Dapatkan Informasi Lengkap tentang Isolasi dan Peningkatan Strain Mikroba

Ada sejumlah besar mikroorganisme yang ditemukan di berbagai habitat seperti tanah, air, udara, gunung berapi, air Arktik, dan mata air panas. Setiap mikroba memiliki beberapa ciri khas. Semua tidak seharusnya memiliki produk baru dan bermanfaat.

Oleh karena itu, mereka pertama kali diisolasi dari habitat aslinya. Kemudian strain ditingkatkan lebih lanjut menggunakan teknik fisiko-kimia atau biologi molekuler. Sehingga produk dapat diproduksi dalam skala komersial.

Misalnya, Thermus aquaticus adalah bakteri hipertermofilik yang tumbuh di gunung berapi. Enzim, Taq polimerase, diisolasi dari bakteri ini. Ini adalah enzim unik yang digunakan dalam PCR untuk polimerisasi sintesis DNA pada suhu tinggi.

  1. Isolasi Strain :

Untuk isolasi mikroorganisme, sampel dikumpulkan dari beberapa lokasi habitat. Dengan demikian, media nutrisi disiapkan. Media yang dirancang khusus untuk kultur mikroorganisme tertentu disebut teknik kultur pengayaan. Jumlah media yang sama dituangkan ke dalam piring Petri yang disterilkan. Jumlah yang diketahui dari sampel yang diencerkan secara berurutan dituangkan ke permukaan media agar.

Pelat yang telah diinokulasi dimasukkan ke dalam inkubator BOD pada suhu optimum yang diinginkan mikroba (misalnya 25-35°C untuk bakteri mesofilik). Petri plate diinkubasi dengan periode yang berbeda-beda seperti 24 jam untuk bakteri, 5-7 hari untuk fungi dan 14-21 hari untuk actinomycetes. Karena tingkat pertumbuhan mikroorganisme yang berbeda berbeda. Diagram alir untuk isolasi mikroorganisme diberikan di.

Setelah inkubasi campuran koloni mikroba tumbuh di permukaan media nutrisi. Setiap koloni diidentifikasi. Mikroba yang diinginkan kemudian diisolasi dan dimurnikan melalui subkultur.

Sejumlah kecil inokulum dari mikroorganisme yang diinginkan diletakkan pada permukaan media segar baik dalam agar miring atau cawan Petri. Ini selanjutnya diinkubasi seperti dijelaskan di atas. Dengan demikian pertumbuhan mikroorganisme lebih ditingkatkan.

Mikroorganisme yang diisolasi seperti di atas selanjutnya dikarakterisasi untuk mengetahui sifat spesifiknya seperti produksi protein yang diinginkan, vitamin, antibiotik, dll. Misalnya, pengujian strain penghasil antibiotik dilakukan dengan metode kultur ganda, di mana pertumbuhan satu bakteri dihambat oleh produk metabolisme (misalnya antibiotik dari bakteri lain).

Pengujian lebih lanjut terhadap produk yang dimurnikan juga dilakukan di laboratorium oleh ahli mikrobiologi. Kemudian dilakukan efek antibiotik pada aktivitas metabolisme tertentu misalnya respirasi, sintesis protein, sistem kontrol, dll. Menggunakan antibodi produk mikroba juga diuji.

Banyak probe telah dikembangkan melalui biologi molekuler yang digunakan dalam diagnosis mikroorganisme dalam kelompok dan deteksi produk mereka.

  1. Perbaikan Strain Mikroorganisme :

Suatu mikroba yang diisolasi seperti di atas tidak menjamin bahwa produk yang dihasilkannya akan cukup jumlahnya. Oleh karena itu, strain organisme tersebut diperbaiki dengan menggunakan teknologi DNA rekombinan klasik (mutasi dan seleksi) dan modern untuk mendapatkan produk yang diinginkan dalam jumlah yang cukup.

(a) Mutasi dan Seleksi Mutan:

Sebuah sel membelah dan menghasilkan dua sel identik dari tipe parental. Ada sedikit kemungkinan perubahan dalam karakter yang diwariskan. Strain yang menunjukkan karakteristik yang berubah disebut sebagai mutan.

