Caulobacter
adalah salah satu genus bakteri prostekat yang aerobik dan kemo-organotrofik.
Ia ditemukan di air dan di tanah yang miskin materi organik.
Spesies tipenya adalah C. vibriodes. Caulobacter termasuk
bakteri yang penting karena ia memegang rekor sebagai penghasil lem terkuat di
dunia.
Lem Terkuat di Dunia
Para ilmuan menemukan kalau mereka harus memakai gaya
sekitar 1 mikronewton untuk memisahkan satu bakteri Caulobacter
crescentus dari pipet kaca. Karena C. crescentus sangat kecil, gaya tarik
sekuat 1 mikronewton menghasilkan stress besar, besarnya 70 newton per
milimeter persegi. Stress yang dapat ditahan oleh adhesi bakteri setara dengan
0.775 ton per cm persegi. Bandingkan dengan lem super komersial yang gaya
gesernya hanya 18 hingga 28 newton per milimeter persegi!
Secara hipotesis, lem produksi C. crescentus dapat
diproduksi massal dan dipakai untuk melapisi permukaan untuk tujuan medis dan
teknik. Hal ini karena lem ini bekerja pada permukaan basah. Masalahnya adalah
bagaimana memproduksi lem ini tanpa membuat lemnya lengket pada mesin
pembuatnya. Bayangkan, untuk melepaskan lem ini dari daerah seluas buku tulis
biasa, perlu tarikan lima buah mobil.
C. crescentus telah mengevolusikan kemampuan hidup dalam
kondisi yang sangat miskin nutrisi, yang menjelaskan keberadaannya dalam air
bersih. Karena ia ada dalam air bersih dalam konsentrasi rendah dan tidak
menghasilkan racun bagi manusia, C. crescentus tidak berbahaya bagi
kesehatan manusia.
Perkembang biakan
Sel Caulobacter yang dewasa tidak bergerak. Bentuknya
batang lurus atau melengkung dengan ukuran sekitar 1 – 2 mikron. Biasanya
memiliki satu tangkai polar (prosteca). Ujung distalnya adhesif; sel-selnya
dapat menempel pada substrat sendirian atau beramai-ramai (rosette), tiap
kelompok terdiri dari sejumlah sel memancar dari massa pusat bahan adesif.
Banyak untai mengandung pigmen karotenoid.
Sel dewasanya melahirkan sel anak (swarmer) lewat
pembelahan biner asimetrik. Sel anak memiliki satu flagel polar. Seiring waktu,
sang anak kehilangan flagela nya dan mulai mengembangkan prosteca lalu beralih
fungsi menjadi sel dewasa. Dalam sel dewasa (induk), prosteca dapat menunjukkan
satu atau lebih pita bersilang, masing-masing menandai peralihan siklus selnya.
Mekanisme molekuler yang terlibat dalam proses diferensiasi
dan pembelahan sel asimetrik (ciri penting siklus sel) baru dipahami lewat
berbagai penelitian pada lokalisasi protein intrasel menggunakan teknik
penggabungan gen. Dalam beberapa kasus pentargetan atau aktivasi sebuah protein
tertentu terkait dengan aspek dasar diferensiasi atau pembelahan sel.
Pengaturan siklus sel melibatkan beragam sistem regulasi
dua komponen. Satu pengatur respon, CtrA, memiliki peran penting dalam
pengendalian inisiasi replikasi DNA dan ekspresi banyak gen. Setelah inisiasi
replikasi DNA di sel induk, tingkat bentuk fosforilasi CtrA (CtrA-P)
meningkat, CtrA-P (dan/atau CtrA) kemudian melakukan transkripsi gen tertentu –
termasuk gen flagela awal dan gen pengatur yang diperlukan untuk ekspresi gen
flagela lanjut. Pengaturan gen flagela mungkin lebih rumit lagi dari yang
diduga sebelumnya.
Protein FliF ditargetkan pada situs polar tertentu di sel
anak (swarmer) yang berkembang, yaitu gelanggang MS di sel swarmer berkembang
karena septasi; mekanisme yang bertanggung jawab untuk mengarahkan FliF ke lokasi
yang tepat masih belum diketahui.
Setelah pembentukan septum, protein FlbD diaktifkan oleh
fosforilasi – kinase, FlbE, terjadi di dekat septum dalam sel anak; protein
FlbD yang teraktivasi (FlbD?P) memberikan transkripsi gen flagela lanjut –
menghasilkan perkembangan flagela polar di sel anak.
Di sel anak, CtrA-P berikatan dengan pusat kromosom, dan
menghambat replikasi; karenanya tidak seperti sel induk (bertangkai), swarmer
tidak membelah hingga ia dewasa.
Dalam kondisi normal, peran CtrA (yaitu bentuk yang belum
terfosforilasi) di sel induk memuat aktivasi gen pembelahan sel lanjut ftsQ dan
ftsQ – yang ekspresinya perlu untuk pembelahan sel. Bila replikasi DNA
dihambat, maka CtrA tidak tersintesis (karenanya memblok pembelahan sel) –
tidak adanya sintesis dalam kondisi ini mencerminkan kegagalan aktivasi CtrA;
karena aktivasi CtrA secara normal tergantung pada CtrA-P, diduga kalau
penghambatan replikasi DNA dapat menghambat fosforilasi CtrA – menjadi
checkpoint siklus sel yang memblokade pembelahan sel tanpa adanya replikasi
DNA.
Daftar Pustaka
- Indiana University (2006, July 19). Figuring Out Function From Bacteria’s Bewildering Forms. ScienceDaily. Retrieved September 27, 2010, from http://www.sciencedaily.com /releases/2006/07/060719085939.htm
- . Mark Wortinger, Marcella J. Sackett and Yves V. Brun. CtrA mediates a DNA replication checkpoint that prevents cell division in Caulobacter crescentus. EMBO (2000)
- Michael T. Laub, Swaine L. Chen, Lucy Shapiro, and Harley H. McAdams. Genes directly controlled by CtrA, a master regulator of the Caulobacter cell cycle. PNAS (2002)
