PENICILLIUM CHRYSOGENUM: CIRI, MORFOLOGI, HABITAT - BIOLOGI - 2026

Penicillium chrysogenum adalah spesies kulat yang paling sering digunakan dalam penghasilan penisilin. Spesies ini terdapat dalam genus Penicillium dari keluarga Aspergilliaceae dari Ascomycota.

Ia dicirikan oleh kulat filamen, dengan hyphae septate. Apabila ditanam di makmal, tanah jajahannya berkembang pesat. Mereka berwarna baldu dan berwarna hijau kebiruan.

Penicillium chrysogenum, syn. Penicillium notatum. Oleh Crulina 98, dari Wikimedia Commons

Ciri umum

P. chrysogenum adalah spesies saprophytic. Ia mampu memecah bahan organik untuk menghasilkan sebatian karbon sederhana yang digunakannya dalam makanannya.

Spesies ini terdapat di mana-mana (ia boleh dijumpai di mana sahaja) dan biasa dijumpai di tempat tertutup, tanah atau yang berkaitan dengan tanaman. Ia juga tumbuh di atas roti dan spora yang biasa terdapat di dalam habuk.

Spora P. chrysogenum boleh menyebabkan alahan pernafasan dan reaksi kulit. Ia juga dapat menghasilkan pelbagai jenis toksin yang mempengaruhi manusia.

Pengeluaran penisilin

Penggunaan spesies yang paling terkenal adalah penghasilan penisilin. Antibiotik ini ditemui untuk pertama kalinya oleh Alexander Fleming pada tahun 1928, walaupun pada awalnya dia mengenal pasti itu sebagai P. rubrum.

Walaupun terdapat spesies Penicillium lain yang mampu menghasilkan penisilin, P. chrysogenum adalah yang paling biasa. Keutamaan penggunaannya dalam industri farmaseutikal kerana pengeluaran antibiotiknya yang tinggi.

Pembiakan

Mereka menghasilkan semula secara aseksual dengan menggunakan konidia (spora aseksual) yang dihasilkan dalam konidiophores. Ini adalah tegak dan berdinding tipis, dengan sedikit phialides (sel penghasil konidia).

Pembiakan seksual berlaku melalui ascospores (spora seks). Ini berlaku pada asci berdinding tebal (badan berbuah).

Ascospores (spora seks) dihasilkan dalam asci (badan berbuah). Ini adalah jenis cleistothecium (bulat) dan mempunyai dinding sklerotik.

Pengeluaran metabolit sekunder

Metabolit sekunder adalah sebatian organik yang dihasilkan oleh makhluk hidup yang tidak secara langsung campur tangan dalam metabolisme mereka. Sekiranya kulat, sebatian ini membantu mengenal pasti mereka.

P. chrysogenum dicirikan dengan menghasilkan roquefortin C, meleagrin, dan penisilin. Gabungan sebatian ini memudahkan pengenalannya di makmal. Selain itu, kulat menghasilkan metabolit sekunder berwarna lain. Xanthoxilins bertanggungjawab untuk warna kuning eksudat khas spesies.

Sebaliknya, ia dapat menghasilkan aflatoksin, yang merupakan mikotoksin yang berbahaya bagi manusia. Toksin ini menyerang sistem hati dan boleh menyebabkan sirosis dan barah hati. Spora jamur mencemari pelbagai makanan yang, apabila dimakan, boleh menyebabkan patologi ini.

Pemakanan

Spesies ini adalah saprophytic. Ia memiliki kemampuan untuk menghasilkan enzim pencernaan yang dilepaskan pada bahan organik. Enzim ini menurunkan substrat, memecah sebatian karbon kompleks.

Kemudian, sebatian yang lebih sederhana dibebaskan dan dapat diserap oleh tanda hubung. Nutrien yang tidak dimakan terkumpul sebagai glikogen.

Filogeni dan taksonomi

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

Sinonim

Fleming pada tahun 1929 mengenal pasti spesies penghasil penisilin sebagai P. rubrum, kerana adanya koloni merah. Kemudian, spesies tersebut ditugaskan dengan nama P. notatum.

Pada tahun 1949 ahli mikologi Raper dan Thom menunjukkan bahawa P. notatum identik dengan P. chrysogenum. Pada tahun 1975 semakan kumpulan spesies yang berkaitan dengan P. chrysogenum dibuat dan empat belas sinonim dicadangkan untuk nama ini.

