penelitian mengenai pembentukkan inti es diawali berdasarkan fenomena [[uap air]] di [[atmosfer]] yang membeku secara homogen.<ref name="Lucas">Lucas JW. 1954. ''Subcooling and
▲Bakteri pembentuk inti es merupakan [[bakteri]] yang memiliki aktivitas pembentukan inti es oleh protein yang dihasilkannya, pada suhu yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan titik beku air murni. <ref name="Vali">Vali G. 1995. Principles of ice nucleation. In: Lee RE, Warren GJ, Gusta LV (eds) Biological ice nucleation and its applications pp. 1-28.</ref> Air murni umumnya membeku pada suhu -40°C setelah pembentukan inti es. Inti es menjadi faktor yang sangat penting dalam proses pembekuan <ref name="McCorkle">http://digitalcommons.conncoll.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1002&context=biohp</ref>.
== Pembentukan inti es ==▼
▲==Sejarah==
Pada awal abad ke-20, pada ilmuwan menyadari adanya suatu partikel yang menyerupai kristal es dan menginisiasi pembentukan inti es pada suhu yang cukup tinggi di bawah 0 °C. Senyawa iodin inorganik, seperti AgI, mineral CuS, dan beberapa senyawa organik ternyata memiliki kemampuan membentuk es pada kondisi suhu yang relatif tinggi, meskipun dalam konsentrasi inti es yang sedikit.
▲Pembentukan es telah dipelajari sejak tahun 1800-an, sedangkan konsep pembentukkan inti es baru dapat dijelaskan sejak abad ke-20.<ref name="Vali"/> Penelitian mengenai pembentukkan inti es diawali berdasarkan fenomena uap air di atmosfer yang membeku secara homogen.<ref name="Lucas">Lucas JW. 1954. Subcooling and ice nucleation in lemons. Plant Physiology 29: 245-251.</ref> Para peneliti akhirnya menemukan bahwa ada peran serta yang besar suatu substansi dalam pembentukan inti es secara biologis, dan diteliti secara biologis sejak 1954.<ref name="Lucas"/> Konsep ini menjadi dasar dalam kryobiologi, yang merupakan ilmu mengenai pengaruh rendahnya suhu pada organisme hidup. <ref name="McCorkle"/>
▲== Pembentukan inti es==
▲Pada awal abad ke-20, pada ilmuwan menyadari adanya suatu partikel yang menyerupai kristal es dan menginisiasi pembentukan inti es pada suhu yang cukup tinggi di bawah 0°C. Senyawa iodin inorganik, seperti AgI, mineral CuS, dan beberapa senyawa organik ternyata memiliki kemampuan membentuk es pada kondisi suhu yang relatif tinggi, meskipun dalam konsentrasi inti es yang sedikit. <ref name="Vali"/> Pada tahun 1970-an, pembentuk inti es biologis atau organisme hidup pembentuk inti es mulai ditemukan dengan spesies yang bervariasi dan pada habitat yang berbeda-beda. Salah satu spesies bakteri pembentuk inti es tersebut ialah ''Pseudomonas syringae''. <ref name="UVali">Upper CD, Vali G. 1995. The discovery of bacterial ice nucleation and its role in the injury of plants by frost. In: Lee RE, Warren GJ, Gusta LV (eds) Biological ice nucleation and its applications pp. 29-39.</ref>
=Habitat=▼
Bakteri pembentuk inti es umumnya dapat ditemukan pada habitat bersuhu rendah, terutama di tanaman, beberapa bakteri berhasil diisolasi dari daun, ataupun bagian filosfer tanaman. <ref name="Maki">Maki LR, Galyan EL, Chang-chien M, Caldwell DR. 1974. Ice nucleation induced by Pseudomonas syringae. Applied Microbiology 28: 456-459.</ref> Contoh bakteri pembentuk inti es yang paling banyak tersebar pada tanaman adalah ''Pseudomonas syringae''.<ref name="Maki"/> Tidak semua bakteri pembentuk inti es merupakan pathogen tanaman, karena beberapa bakteri tidak berasosiasi dengan tanaman.