Konversi lisogenik
Konversi lisogenik (atau konversi bakteriofag) adalah proses perubahan sifat, fenotipe, atau virulensi pada bakteri akibat masuknya materi genetik dari profag (fag yang terintegrasi ke dalam kromosom bakteri). Keberadaan profag dapat memodifikasi sifat-sifat bakteri sehingga bakteri yang tadinya tidak berbahaya atau kurang patogen dapat memperoleh kemampuan baru, seperti memproduksi toksin atau resisten terhadap antibiotik.
Fenomena ini terjadi ketika fag berada dalam siklus lisogenik, di mana genom fag bereplikasi secara pasif bersama DNA bakteri tanpa merusak sel inang.
Mekanisme
Dalam konversi lisogenik, gen yang dibawa oleh profag ditranskripsikan dan diterjemahkan oleh sel inang (bakteri). Gen-gen ini sering kali memberikan sifat spesifik yang tidak dimiliki oleh strain bakteri nonseluler semula.
1. Penetrasi dan Integrasi: Bakteriofag menginfeksi bakteri inang dan menyisipkan DNA-nya ke dalam genom bakteri, menjadi profag. 2. Ekspresi Gen Profag: Selama fase lisogenik, sebagian besar gen fag disalin (ditekan), tetapi gen-gen tertentu—terutama gen yang mengodekan faktor virulensi—tetap aktif diekspresikan. 3. Perubahan Fenotipe: Bakteri pembawa profag menampilkan karakteristik baru yang menguntungkan kelangsungan hidupnya atau meningkatkan kemampuannya menginfeksi inang lain.
Peran dalam Virulensi Bakteri
Konversi lisogenik memainkan peran penting dalam evolusi bakteri patogen. Banyak penyakit infeksi serius pada manusia disebabkan oleh bakteri yang baru menjadi patogenik setelah mengalami konversi lisogenik.
Beberapa contoh utama meliputi:
- Corynebacterium diphtheriae: Strain nontoksigenik tidak menyebabkan penyakit difteri. Namun, ketika terinfeksi oleh fag β (beta-fag), bakteri ini memperoleh gen tox yang memproduksi toksin difteri.
- Vibrio cholerae: Bakteri penyebab kolera ini memperoleh kemampuan memproduksi toksin kolera setelah terinfeksi oleh bakteriofag filamentous CTXφ.
- Streptococcus pyogenes: Memperoleh gen eksotoksin pirogenik melalui profag, yang menyebabkan penyakit demam skarlatina.
- Escherichia coli O157:H7: Mengandung profag yang mengodekan toksin Shiga, menyebabkan diare berdarah dan sindrom uremik hemolitik.
Implikasi Biologis dan Evolusi
Konversi lisogenik merupakan salah satu mekanisme transfer gen horizontal yang mempercepat evolusi bakteri. Proses ini memungkinkan populasi bakteri adaptif secara cepat terhadap lingkungan baru atau sistem kekebalan tubuh inang tanpa harus menunggu terjadinya mutasi secara perlahan.