View
82
Download
5
Category
Preview:
Citation preview
KOMPILASI MATERI MIKROBIOLOGI
Oleh :
Putri Nur Rahmawati 122210101007
Zarin Ilafah 122210101008
Khurmatul Walidah Tahta Alfina 122210101009
Wahyu Wahidatur Rochmah 122210101011
Lili Izamaatin R 122210101012
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS JEMBER
2012
PENGANTAR MIKROBIOLOGI FARMASI
Mikrobiologi merupakan kajian ilmu tentang mikroorganisme. Organisme yang
termasuk ke dalam mikroorganisme adalah bakteri, archaea, fungi (kapang dan khamir),
protozoa, alga mikroskopis, dan virus. Virus, bakteri, dan archaea termasuk ke dalam
golongan prokariot, sedangkan fungi, protozoa, alga mikroskopis termasuk ke dalam
golongan eukariot. Mikroorganisme terdapat dimana-mana. Interaksinya dengan sesama
mikroorganisme ataupun dengan organisme lain dapat berlangsung dengan cara yang aman
dan menguntungkan maupun merugikan. Peranan mikroorganisme yang menguntungkan bagi
kesejahteraan umat manusia antara lain:
1. mendaur ulang unsur-unsur kimia menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh hewan
dan tumbuhan,
2. mendegradasi limbah,
3. bioremediasi atau bioaugmentasi,
4. pengendalian hama tanaman,
5. pembuatan bahan pangan,
6. alat produksi dalam industri dan pertambangan.
Sejarah mikrobiologi dimulai dari penemuan mikroskop oleh Robert Hooke pada
tahun 1664. Teori-teori yang menandai awal perkembangan mikrobiologi yaitu teori generatio
spontanea, teori biogenesis, dan teori bibit penyakit. Robert Koch memulai pendekatan ilmiah
terhadap bidang mikrobiologi kedokteran. Pada tahun 1884 Koch membuat aturan yang
dikenal sebagai postulat Koch, yang menetapkan hubungan sebab-akibat antara
mikroorganisme dan penyakit.
Peranan mikrobiologi dalam bidang farmasi antara lain sebagai faktor dalam produksi
antibiotik, produksi steroid, produksi vaksin, dan sebagainya. Pengujian mikrobiologi
memanfaatkan mikroorganisme sebagai indikator pengujian. Mikroorganisme dapat
digunakan untuk menen- tukan aktivitas atau potensi suatu bahan, sebagai penentu
konsentrasi komponen tertentu pada campuran kompleks kimia, menguji bahan kimia untuk
menentukan potensi mutagenik atau karsinogenik suatu bahan, serta sebagai model
metabolisme obat mamalia.
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
Tumbuh dalam pengertian umum diartikan sebagai bertambahnya ukuran, sedangkan
berkembang diartikan sebagai bertambahnya kuantitas. Oleh karena itu pertumbuhan dapat
ditunjukkan dengan adanya pertambahan panjang, luas, volume, berat maupun kandungan
tertentu, sedangkan berkembang ditunjukan dengan bertambahnya jumlah individu dan
terbentuknya alat reproduksi.
Waktu generasi sangat bergantung pada cukup tidaknya nutrisi di dalam media
pertumbuhan serta sesuai tidaknya kondisi fisik yang mendukung pertumbuhan
mikroorganisme.
Tahapan pertumbuhan mikroorganisme dapat digambarkan dalam bentuk kurve
pertumbuhan. Kurve pertumbuhan mikroorganisme merupakan gambaran pertumbuhan secara
bertahap yang diukur dari kuantitas (N) sel dalam waktu (t) tertentu.