Sebilangan besar sinonim untuk spesies ini berkaitan dengan kesukaran mewujudkan watak diagnostik. Telah diakui bahawa variasi dalam medium budaya mempengaruhi beberapa ciri. Ini telah menyebabkan salah pengenalpastian takson.

Sangat menarik untuk diperhatikan bahawa berdasarkan prinsip keutamaan (nama terbitan pertama) nama untuk takson tertua adalah P. griseoroseum, diterbitkan pada tahun 1901. Walau bagaimanapun, P. chrysogenum tetap menjadi nama terpelihara kerana penggunaannya yang meluas.

Pada masa ini, ciri yang paling tepat untuk mengenal pasti spesies tersebut adalah pengeluaran metabolit sekunder. Kehadiran roquefortin C, penisilin dan meleagrin, menjamin pengenalan yang betul.

Kawasan pilihan raya sekarang

P. chrysogenum dibatasi pada bahagian Chrysogena genus Penicillium. Genus ini terletak dalam keluarga Aspergilliaceae dari urutan Eurotiales Ascomycota.

Bahagian Chrysogena dicirikan oleh conidiophores terverticylated dan empat-whorled. Phialides kecil dan koloni pada amnya halus. Spesies dalam kumpulan ini tahan terhadap kemasinan dan hampir semuanya menghasilkan penisilin.

13 spesies telah dikenal pasti untuk bahagian tersebut, dengan P. chrysogenum menjadi spesies jenis. Bahagian ini adalah kumpulan monophyletic dan merupakan saudara dari bahagian Roquefortorum.

Morfologi

Kulat ini mempunyai misilia filamen. Hipa adalah septat, yang merupakan ciri Ascomycota.

Conidiophores terverticylated (dengan percabangan yang banyak). Ini berdinding nipis dan halus, berukuran 250-500 µm.

Logam (cabang conidiophore) mempunyai dinding halus dan phialides berbentuk ampuliform (berbentuk botol), dan sering berdinding tebal.

Conidia adalah subglobose hingga elips, berdiameter 2,5-3,5 µm, dan berdinding halus jika dilihat dengan mikroskop cahaya. Dalam mikroskop elektron imbasan dindingnya disalurkan.

Habitat

P. chrysogenum adalah kosmopolitan. Spesies ini telah dijumpai tumbuh di perairan laut, serta di dasar hutan semula jadi di kawasan beriklim sederhana atau tropis.

Ia adalah spesies mesofilik yang dapat tumbuh antara 5 - 37 ° C, dengan optimum pada 23 ° C. Selain itu, ia bersifat xerofilik, sehingga dapat berkembang di lingkungan kering. Sebaliknya, toleran terhadap kemasinan.

Oleh kerana kemampuan tumbuh dalam pelbagai keadaan persekitaran, adalah perkara biasa untuk menemuinya di dalam rumah. Ini telah dijumpai di dalam penyejuk udara, peti sejuk dan sistem kebersihan, antara lain.

Ia adalah jamur yang kerap sebagai patogen pokok buah-buahan seperti buah persik, buah ara, buah sitrus dan jambu batu. Begitu juga, ia boleh mencemarkan biji-bijian dan daging. Ia juga tumbuh pada makanan yang diproses seperti roti dan kuki.

Pembiakan

Dalam P. chrysogenum terdapat dominasi pembiakan aseksual. Dalam lebih dari 100 tahun kajian kulat, sehingga 2013 pembiakan seksual pada spesies tersebut tidak dapat disahkan.

Pembiakan aseksual

Ini berlaku melalui penghasilan konidia di conidiophores. Pembentukan konidia dikaitkan dengan pembezaan sel pembiakan khusus (phialides).

Pengeluaran konidia bermula apabila hipha vegetatif berhenti tumbuh dan septum terbentuk. Kemudian kawasan ini mula membengkak dan serangkaian cabang terbentuk. Sel apikal dahan membezakan menjadi phialid yang mula dibahagikan dengan mitosis untuk menimbulkan konidia.

Konidia disebarkan oleh angin. Apabila konidiospora mencapai lingkungan yang baik, mereka tumbuh dan menimbulkan badan vegetatif jamur.

Pembiakan seks

Kajian mengenai fasa seksual di P. chrysogenum tidaklah mudah, kerana media kultur yang digunakan di makmal tidak mendorong perkembangan struktur seksual.

