Karakteristik Penicillium chrysogenum, taksonomi, morfologi, habitat



Penicillium chrysogenum Ini adalah spesies jamur yang paling sering digunakan dalam produksi penisilin. Spesies ini berada dalam genus Penisilin dari keluarga Aspergilliaceae dari Ascomycota.

Hal ini ditandai dengan menjadi jamur berfilamen, dengan hifa septate. Ketika tumbuh di laboratorium, koloni mereka tumbuh dengan cepat. Mereka memiliki penampilan beludru hingga katun dan warna hijau kebiruan.

Indeks

  • 1 Karakteristik umum
  • 2 Filogeni dan taksonomi
    • 2.1 Sinonim
    • 2.2 Batas saat ini
  • 3 Morfologi
  • 4 Habitat
  • 5 Reproduksi
    • 5.1. Reproduksi aseksual
    • 5.2 Reproduksi seksual
  • 6 media budaya
  • 7 Penisilin
  • 8 Referensi

Karakteristik umum

P. chrysogenum Ini adalah spesies saprofitik. Ia mampu menguraikan bahan organik untuk menghasilkan senyawa karbon sederhana yang digunakannya dalam makanannya.

Spesies ini ada di mana-mana (dapat ditemukan di mana saja) dan biasanya ditemukan di ruang tertutup, tanah atau terkait dengan tanaman. Ia juga tumbuh di atas roti dan spora-sporanya banyak terdapat dalam debu.

Spora P. chrysogenum mereka dapat menghasilkan alergi pernafasan dan reaksi kulit. Itu juga dapat menghasilkan berbagai jenis racun yang mempengaruhi manusia.

Produksi penisilin

Penggunaan spesies yang paling terkenal adalah produksi penisilin. Antibiotik ini pertama kali ditemukan oleh Alexander Fleming pada tahun 1928, meskipun pada prinsipnya ia mengidentifikasikannya P. rubrum.

Meskipun ada spesies lain Penisilin mampu menghasilkan penisilin, P. chrysogenum Itu yang paling umum. Penggunaannya yang lebih disukai dalam industri farmasi adalah karena tingginya produksi antibiotik.

Reproduksi

Mereka bereproduksi secara aseksual melalui konidia (spora aseksual) yang terjadi pada konidiofor. Ini ereksi dan berdinding tipis, dengan sedikit phialides (sel yang menghasilkan konidia).

Reproduksi seksual terjadi melalui askospora (spora seksual). Ini diproduksi di ascos berdinding tebal (tubuh buah).

Ascospora (spora seksual) diproduksi di ascos (tubuh buah). Ini adalah cleistothecium (bulat) dan memiliki dinding sclerotized mereka.

Produksi metabolit sekunder

Metabolit sekunder adalah senyawa organik yang diproduksi oleh makhluk hidup yang tidak secara langsung campur tangan dalam metabolisme mereka. Dalam kasus jamur, senyawa ini membantu identifikasi mereka. 

P. chrysogenum itu ditandai dengan memproduksi roquefortina C, meleagrina dan penisilin. Kombinasi senyawa ini memudahkan identifikasi mereka di laboratorium. Selain itu, jamur menghasilkan metabolit sekunder berwarna lainnya. Xanthoxilin adalah penyebab warna kuning eksudat khas spesies tersebut.

Di sisi lain, dapat menghasilkan aflatoksin, yang merupakan mikotoksin yang berbahaya bagi manusia. Racun-racun ini menyerang sistem hati dan dapat menyebabkan sirosis dan kanker hati. Spora jamur mencemari berbagai makanan yang bila dicerna, dapat menyebabkan patologi ini.

Nutrisi

Spesies ini bersifat saprofitik. Ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan enzim pencernaan yang dilepaskan pada bahan organik. Enzim ini menurunkan substrat, memecah senyawa karbon kompleks.

Selanjutnya, senyawa yang paling sederhana dilepaskan dan dapat diserap oleh hifa. Nutrisi yang tidak dikonsumsi, terakumulasi sebagai glikogen.

Filogeni dan taksonomi

P. chrysogenum pertama kali dijelaskan oleh Charles Thom pada tahun 1910. Spesies ini memiliki sinonim (nama berbeda untuk spesies yang sama)..

Sinonim

Fleming pada tahun 1929 mengidentifikasi spesies penghasil penisilin sebagai P. rubrum, karena adanya koloni merah. Selanjutnya, spesies ditugaskan dengan nama P. notatum.