Adapun perhitungan pertumbuhan mikroba (Sumarsih, 2003):
Dari hasil pembelahan sel secara biner:
1 sel menjadi 2 sel
2 sel menjadi 4 sel : 2
1 menjadi 22
atau 2n
4 sel menjadi 8 sel 22 menjadi 23
atau 2x2x2
Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi:
N = N0 2n
N: jumlah sel akhir, N0: jumlah sel awal, n: jumlah generasi
Waktu generasi = t / n , t: waktu pertumbuhan eksponensial, n: jumlah generasi
Dalam bentuk logaritma, rumus N = N0 2n menjadi:
log N = log N0 + n log 2
log N – log N0 = n log 2
n = log N – log N0 = log N – log N0
log 2 = 0,301
Contoh: N = 108 , N0 = 5×107 , t = 2
Dengan rumus dalam bentuk logaritma:
n = log 108 – log (5x 107) = 8 – 7,6 =1
Jadi waktu generasi = t/n = 2/1 = 2 jam
Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma kurva
pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus, slope = 0,301/ waktu generasi. Dari grafik
pertumbuhan tersebut diketahui bahwa slope = 0,15, sehingga juga diperoleh waktu generasi
= 2 jam.
Fase Pertumbuhan Mikroba
Pertumbuhan mikroorganisme dimulai dari awal pertumbuhan sampai dengan
berakhirnya aktivitas merupakan proses bertahap yang dapat digambarkan sebagai kurve
pertumbuhan.Ada empat macam fase pertumbuhan mikroorganisme, yaitu fase lag, fase log
(fase eksponensial), fase stationer, dan fase kematian.
1. Fase Adapatasi (Lag phase)
Pada fase ini tidak ada pertambahan populasi. Sel mengalami perubahan dalam
komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya, substansi interaseluler bertambah. Ketika
sel dalam fase statis dipindahkan ke media baru, sel akan melakukan proses adaptasi.
Proses adaptasi meliputi sintesis enzim baru yang sesuai dengan medianya dan pemulihan
terhadap metabolit yang bersifat toksik (misalnya asam,alkohol, dan basa) pada waktu
media lama.
2. Fase Perbanyakan (Logaritma atau eksponensial)
Pada fase ini pembiakan bakteri berlangsung paling cepat. Jika ingin mengadakan
piaraan yang cepat tumbuh, maka bakteri dalam fase ini baik sekali untuk dijadikan
inokolum. Sel akan membelah dengan laju yang konstan massa menjadi dua kali lipat
dengan laju yang sama, aktivitas metabolit konstan dan keadaan pertumbuhan yang
seimbang. Setelah memperoleh kondisi ideal dalam pertumbuhannya, sel melakukan
pembelahan. Karena pembelahan sel merupakan persamaan ekponensial, maka fase itu
disebut juga fase eksponensial. Pada fase perbanyakan jumlah sel meningkat pada batas
tertentu (tidak terdapat pertumbuhan bersih jumlah sel), sehingga memasuki fase statis.
Pada fase perbanyakan sel melakukan konsumsi nutrien dan proses fisiologis lainnya.
Pada fase itu produk senyawa yang di inginkan oleh manusia terbentuk, karena senyawa
terbentuk merupakan senyawa yang di inginkan pada fase perbanyakan adalah etanol,
asam laktat dan asam organik lainnya.
3. Fase Statis/Konstan
Pada fase ini terjadi penumpukan produk beracun dan atau kehabisan nutrien.
Beberapa sel mati sedangkan yang lain tumbuh dan membelah. Jumlah sel hidup menjadi
tetap. Fase ini menunjukan jumlah bakteri yang berbiak sama dengan jumlah bakteri yang
mati, sehingga kurva menunjukan garis yang hampir horizontal. Pada fase statis biasanya
sel melakukan adaptasi terhadap kondisi yang kurang menguntungkan. Adaptasi ini dapat
menghasilkan senyawa yang di inginkan manusia misalnya antibiotika dan antioksidan.