Pada tahun 2013, ahli mikologi Jerman Julia Böhm dan kolaborator berjaya mendorong pembiakan seksual pada spesies tersebut. Untuk ini, mereka meletakkan dua bangsa yang berlainan di agar yang digabungkan dengan oatmeal. Kapsul mengalami gelap pada suhu antara 15 ° C hingga 27 ° C.

Selepas masa inkubasi antara lima minggu dan tiga bulan, pembentukan cleistocecia (asci bulat tertutup) diperhatikan. Struktur ini terbentuk di zon hubungan antara kedua-dua perlumbaan.

Eksperimen ini menunjukkan bahawa pembiakan seksual pada P. chrysogenum adalah heterothalic. Penghasilan ascogonium (struktur wanita) dan antheridium (struktur lelaki) dari dua bangsa berbeza diperlukan.

Berikutan pembentukan ascogonium dan antheridium, sitoplasma (plasmogami) dan kemudian inti (karyogami) bergabung. Sel ini memasuki meiosis dan menimbulkan ascospores (spora seks).

Media budaya

Koloni di media budaya berkembang dengan sangat pesat. Mereka berwarna balut hingga berwarna kapas, dengan misel putih di pinggir. Koloni berwarna hijau kebiruan dan menghasilkan eksudat berwarna kuning cerah.

Aroma buah-buahan muncul di koloni, sama dengan nanas. Walau bagaimanapun, di beberapa keturunan baunya tidak terlalu kuat.

Penisilin

Penisilin adalah antibiotik pertama yang berjaya digunakan dalam perubatan. Ini ditemui secara kebetulan oleh ahli mikologi Sweden Alexander Fleming pada tahun 1928.

Penyelidik melakukan eksperimen dengan bakteria genus Staphylococcus dan medium kultur tercemar dengan kulat. Fleming memerhatikan bahawa di mana kulat berkembang, bakteria tidak tumbuh.

Penisilin adalah antibiotik betalaktamatik dan yang semula jadi dikelaskan kepada beberapa jenis mengikut komposisi kimianya. Ini bertindak terutamanya pada bakteria Gram positif yang menyerang dinding sel mereka yang terdiri terutamanya dari peptidoglikan.

Terdapat beberapa spesies Penicillium yang mampu menghasilkan penisilin, tetapi P. chrysogenum adalah spesies dengan produktiviti tertinggi. Penisilin komersial pertama dihasilkan pada tahun 1941 dan pada awal tahun 1943 ia berjaya dihasilkan secara besar-besaran.

Penisilin semula jadi tidak berkesan terhadap beberapa bakteria yang menghasilkan enzim penisilin. Enzim ini mempunyai keupayaan untuk memusnahkan struktur kimia penisilin dan mematikannya.

Walau bagaimanapun, telah memungkinkan untuk menghasilkan penisilin separa sintetik dengan mengubah komposisi kaldu tempat Penisilin tumbuh. Ini mempunyai kelebihan bahawa mereka tahan penisilin, oleh itu lebih berkesan terhadap beberapa patogen.

Rujukan

1. Böhm J, B Hoff, CO´Gorman, S Wolfer, V Klix, D Binger, I Zadra, H Kürnsteiner, S Pöggoler, P Dyer dan U Kück (2013) Perkembangan seksual dan pembiakan jenis kawin yang diperantarai dalam penisilin- menghasilkan kulat Penicillium chrysogenum. PNAS 110: 1476-1481.
2. Houbraken dan RA Samson (2011) Filogeni Penicillium dan pemisahan Trichocomaceae menjadi tiga keluarga. Kajian dalam Mikologi 70: 1-51.
3. Henk DA, CE Eagle, K Brown, MA Van den Berg, PS Dyer, SW Peterson dan MC Fisher (2011) Spekulasi walaupun terdapat pengagihan bertindih secara global di Penicillium chrysogenum: genetik penduduk dari kulat bertuah Alexander Fleming. Ekologi Molekul 20: 4288-4301.
4. Kozakiewicz Z, JC Frisvad, DL Hawksworth, JI Pitt, RA Samson, AC Stolk (1992) Proposal untuk nomina spesifik conservanda dan rejicienda di Aspergillus dan Penicillium (Fungi). Teksi 41: 109-113.
5. Ledermann W (2006) Sejarah penisilin dan pembuatannya di Chile. Pendeta Chil. Jangkitan. 23: 172-176.
6. Roncal, T dan U Ugalde (2003) Induksi konidiasi di Penicillium. Penyelidikan dalam Mikrobiologi. 154: 539-546.