Pada 1949, ahli mikologi Raper dan Thom mengindikasikan hal itu P. notatum identik dengan P. chrysogenum. Pada tahun 1975, sebuah tinjauan terhadap kelompok spesies terkait dilakukan P. chrysogenum dan empat belas sinonim diusulkan untuk nama ini.

Banyaknya sinonim untuk spesies ini terkait dengan kesulitan membangun karakter diagnostik. Telah dihargai bahwa variasi dalam media kultur mempengaruhi beberapa karakteristik. Ini telah menyebabkan kesalahan identifikasi pada takson.

Sangat menarik untuk dicatat bahwa untuk prinsip prioritas (nama depan diterbitkan) nama untuk takson tertua adalah P. griseoroseum, diterbitkan pada tahun 1901. Meskipun demikian, P. chrysogenum tetap sebagai nama yang dilestarikan untuk penggunaannya yang luas.

Saat ini, karakter paling akurat untuk mengidentifikasi spesies adalah produksi metabolit sekunder. Kehadiran roquefortina C, penisilin dan meleagrina, menjamin identifikasi yang benar.

Pembatasan saat ini

P. chrysogenum dibatasi untuk bagian tersebut Chrysogena dari genus Penisilin. Genus ini terletak di keluarga Aspergilliaceae dari ordo Eurotiales de los Ascomycota.

Bagian Chrysogena dicirikan oleh keberadaan terverticilado dan empat-verticilados conidiophores. Fialida itu kecil dan koloni umumnya beludru. Spesies kelompok ini toleran terhadap salinitas dan hampir semua menghasilkan penisilin.

13 spesies telah dilaporkan untuk bagian ini, sedang P. chrysogenum jenis spesies. Bagian ini adalah kelompok monofiletik dan merupakan saudara lelaki dari bagian Roquefortorum.

Morfologi

Jamur ini menghadirkan miselia berserabut. Hifa adalah septate, yang merupakan karakteristik dari Ascomycota.

Konidiofor adalah terverticilado (dengan konsekuensi yang melimpah). Ini adalah dinding tipis dan halus, berukuran 250-500 μm.

Metullas (cabang konidiofor) memiliki dinding yang halus dan phialides bersifat ampuliform (berbentuk botol), dan seringkali dengan dinding tebal.

Konidia adalah subglobose menjadi elips, berdiameter 2,5 - 3,5 μm dan dinding halus bila diamati dengan mikroskop optik. Dalam pemindaian mikroskop elektron, dinding-dindingnya terkontaminasi.

Habitat

P. chrysogenum Itu kosmopolitan. Spesies ini telah ditemukan tumbuh di perairan laut, serta di tanah hutan alam di zona beriklim sedang atau tropis.

Ini adalah spesies mesofilik yang dapat tumbuh antara 5 - 37 ° C, dengan optimumnya pada 23 ° C. Selain itu, bersifat xerophilous, sehingga dapat berkembang di lingkungan yang kering. Di sisi lain, toleran terhadap salinitas.

Karena kemampuannya untuk tumbuh dalam kondisi lingkungan yang beragam, biasanya ditemukan di ruang interior. Ini telah ditemukan di sistem pendingin udara, lemari es dan toilet, antara lain.

Ini adalah jamur sering sebagai patogen pohon buah-buahan seperti persik, buah ara, buah jeruk dan jambu biji. Selain itu, dapat mencemari sereal dan daging. Ini juga tumbuh pada makanan olahan seperti roti dan kerupuk.

Reproduksi

Masuk P. chrysogenum ada dominasi reproduksi aseksual. Dalam lebih dari 100 tahun penelitian jamur, hingga 2013 reproduksi seksual pada spesies tidak terbukti.

Reproduksi aseksual

Ini terjadi melalui produksi konidia pada konidiofor. Pembentukan konidia dikaitkan dengan diferensiasi sel reproduksi khusus (phialides).

Produksi konidia dimulai ketika hifa vegetatif menghentikan pertumbuhannya dan septum terbentuk. Kemudian, daerah ini mulai membengkak dan serangkaian cabang terbentuk. Sel apikal dari cabang berbeda dalam phialid yang mulai membelah dengan mitosis untuk menimbulkan konidia.

Konidia terutama tersebar oleh angin. Ketika konidiospora mencapai lingkungan yang menguntungkan, mereka berkecambah dan memunculkan tubuh vegetatif jamur..

Reproduksi seksual

Studi tentang fase seksual dalam P. chrysogenum Itu tidak mudah, karena media kultur yang digunakan di laboratorium tidak mempromosikan pengembangan struktur seksual.