Ketika kultur mikroba terkena agen mutagenik seperti radiasi pengion, sinar ultra violet dan berbagai bahan kimia (misalnya NTG yaitu nitrosoguanidine, asam nitrat, dll) kemungkinan mutasi meningkat. Ketika dosis mutagenik tinggi, banyak sel yang mati. Yang selamat mungkin mengandung beberapa mutan. Sebagian kecil sel juga dapat menjadi penghasil metabolit yang baik.

Ahli genetika membuat seleksi produsen superior dari produsen inferior di antara yang selamat.

(i) Pada tahun 1957, Kinoshita mengisolasi Corynebacterium glutamicum yang merupakan auxotroph biotin (yaitu mutan biotin) dan mengeluarkan asam glutamat. Tetapi asam glutamat dapat diproduksi dalam jumlah tinggi melalui pembatasan biotin dan pemblokiran jalur metabolisme yang diubah menjadi intermediet siklus TCA.

Selain produksi asam glutamat, mutan C. glutamicum juga dikembangkan yang juga menghasilkan asam amino lain dalam jumlah tinggi.

(ii) Pada tahun 1961, Nakayama dan rekan kerjanya berhasil mengisolasi home-serine auxotroph dari pewarnaan C. glutamicum untuk produksi lisin yang merupakan auxotroph dari homo-serine dan leucine.

(b) Rekombinasi:

Rekombinasi didefinisikan sebagai proses apa pun yang membantu menghasilkan kombinasi gen baru yang awalnya ada pada individu yang berbeda. Sistem rekombinasi mungkin atau mungkin tidak terkait dengan reproduksi seksual di antara organisme.

Ada dua pendekatan yang telah dilakukan untuk menghasilkan rekombinan (organisme yang memiliki kombinasi gen baru), fusi protoplas dan teknologi DNA rekombinan.

(saya) Fusi Protoplas:

Protoplas adalah sel yang tidak memiliki dinding sel. Anda dapat menghasilkan protoplas menggunakan lisosom (enzim pemecah dinding sel) dalam larutan isotonik. Metode telah dikembangkan untuk memadukan protoplas dari dua sel mikroorganisme yang berbeda.

Pada tahun 1982, Tosaka memproduksi galur Brevibacterium flavum penghasil lisin tinggi dengan menggabungkan protoplas dengan galur B. flavum lainnya (produsen non-lisin tetapi konsumen glukosa tingkat tinggi).

Hamega dan Ball (1979) menggabungkan protoplas dari dua galur Cephalosporium acremonium yang berbeda dan menghasilkan rekombinan yang memiliki laju pertumbuhan tinggi dan mensintesis sefalosporin dengan kadar yang lebih tinggi.

Pada tahun 1982, Chang dan rekan kerjanya menggunakan metode fusi protoplas dalam dua galur penicillin V-synthesizing dari Penicillium chrysogenum. Mereka memilih rekombinan P. chrysogenum yang hanya mampu mensintesis penisilin V dengan tipe morfologi yang diinginkan.

(ii) Teknologi DNA Rekombinan (= Teknik Rekayasa Genetik):

Protein rekayasa genetik komersial pertama (insulin manusia disebut Humulin) diproduksi pada tahun 1982. Humulin digunakan oleh orang yang menderita diabetes melitus.

Efisiensi metabolisme amonia dari Methylophilus methylotrophus (bakteri yang digunakan sebagai protein sel tunggal) telah ditingkatkan dengan penggabungan gen plasmid yang mengandung glutamat dehidrogenase dari E. coli.

Peningkatan produksi enzim yang penting secara komersial juga telah dilakukan dengan teknologi rDNA. Pada tahun 1981, Colson dan rekan kerjanya mengkloning gen Bacillus coagulans (pengkodean untuk tabel termos a-amilase) ke dalam E. coli di mana gen tersebut direplikasi dan dipertahankan pada jumlah salinan yang tinggi sehingga menghasilkan produksi enzim yang tinggi.

Demikian pula, produksi penisilin asilase dalam galur E. coli juga telah ditingkatkan dengan memasukkan gen yang relevan ke dalam plasmid yang kemudian dimasukkan ke dalam galur asli.

Related Posts