<ref nama="UVali"/> Sebagai contoh, ''Geukensia demissa'' yang temukan pada air laut, ada pula yang ditemukan di lautan es Antartika. Selain itu, 15 ''strain'' bakteri pembentuk inti es telah berhasil diisolasi dari lautan es Arktik.<ref name="Obata">Obata H, Muryoi N, Kawahara H, Yamade K, Nishikawa J. 1999. Identification of a novel icenucleating bacterium of antarctic origin and its ice nucleation properties. Cryobiology 38: 131-139.</ref> Berdasarkan hal tersebut, bakteri-bakteri pembentuk inti es berperan penting dalam fenomena alam, misalnya 69% pembentukan inti es secara biologis mempengaruhi pembentukan salju di atmosfer yang dapat dibawa hingga jauh, tanpa memerlukan substrat. <ref name= "Christner">Christner BC, Morris CE, Foreman CM, Cai R, Sands DC. 2008. Ubiquity of biological ice nucleators in snowfall. Science 319: 1214.</ref>▼
Bakteri pembentuk inti es juga ditemukan pada usus katak ''Rana sylvatica'', siput tanah ''Helix pomatia'', dan beberapa organisme lainnya.<ref name="Lee">Lee MR, Lee RE, Strong-Gunderson JM, Minges SR. 1995. Isolation of Ice-Nucleating Active Bacteria from the Freeze-Tolerant Frog, Rana sylvatica. Cryobiology 32: 358-365.</ref> <refname="Nicolai">Nicolai A, Vernon P, Lee M, Ansart A, Charrier M. 2005. Supercooling ability in two populations of the land snail Helix pomatia (Gastropoda: Helicidae) and ice-nucleating activity of gut bacteria. Cryobiology 50: 48-57.</ref>▼
▲== Habitat ==
=Contoh bakteri pembentuk inti es=▼
▲Bakteri pembentuk inti es umumnya dapat ditemukan pada habitat bersuhu rendah, terutama di tanaman
▲Bakteri pembentuk inti es juga ditemukan pada usus katak ''Rana sylvatica'', siput tanah ''Helix pomatia'', dan beberapa organisme lainnya.<ref name="Lee">Lee MR, Lee RE, Strong-Gunderson JM, Minges SR. 1995. Isolation of Ice-Nucleating Active Bacteria from the Freeze-Tolerant Frog, Rana sylvatica. Cryobiology 32: 358-365.</ref>
Beberapa bakteri pembentuk inti es yang ditemukan pada tanaman:
* ''Pseudomonas syringae''<ref name="Maki"/>
* ''Pseudomonas fluorescens''<ref name="Kaneda">Kaneda T. 1986. Seasonal population changes and characterization of ice-nucleating bacteria in farm fields of central Alberta. Appl. Environ. Microbiol. 52: 173-178.</ref>
* ''Pseudomonas viridiflava''<ref name="ObataH">Obata H, Nakai T, Tanishita J, Tokuyama T. 1989. Identification of an ice-nucleating bacterium and its nucleation properties. J. Ferment. Bioeng. 67: 143-147.</ref>
* ''Pseudomonas chlororaphsis''<ref name="Schnell">Schnell RC, Fall R, Nemecek-Marshall M, Sweeting K, LaDuca R. 1991. A new INA bacterium from high altitude equatorial vegetation. Int. Conf. on Biological Ice Nucleation, 5th. Madison, WI.</ref>
* ''Pseudomonas aeruginosa''<ref name="Lindow">Lindow SE, Arny DC, Upper CD. 1978. Distribution of Ice Nucleation-Active Bacteria on Plants in Nature. Applied and Environmental Microbiology 36: 831-838.</ref>
* ''Erwinia herbicola''<ref name="Goto">Goto M, Goto T, Inaba T. 1989. Identification of ice nucleation-active bacteria isolated from frost-damaged vegetable leaves. Ann. Phytopathol. Soc. Jpn. 55: 330-335.</ref>
* ''Erwinia ananas''<ref name="Hazra">Hazra A, Saha M, De UK, Mukherjee J, Goswami K. 2004. Study of ice nucleating characteristics of Pseudomonas aeruginosa. Aerosol Science 35: 1405-1414.</ref>
* ''Xanthomonas campestris''.<ref name=”Kim”>Kim HK, Orser C, Lindow Se, Sands DC. 1987. Xanthomonas campestris pv. Translucens strains actice in ice nucleation. Plant Dis. 71: 994-997.</ref>
== Mekanisme
Mekanisme pembentukan inti es secara biologis khususnya dilakukan oleh protein pembentuk inti es yang diproduksi bakteri.