4. Fase Kematian
Pada fase ini sel menjadi mati lebih cepat dari pada terbentuknya sel-sel baru, laju
kematian mengalami percepatan menjadi eksponensial bergantung pada spesiesnya, semua
sel mati dalam waktu beberapa hari atau beberapa bulan. Penyebab utama kematian adalah
autolisis sel dan penurunan energi seluler. Beberapa bakteri hanya mampu bertahan
beberapa jam selama fase statis dan akhirnya masuk ke dalam fase kematian, sementara
itu beberapa bakteri hanya mampu bertahan sampai harian dan mingguan pada fase statis
dan akhirnya masuk ke fase kematian. Beberapa bakteri bahkan mampu bertahan sampai
puluhan tahun sebelum mati, yaitu dengan mengubah sel menjadi spora.
Persyaratan Fisik Dan Kimia Pertumbuhan Mikroba
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan
menjadi faktor fisik dan faktor kimia. Faktor fisik meliputi temperatur, pH, tekanan osmotik,
aktivitas air, dan radiasi. Faktor kimia meliputi karbon, oksigen, mikroelemen atau unsur
kelumit ( trace element ), dan faktor-faktor pertumbuhan organik.
Pengukuran Pertumbuhan Mikroorganisme
Pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur berdasarkan konsentrasi sel (jumlah sel per
satuan isi kultur) ataupun densitas sel (berat kering dari sel-sel persatuan isi kultur). Densitas
sel adalah kuantitas yang lebih bermakna, sedangkan dalam penelitian mengenai inaktivasi
mikroorganisme, konsentrasi sel adalah kuantitas yang bermakna (Pratiwi,
2008).Pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur dengan dua cara, yaitu secara langsung dan
tidak langsung.
Pengukuran secara langsung
Pengukuran pertumbuhan mikroorganisme secara langsung dapat dilakukan dengan beberapa
cara, yaitu:
Pengukuran menggunakan bilik hitung (counting chamber)
Pengukuran menggunakan electronic counter
Pengukuran dengan plating technique
Pengukuran secara tidak langsung
Metode pengukuran pertumbuhan mikroorganisme secara tidak langsung dapat dilakukan
dengan cara sebagai berikut.
Pengukuran kekeruhan (turbidity)
Pengukuran aktivitas metabolik
Pengukuran berat sel kering (BSK)
IDENTIFIKASI MIKROBA
Terdapat tiga kelompok sel yaitu kelompok sel eukariotik, dan dua kelompok sel
prokariotik, yaitu bakteri dan archaea.
Kelompok sel prokariot ditandai dengan adanya materi genetik yang menyebar,
sedangkan kelompok eukariot ditandai dengan adanya materi genetik yang dilindungi oleh
membran.
Bakteri adalah organisme prokariotik dengan berbagai macam bentuk (morfologi), antara
lain coccus (bulat), bacillus (batang), atau spiral. Sifatnya pun ada yang monomorfik (hanya
memiliki satu bentuk) dan ada pula yang pleomorfik (memiliki beberapa bentuk).
Jenis Bakteri Berdasarkan Struktur Dinding selnya
Bakteri berdasarkan struktur dinding selnya dibagi ke dalam beberapa jenis, yaitu:
Gram (+), disusunoleh lapisan peptidoglikan (murein) dengan dinding yang lebih tebal.
Gram (-), di atas peptidoglikan ada membran luar dan ada ruang feriplasma
Bakteri yang tidak berdinding sel
Bakteri denga dinding sel yang spesifik, contoh: basil TBC
Pewarnaan Mikroorganisme
Karena sebagian besar mikroorganisme tidak berwarna, maka untuk dapat melakukan
pengamatan di bawah mikroskop diperlukan pewarnaan mikroorganisme dengan
menggunakan pewarna. Pewarnaan mikroorganisme pada dasarnya adalah prosedur mewarnai
mikroorganisme dengan menggunakan zat warna yang dapat menonjolkan stuktur tertentu
dari mikroorganisme yang ingin kita amati. Sebelum mikroorganisme tersebut diwarnai,
mikroorganisme tersebut harus difiksasi terlebih dahulu. Tahapan pewarnaan bakteri adalah
sebagai berikut :
1. Bakteri terlebih dahulu difiksasi dengan panas sehingga membentuk noda pada kaca objek,
diwarnai dengan pewarna crystal violet sehingga seluruh sel bakteri berwarna ungu.
