Biofilm: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
k koreksi
k koreksi
Baris 1:
[[Berkas:Staphylococcus aureus biofilm 01.jpg|thumb|right|300px|Biofilm ''[[Staphylococcus aureus]]'' di dalam selang [[kateter]].]]
'''Biofilm''' adalah kumpulan [[sel]] [[mikroorganisme]], khususnya [[bakteri]], yang melekat pada suatu permukaan dan diselimuti oleh pelekat [[polisakaridakarbohidrat]] yang diekskresikandikeluarkan oleh sel-sel bakteri.<ref name="Madigan">{{en}} Madigan MT, Martinko JM, Brock TD. 2006. '' Brock Biology of Microorganisms''. 11<sup>th</sup> Ed. New Jersey: Pearson Prentice Hall. Hal: 617-619.</ref> Biofilm terbentuk karena mikroorganisme cenderung menciptakan lingkungan mikro dan [[relung]] (''niche'') mereka sendiri.<ref name="Prescott">{{en}} Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 2002. Microbiology. Boston: McGraw-Hill. Hal:620-622</ref> Biofilm memerangkap nutrisi untuk pertumbuhan populasi mikroorganisme dan membantu mencegah lepasnya sel-sel dari permukaan pada sistem yang mengalir.<ref name="Madigan"/> Permukaan sendiri adalah [[habitat]] yang penting bagi mikroorganisme karena [[nutrisi]] dapat terjerap pada permukaan sehingga kandungan nutrisinya dapat lebih tinggi daripada di dalam larutan.<ref name="Madigan"/> Konsekuensinya, jumlah dan aktivitas mikroba pada permukaan biasanya lebih tinggi daripada di air.<ref name="Madigan"/>
 
Hingga tahun 1980-an, mode pertumbuhan dengan biofilm lebih dianggap sebagai sesuatu yang menarik saja dan bukan sebagai suatu studi ilmiah yang serius.<ref name="Lerner"/> KemudianNamun, bukti-bukti yang terkumpul kemudian menunjukkan bahwa pembentukan biofilm adalah mode pertumbuhan yang lebih disukai oleh mikroorganisme, dan hampir semua permukaan yang terkena kontak dengan mikrob ditemukan dapat mendukung pembentukan biofilm sehingga memengaruhi kehidupan manusia.<ref name="Lerner"/> Atas dasar tersebut, studi mengenai biofilm menjadi lebih intensif.<ref name="Lerner"/> Selain bakteri, mikroorganisme lainnya seperti [[alga]] dan [[khamir]] ([[fungi]] bersel satu) juga dapat membentuk biofilm, namun biofilm bakteri adalah yang paling banyak dipelajari dan dirujuk sebagai contoh.<ref name="Lerner">{{en}} Lerner KL, Lerner BW. 2003. ''World of Microbiology and Immunology''. Farmington Hills, MI: The Gale Group, Inc. Hal: 67-68.</ref>
 
== Asal-usul ==
Baris 10:
== Komposisi dan struktur ==
[[Berkas:Xanthan.svg|thumb|left|200px|Struktur kimia ''xanthan gum'', EPS yang dihasilkan ''[[Xanthomonas campestris]]'' untuk membentuk biofilm]]
Komposisi biofilm terdiri dari sel-sel mikroorganisme, produk ekstraseluler, [[detritus]], [[polisakarida]] sebagai bahan pelekat, dan air yang adalah bahan penyusun utama biofilm dengan kandungan hingga 97%.<ref name="Zhang">{{en}} Zhang XQ, Bishop PL, Kupferle MJ. 1998. Measurement of polysaccharides and proteins in biofilm extracellular polymers. ''Water Sci Technol'' 37, 345-348.</ref><ref name="Christensen">{{en}} Christensen BE. 1989. The role of extracellular polysaccharides in biofilms. ''J Biotechnol'' 10, 181-202.</ref>[[Polisakarida]] (polimer dari monosakarida atau gula sederhana) yang diproduksi oleh mikrob untuk membentuk biofilm termasuk [[eksopolisakarida]] (EPS) yaitu polisakarida yang dikeluarkan dari dalam sel.<ref name="Sutherland"/> EPS yang disintesis oleh sel mikrob berbeda-beda komposisi dan sifat kimiawi dan fisikanya.<ref name="Sutherland2">Sutherland, I. W. (1990). Biotechnology of Exopolysaccharides. Cambridge: Cambridge University Press.</ref> Beberapa adalah makromolekul yang bersifat netral, namun mayoritas bermuatan karena keberadaan [[asam uronat]] (Asam D-glukuronat), Asam D-galakturonat, dan Asam D- manuroniat.<ref name="Sutherland2"/> Ada biofilm yang bersifat kaku karena EPS-nya terdiri dari ikatan ß-1,4 atau ß-1,3 [[glikosida]] (ikatan monosakarida monomer penyusun polisakarida) seperti EPS ''[[xanthan gum]]'' yang dihasilkan oleh ''[[Xanthomonas campestris]]'' tetapi ada juga yang bersifat fleksibel karena memiliki ikatan α-1,2 atau α-1,6 glikosida yang banyak ditemukan pada [[dekstran]]<ref name="Sutherland2"/> Beberapa contoh EPS selain ''xanthan gum'' adalah [[asam kolanat]] yang diproduksi oleh ''[[Escherichia coli]]'', [[alginat]] oleh ''P. aeruginosa'', dan [[galaktoglukan]] oleh ''[[Vibrio cholerae]]''.<ref name="Prigent">{{en}} Prigent-Combaret C, Vidal O, Dorel C, Lejeune P. 1999. Abiotic surface sensing and biofilm-dependent regulation of gene expression in Escherichia coli.'' J Bacteriol'' 181, 5993-6002.</ref><ref name="Davies">{{en}} Davies D G, Geesey G G. 1995. Regulation of the alginate biosynthesis gene algC in Pseudomonas aeruginosa during biofilm development in continuous culture.'' Appl Environ Microbiol'' 61, 860-867</ref><ref name="Watnick">{{en}} Watnick P I, Kolter R. 1999. Steps in the development of a Vibrio cholerae El Tor biofilm.'' Mol Microbiol'' 34, 586-595</ref> Bahan-bahan penyusun biofilm yang lain contohnya adalah [[protein]], [[lipid]], dan [[lektin]].<ref name="Sutherland"/>
 