Pada 2013, ahli mikologi Jerman, Julia Böhm dan kolaborator, berhasil merangsang reproduksi seksual pada spesies tersebut. Untuk ini, mereka menempatkan dua ras berbeda pada agar dikombinasikan dengan oatmeal. Kapsul mengalami kegelapan pada suhu antara 15 ° C hingga 27 ° C.

Setelah masa inkubasi antara lima minggu hingga tiga bulan, pembentukan cleistoceci (ascos bulat tertutup) diamati. Struktur ini dibentuk di zona kontak antara dua ras.

Eksperimen ini menunjukkan bahwa pada P. chrysogenum reproduksi seksual bersifat heterotik. Diperlukan untuk menghasilkan askogonium (struktur wanita) dan anteridium (struktur pria) dari dua ras yang berbeda..

Setelah pembentukan askogonium dan antheridium, sitoplasma (plasmogami) dan kemudian inti (cariogami) melebur. Sel ini memasuki meiosis dan menimbulkan askospora (spora seksual).

Media budaya

Koloni di media kultur tumbuh sangat cepat. Mereka beludru untuk kapas dalam penampilan, dengan miselia putih di margin. Koloni berwarna hijau kebiruan dan menghasilkan eksudat kuning yang kaya dan cerah. 

Aroma buah ada di koloni, mirip dengan nanas. Namun, pada beberapa ras, baunya tidak terlalu mencolok.

Penisilin

Penisilin adalah antibiotik pertama yang telah berhasil digunakan dalam pengobatan. Ini ditemukan secara kebetulan oleh ahli mikologi Swedia Alexander Fleming pada tahun 1928.

Peneliti sedang melakukan percobaan dengan bakteri genus Staphylococcus dan media kultur terkontaminasi dengan jamur. Fleming mencatat bahwa di tempat jamur itu tumbuh, bakteri itu tidak tumbuh.

Penisilin adalah antibiotik beta-laktam dan yang berasal dari alam diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis sesuai dengan komposisi kimianya. Ini bekerja terutama pada bakteri Gram-positif yang menyerang dinding selnya yang sebagian besar terdiri dari peptidoglikan.

Ada beberapa spesies Penisilin mampu menghasilkan penisilin, tetapi P. chrysogenum Ini adalah yang dengan produktivitas tertinggi. Penisilin komersial pertama diproduksi pada 1941 dan pada 1943 sudah bisa diproduksi dalam skala besar.

Penisilin alami tidak efektif terhadap beberapa bakteri yang memproduksi enzim penisilin. Enzim ini memiliki kemampuan untuk menghancurkan struktur kimia penicillin dan yang tidak aktif.

Namun, telah dimungkinkan untuk memproduksi penisilin semi-sintetik dengan mengubah komposisi kaldu Penisilin. Ini memiliki keuntungan bahwa mereka resisten terhadap penisilin, oleh karena itu lebih efektif terhadap beberapa patogen.

Referensi

  1. Böhm J, B Hoff, C O'Gorman, S Wolfer, V Klix, D Binger, I Zadra, H Kürnsteiner, S Pöggoler, P Dyer dan U Kück (2013) Reproduksi seksual dan pengembangan regangan bermediasi tipe kawin di penisilin -produksi jamur Penicillium chrysogenum. PNAS 110: 1476-1481.
  2. Houbraken dan RA Samson (2011) Phylogeny dari Penisilin dan pemisahan Trichocomaceae menjadi tiga keluarga. Studi dalam Mikologi 70: 1-51.
  3. Henk DA, CE Eagle, K Brown, MA Van den Berg, PS Dyer, SW Peterson dan MC Fisher (2011) Spesiasi meskipun distribusi yang tumpang tindih secara global di Penicillium chrysogenum: genetika populasi jamur beruntung Alexander Fleming. Ekologi Molekuler 20: 4288-4301.
  4. Kozakiewicz Z, JC Frisvad, DL Hawksworth, JI Pitt, RA Samson, AC Stolk (1992) Proposal untuk nomina specifica conservanda dan rejicienda in Aspergillus dan Penisilin (Jamur). Takson 41: 109-113.
  5. Ledermann W (2006) Sejarah penisilin dan pembuatannya di Chili. Pdt. Chil. Menginfeksi. 23: 172-176.
  6. Roncal, T dan U Ugalde (2003) induksi konidiasi di Jakarta Penisilin. Penelitian dalam Mikrobiologi. 154: 539-546.