2. Selanjutnya, pewarna dicuci dan pada noda spesimen ditetesi iodine. Iodine disini berfungsi
sebagai penambah kekuatan warna. Saat penambahan pewarna iodine ini, bakteri Gram (+)
akan berwarna ungu lebih tua, sedangkan pada Gram (-) seperti tidak ada perubahan warna.
3. Kemudian noda spesimen dicuci dengan alkohol. Alkohol ini berfungsi untuk menghilangkan
warna pada peptidoglikan.
4. Dan tahapan yang terakhir adalah pewarnaan spesimen dengan safranin (red dye) yang
merupakan pewarna basa berwarna merah. Pada pewarnaan ini, bakteri Gram (+) tetap
berwarna ungu (violet), sedangkan bakteri Gram (-) berwarna merah.
Perbedaan warna pada kedua bakteri ini terjadi karena adanya perbedaan struktur pada
dinding selnya. Dinding sel bakteri Gram (+) banyak mengandung peptidoglikan, sedangkan
dinding sel bakteri Gram (-) banyak mengandung lipopolisakarida.
Kompleks crystal violet-iodine yang masuk pada sel bakteri Gram (+) tidak dapat tercuci
oleh alkohol karena adanya lapisan peptidoglikan yang kokoh, sedangkan pada bakteri Gram
(-), alkohol akan merusak lapisan lipopolisakarida sehingga dinding sel bakteri tampak
transparan, yang akan berwarna merah setelah diberi safranin.
Untuk pewarnaan pada bakteri yang memiliki dinding sel spesifik, seperti pada Basil TBC
yang memiliki kandungan lilin pada dinding selnya dapat dilakukan pewarnaan tahan asam
atau yang lebih dikenal sebagai pengecatan Ziehl-Neelsen.
STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA
Pengertian Sel
Makhluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan organisme
multiselular yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya masing-masing.
Sel-sel pada organisme multiseluler tidak akan bertahan lama jika masing-masing berdiri
sendiri. Sel yang sama dikelompokkan menjadi jaringan, yang membangun organ dan
kemudian sistem organ yang membentuk tubuh organisme tersebut.
Jenis Sel Berdasarkan Intinya
a. Sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalam sitoplasma
(sel yang memiliki satu system membrane). Yang termasuk dalam kelompok ini adalah
bakteri dan alga biru.
b. Sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu system
membran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidup
kecuali bakteri dan alga biru.
Struktur sel prokariotik lebih sederhana dibandingkan struktur sel eukariotik. Akan tetapi,
sel prokariotik mempunyai ribosom (tempat protein dibentuk) yang sangat banyak. Sel
prokariotik dan sel eukariotik memiliki beberapa perbedaan sebagai berikut :
a.) Sel Prokariotik
Tidak memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membran inti sel yang dinamakan
nucleoid.
Organel-organelnya tidak dibatasi membran.
Membran sel tersusun atas senyawa peptidoglikan.
Diameter sel antara 1-10mm.
Mengandung 4 subunit RNA polymerase.
Susunan kromosomnya sirkuler.
b.) Sel Eukariotik
Memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran inti dan dinamakan nucleus.
Organel-organelnya dibatasi membran.
Membran selnya tersusun atas fosfolipid.
Diameter selnya antara 10-100mm.
Mengandungbanyak subunit RNA polymerase.
Susunan kromosomnya linier.
Sel prokariotik dibagi menjadi 2 yaitu :
a) Bakteri.
b) Arcahae.