* Gen ''inaW'' dimiliki oleh ''Pseudomonas fluorescens''
* Gen ''inaA'' dan ‘’inaU’’ dimiliki oleh ''Erwinia ananatis''
* Gen ''iceE'' dimiliki oleh ''Erwinia herbicola''
* Gen ''inaX'' dimiliki oleh ''Xanthomonas campestris''.<ref name="Warren">Warren G, Corotto L, Wolber P. 1986. Conserved repeats in diverged ice nucleation structural genes from two species of ''Pseudomonas''. Nucleic Acids Res 14:8047–8060.</ref>
Tentu saja, saat keadaan sekitarnya telah membeku, bakteri ini mampu melindungi dirinya sehingga tetap bertahan hidup. Hal ini sangat bermanfaat untuk kompetisi dengan bakteri lain yang tidak memiliki aktivitas pembentukan inti es.
== Luka beku pada tanaman ==
Luka beku pada tanaman disebabkan oleh adanya aktivitas bakteri pembentuk inti es yang ada di tanaman tersebut.<ref name="Hirano">Hirano SS, Upper CD. 1995. Ecology of ice nucleation-active bacteria. In: Lee RE, Warren GJ, Gusta LV (eds) Biological ice nucleation and its applications pp. 41-61.</ref> Luka beku merupakan kerusakan yang dialami tanaman, terutama daun.
== Aplikasi ==
Bakteri pembentuk inti es telah banyak diaplikasikan dalam bidang produksi biopestisida, mencegah pembekuan, pangan, dan salju buatan.<ref name="Skirvin">Skirvin RM, Kohler E, Steiner H, Ayers D, Laughnan A, Norton MA, Warmund M. 2000. The use of genetically engineered bacteria to control frost on strawberries and potatoes. Whatever happened to all that research? Scientia Horticulturae 84: 179-189.</ref> Salah satunya ialah pembentukan mutan ''Pseudomonas syringae'' yang tidak mampu lagi membentuk protein inti es, dikenal sebagai Frostban.<ref name="Skirvin"/> Produk ini sebagai agen biokontrol untuk mencegah terjadinya luka beku pada tanaman dengan cara menyebar bakteri mutan ini dalam jumlah besar pada ekosistem tanaman target.<ref name="Skirvin"/>
Aplikasi lainnya ialah pembentukan salju buatan sebagai sarana rekreasi ski.<ref name="Skirvin"/> Suhu yang diperlukan oleh protein pembentuk inti es yang lebih tinggi dibandingkan dengan pembentuk inti es non-biologis menghasilkan salju lebih mudah terbentuk dan bertahan pada suhu yang relatif lebih tinggi.<ref name="Skirvin"/>
Proses pengolahan makanan juga memanfaatkan bakteri pembentuk inti es ''Xanthomonas csmpestris'' karena bakteri ini tidak bersifat pathogen bagi manusia. Selain itu, penggunaan bakteri ini
== Referensi ==
{{reflist}}
[[Kategori:Mikrobiologi]]
| |||