BIOFILM : Definisi, Struktur, dan Fungsi

Definisi Biofilm

Biofilm adalah lapisan tebal organisme prokariotik yang telah berkumpul untuk membentuk koloni. Koloni menempel pada permukaan dengan lapisan lendir yang membantu melindungi mikroorganisme. Ada sejumlah alasan mengapa biofilm terbentuk, yang semuanya mendorong pertumbuhan dan kelangsungan hidup atau mikroorganisme. Biofilm ditemukan di hampir semua lingkungan, dan dapat memiliki efek negatif.

Struktur Biofilm

       Biofilm mikroba terdiri dari banyak organisme prokariotik yang bergabung membentuk koloni. Koloni melekat pada permukaan dan dilapisi dengan lapisan polisakarida (atau lapisan lendir). Lendir terdiri dari banyak lapisan berpori dengan saluran yang memungkinkan sel-sel di pusat koloni untuk menerima nutrisi dan menghilangkan produk limbah.

       Biofilm dibentuk dan dipelihara melalui komunikasi sel ke sel. Biofilm pertama kali terbentuk ketika satu atau beberapa sel menempel pada permukaan. Sel-sel pertama ini menghasilkan protein yang bertindak sebagai sinyal ke sel di dekatnya. Sinyal terdeteksi oleh sel tetangga dan pada dasarnya merekrut sel baru ke dalam koloni. Ketika sel-sel terdekat mendeteksi isyarat kimia mereka berkumpul dan mulai membentuk biofilm. Sel-sel ini kemudian mengirimkan sinyal tambahan, merekrut lebih banyak sel ke koloni dan menumbuhkan biofilm. Protein juga menandakan perkembangan polisakarida yang akan membentuk lapisan lendir. Lapisan lendir ini terbentuk berulang di sekitar koloni. 

Fungsi Biofilm

       Mikroorganisme dalam kelompok biofilm membentuk koloni untuk kerja sama metabolisme. Metode pertumbuhan kooperatif ini meningkatkan kelangsungan hidup sel melalui peningkatan pertahanan, peningkatan ketersediaan nutrisi, dan peluang yang lebih baik untuk komunikasi seluler dan transfer bahan genetik.

        Pertahanan seluler penting untuk memerangi ancaman fisik seperti perpindahan oleh cairan yang mengalir atau pengangkatan oleh sistem kekebalan tubuh. Lapisan polisakarida pada biofilm bertindak sebagai perekat untuk menempelkan koloni ke permukaan. Ini mencegah pengangkatan sel dengan kekuatan fisik. Ini juga mencegah penetrasi biofilm oleh sistem kekebalan tubuh atau antibiotik. Biofilm dapat sulit untuk dihilangkan dan dapat menyebabkan risiko bagi kesehatan manusia. Sebagai contoh, dengan cystic fibrosis biofilm dapat terbentuk di paru-paru yang mengarah ke gejala yang merugikan. Plak gigi adalah contoh lain dari biofilm bakteri; ini dapat menyebabkan gigi berlubang dan penyakit gusi. Sejumlah kondisi bakteri lain juga dapat disebabkan oleh biofilm termasuk kolera, tuberkulosis, dan penyakit Legionnaire.

       Biofilm menyediakan lingkungan yang menguntungkan bagi mikroorganisme. Sel-sel menempel pada permukaan dengan sumber nutrisi meningkat, mempertahankan sel-sel dalam ceruk yang optimal. Sel-sel berada dalam jarak dekat yang memungkinkan untuk memudahkan komunikasi seluler melalui molekul sinyal. Kedekatan ini juga memberikan peningkatan peluang untuk transfer gen horizontal, atau pertukaran materi genetik di antara sel.