Minicell terbentuk saat pembentukan septum terjadi terlalu sering atau pada lokasi yang salah, dengan hasilnya yaitu satu sel anakan yang tidak memiliki kromosom. Minicell memiliki ukuran yang lebih kecil dan tanpa DNA, tetapi tampak seperti normal.[1]

Sejarah

sunting

Meskipun laporan pertama bakteri penghasil minicell berasal dari tahun 1930,[2] istilah minicell diciptakan pada tahun 1967 oleh kelompok Howard Adler setelah menemukan sel-sel kecil dalam strain mutan Escherichia coli.[3] Terbentuknya minicell sejak itu telah didokumentasikan dalam berbagai spesies bakteri, baik Gram negatif dan Gram positif.[2] Minicell umumnya dihasilkan oleh pembelahan sel yang menyimpang pada ujung kutub bebas kromosom dari bakteri berbentuk batang. Seperti sel induknya, minicell mengandung membran, peptidoglikan, ribosom, RNA, protein, dan sering kali plasmid tetapi tidak ada kromosom.[2] Akibatnya, minicell tidak dapat membelah atau tumbuh, tetapi mereka dapat melanjutkan proses seluler lainnya, seperti sintesis ATP, replikasi dan transkripsi DNA plasmid, dan translasi mRNA.

Mutan penghasil minicell

sunting

Karakterisasi genetik dan biokimia dari mutan E. coli yang menghasilkan minicell mengungkapkan bahwa sebagian besar cacat dalam sistem multiprotein yang dikenal sebagai sistem Min, yang memerantarai penempatan midcell yang tepat dari septum pembelahan sel.[4][5] Sistem Min paling baik dikarakterisasi pada E. coli dan Bacillus subtilis tetapi juga terdapat dalam beragam spesies bakteri dan kloroplas.[6] Pada E. coli, tiga protein Min, MinC, MinD, dan MinE, secara sinergis memerantarai penempatan mesin pembelahan sel (divisome) yang tepat, dengan menghambat perkembangannya di lokasi selain midcell.[7] FtsZ, homolog tubulin pada bakteri, adalah komponen penting dari kompleks ini, yang mana komponen memulai pengembangan divisome dengan membentuk struktur seperti cincin, disebut cincin-Z, di situs potensial divisi, akhirnya merekrut divisi tambahan protein untuk membentuk divisome lengkap.[8][9] Pada E. coli, protein Min dengan cepat berpindah dari satu kutub sel ke kutub sel yang berlawanan, membentuk gradien penghambatan bipolar yang menghalangi perakitan cincin-Z di dekat kutub tetapi memungkinkannya di dekat midcell.[10][11][12]

Penggunaan

sunting

Sistem minicell digunakan secara luas pada akhir 1960-an hingga 1970-an untuk mempelajari berbagai proses termasuk pembelahan sel, transportasi molekul, infeksi bakteriofag, dan sintesis polipeptida.[2] Sekarang, terdapat minat baru dalam mengembangkan minicell ke dalam sistem penghantaran obat[13][14] dan vaksin[15] yang mengaktifkan respons imun, karena minicell sering mempertahankan sifat virulensi sel induk tetapi tidak dapat berkembang biak.[16] Hal terpenting, sifat unik mereka menekankan potensi penggunaan minicell dan mutan penghasil minicell sebagai alat untuk biologi struktural in situ.[17]