Struktur dari suatu biofilm adalah unik tergantung dari lingkungan tempatnya berada, contohnya adalah kandungan nutrisi dan keadaan fisik.<ref name="Stoodley">{{en}} Stoodley P, Dodds I, Boyle JD, Lappin-Scott HM. 1999. Influence of hydrodynamics and nutrients on biofilm structure. ''J Appl Microbiol'' 85: S19-S28.</ref><ref name="Sutherland">{{en}} Sutherland IW. 2001. Biofilm exopolysaccharides: a strong and sticky framework. ''Microb'' 147:3-9</ref> Selain itu, di alam, sangat jarang terdapat biofilm yang hanya terdiri dari satu spesies, biasanya biofilm tersusun dari beberapa spesies dalam lapisan-lapisan yang berbeda.<ref name="Prescott"/><ref name="Sutherland2">{{en}} Sutherland, I. W. (1990). Biotechnology of Exopolysaccharides. Cambridge: Cambridge University Press.</ref> Biasanya mikroorganisme fotosintetik ada di permukaan paling atas, mikroorganisme [[kemoorganotrof]] anaerob fakultatif di bagian tengah, sedangkan di bagian dasar adalah mikroorganisme anaerob pereduksi [[sulfat]].<ref name="Prescott"/> Pada bagian atas, cahaya matahari lebih mudah didapat sehingga dapat digunakan untuk [[fotosintesis]], sedangkan bagian tengah dapat dihuni oleh mikrob kemoorganotrof fakultatif anaerob karena dapat mentolerir kandungan udara yang sedikit serta banyak dapat mengakses bahan organik sebagai sumber energinya.<ref name="Hogg">{{en}} Hogg S. 2005. Essential Microbiology. West Sussex: John Wiley & Sons Ltd. Hal:82.</ref> Pada bagian dasar, tidak terdapat kandungan udara sehingga mikrob anaerob pereduksi sulfat dapat tumbuh dan energi dengan cara mereduksi sulfat.<ref name="Hogg"/> Pemodelan habitat mikrob-mikrob tersebut dapat diamati menggunakan [[Kolom Winogradsky]].<ref name="Hogg"/> Struktur biofilm yang lebih kompleks dapat berbentuk empat dimensi (x,y,z, dan waktu) dengan agregat sel, pori-pori, dan saluran penghubung.<ref name="Prescott"/> Tergantung dari kondisi lingkungannya, biofilm dapat menjadi sangat besar dan tebal sehingga dapat dilihat dengan mata telanjang contohnya pada lingkungan air laut dapat terbentuk [[stromatolit]].<ref name="Prescott"/> Struktur dan ukuran biofilm sangat bergantung pada konsentrasi substrat.<ref name="Wimpenny">{{en}} Wimpenny JWT, Colasanti R. 1997. A unifying hypothesis for the structure of microbial biofilms based on cellular automaton models. ''FEMS Microbiol Ecol'' 22, 1-16.</ref>