CAULOBACTER SI KECIL YANG KUAT

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)