Referensi

sunting
  1. ^ Krebs, Jocelyn E.; Goldstein, Elliott S. (2018). Lewin's genes XII. Burlington, MA: Jones & Bartlett Learning. hlm. 232. ISBN 9781284104493. OCLC 965781334. 
  2. ^ a b c d Frazer, A. C.; Curtiss, R. (1975). "Production, properties and utility of bacterial minicells". Current Topics in Microbiology and Immunology. 69: 1–84. ISSN 0070-217X. PMID 1098854. 
  3. ^ Adler, H. I.; Fisher, W. D.; Cohen, A.; Hardigree, A. A. (1967-2). "MINIATURE escherichia coli CELLS DEFICIENT IN DNA". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 57 (2): 321–326. ISSN 0027-8424. PMC 335508 . PMID 16591472. 
  4. ^ de Boer, P. A.; Crossley, R. E.; Rothfield, L. I. (1989-02-24). "A division inhibitor and a topological specificity factor coded for by the minicell locus determine proper placement of the division septum in E. coli". Cell. 56 (4): 641–649. ISSN 0092-8674. PMID 2645057. 
  5. ^ Rowlett, Veronica Wells; Margolin, William (2013-07-08). "The bacterial Min system". Current biology: CB. 23 (13): R553–556. doi:10.1016/j.cub.2013.05.024. ISSN 1879-0445. PMID 23845239. 
  6. ^ Rothfield, Lawrence; Taghbalout, Aziz; Shih, Yu-Ling (2005-12). "Spatial control of bacterial division-site placement". Nature Reviews. Microbiology. 3 (12): 959–968. doi:10.1038/nrmicro1290. ISSN 1740-1526. PMID 16322744. 
  7. ^ Rowlett, Veronica W.; Margolin, William (2015). "The Min system and other nucleoid-independent regulators of Z ring positioning". Frontiers in Microbiology. 6: 478. doi:10.3389/fmicb.2015.00478. ISSN 1664-302X. PMC 4429545 . PMID 26029202. 
  8. ^ Busiek, Kimberly K.; Margolin, William (2015-03-16). "Bacterial actin and tubulin homologs in cell growth and division". Current biology: CB. 25 (6): R243–R254. doi:10.1016/j.cub.2015.01.030. ISSN 1879-0445. PMC 5519336 . PMID 25784047. 
  9. ^ Lutkenhaus, Joe; Pichoff, Sebastien; Du, Shishen (2012-10). "Bacterial cytokinesis: From Z ring to divisome". Cytoskeleton (Hoboken, N.J.). 69 (10): 778–790. doi:10.1002/cm.21054. ISSN 1949-3592. PMC 3931253 . PMID 22888013. 
  10. ^ Raskin, D. M.; de Boer, P. A. (1999-10). "MinDE-dependent pole-to-pole oscillation of division inhibitor MinC in Escherichia coli". Journal of Bacteriology. 181 (20): 6419–6424. ISSN 0021-9193. PMC 103778 . PMID 10515933. 
  11. ^ Hu, Z.; Mukherjee, A.; Pichoff, S.; Lutkenhaus, J. (1999-12-21). "The MinC component of the division site selection system in Escherichia coli interacts with FtsZ to prevent polymerization". Proceedings of the National Academy of Sciences (dalam bahasa Inggris). 96 (26): 14819–14824. doi:10.1073/pnas.96.26.14819. ISSN 0027-8424. [pranala nonaktif permanen]
  12. ^ Meinhardt, H.; de Boer, P. A. J. (2001-12-04). "Pattern formation in Escherichia coli: A model for the pole-to-pole oscillations of Min proteins and the localization of the division site". Proceedings of the National Academy of Sciences (dalam bahasa Inggris). 98 (25): 14202–14207. doi:10.1073/pnas.251216598. ISSN 0027-8424. PMC 64659 . PMID 11734639. [pranala nonaktif permanen]
  13. ^ MacDiarmid, Jennifer A.; Mugridge, Nancy B.; Weiss, Jocelyn C.; Phillips, Leo; Burn, Adam L.; Paulin, Richard P.; Haasdyk, Joel E.; Dickson, Kristie-Ann; Brahmbhatt, Vatsala N. (2007-5). "Bacterially derived 400 nm particles for encapsulation and cancer cell targeting of chemotherapeutics". Cancer Cell. 11 (5): 431–445. doi:10.1016/j.ccr.2007.03.012. ISSN 1535-6108. PMID 17482133. 
  14. ^ Lee, Jin-Young; Choy, Hyon E.; Lee, Jin-Ho; Kim, Geun-Joong (2015-4). "Generation of Minicells from an Endotoxin-Free Gram-Positive Strain Corynebacterium glutamicum". Journal of Microbiology and Biotechnology. 25 (4): 554–558. ISSN 1738-8872. PMID 25341464. 
  15. ^ Carleton, Heather A.; Lara-Tejero, María; Liu, Xiaoyun; Galán, Jorge E. (2013). "Engineering the type III secretion system in non-replicating bacterial minicells for antigen delivery". Nature Communications. 4: 1590. doi:10.1038/ncomms2594. ISSN 2041-1723. PMC 3693737 . PMID 23481398. 
  16. ^ Hale, T. L.; Sansonetti, P. J.; Schad, P. A.; Austin, S.; Formal, S. B. (1983-4). "Characterization of virulence plasmids and plasmid-associated outer membrane proteins in Shigella flexneri, Shigella sonnei, and Escherichia coli". Infection and Immunity. 40 (1): 340–350. ISSN 0019-9567. PMC 264854 . PMID 6299962. 
  17. ^ Farley, Madeline M.; Hu, Bo; Margolin, William; Liu, Jun (2016-4). "Minicells, Back in Fashion". Journal of Bacteriology. 198 (8): 1186–1195. doi:10.1128/JB.00901-15. ISSN 1098-5530. PMC 4859596 . PMID 26833418.