Bakteri
Organisme prokariotik dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu Eubakteri yang
merupakan bakteri sejati dan Archaea. Archaea secara morfologi serupa dengan eubakteri,
namun memiliki perbedaan dalam hal ciri-ciri fisiologis. Kelompok bakteri terdiri atas semua
organisme prokariotik patogen dan nonpatogen yang terdapat di daratan dan perairan, serta
organisme prokariotik yang bersifat fotoautotrof. Kelompok archaea meliputi organisme
prokariotik yang tidak memiliki peptidoglikan pada dinding selnya, dan umumnya hidup pada
lingkungan yang bersifat ekstrem.
Spesies bakteri dapat dibedakan berdasarkan morfologi (bentuk), komposisi kimia
(umumnya dideteksi dengan reaksi biokimia), kebutuhan nutrisi, aktivitas biokimia, dan
sumber energi (sinar matahari atau bahan kimia).
Struktur bakteri
Struktur eksternal
Struktur eksternal sel bakteri meliputi glikokaliks, flagela, filamen aksial, fimbria, dan pili.
Flagela merupakan filamen yang mencuat dari sel bakteri dan berfungsi untuk
pergerakan bakteri. Flagela berbentuk panjang dan ramping. Ada 5 macam tipe bakteri
berdasarkan jumlah dan letak flagelanya, yaitu atrikus (bakteri yang tidak memiliki flagela),
monotrikus (1 flagela), lofotrikus (1 atau lebih flagela pada satu ujung sel), amfitrikus
(sekelompok flagela pada masing masing ujung sel), dan peritrikus (flagela terdistribusi di
seluruh permukaan sel). Flagela memiliki 3 bagian dasar, yaitu filamen (yang mengandung
protein flagelin), kait tempat filamen tertanam, dan bagian dasar (basal body) yang memaku
flagela pada dinding sel dan membran plasma.
Filamen aksial (endoflagela) adalah kumpulan benang yang muncul pada ujung sel di
bawah selaput luar sel dan berpilin membentuk spiral di sekeliling sel.
Fimbria (jamak: fimbriae) termasuk golongan protein yang disebut lektin yang dapat
mengenali dan terikat pada residu gula khusus pada polisakarida permukaan sel. Hal itu
menyebabkan bakteri berfimbria cenderung saling melekat satu sama lain atau melekat pada
sel hewan.
Pili (tunggal: pilus) secara morfologi sama dengan fimbria. Umumnya pili lebih panjang
dibandingkan fimbria. Pili berperan khusus dalam transfer molekul genetik (DNA) dari satu
bakteri ke bakteri lainnya pada peristiwa konjugasi.
Dinding sel bakteri merupakan struktur kompleks dan berfungsi sebagai penentu bentuk
sel, pelindung sel dari kemungkinan pecah ketika tekanan air di dalam sel lebih besar
dibandingkan di luar sel, serta sebagai pelindung isi sel dari perubahan lingkungan di luar sel.
Berdasarkan dinding selnya, bakteri dibagi menjadi 4 macam yaitu :
1. Bakteri Gram positif
2. Bakteri Gram negatif
3. Bakteri tanpa dinding sel (microplasma)
4. Bakteri dengan dinding sel yang unik.
Struktur internal sel bakteri
Struktur di dalam dinding sel bakteri disebut dengan struktur internal sel bakteri. Di
dalam dinding sel bakteri terdapat sitoplasma yang merupakan substansi yang menempati
ruangan sel bagian dalam. Selain di kelilingi oleh dinding sel, sitoplasma juga dikelilingi oleh
membran sel (membran plasma) dan kadang-kadang terdapat lapisan di sebelah luar dinding
sel berupa kapsul atau lapisan lendir (slime layer).
Membran plasma (inner membrane) adalah struktur tipis yang terdapat di sebelah
dalam dinding sel dan menutup sitoplasma sel. Membran plasma tersusun atas fosfolipid
berlapis ganda dan protein.
Membran plasma berfungsi sebagai sekat selektif material yang ada di dalam dan di luar
sel (bersifat selektif permeabel bagi transport material ke dalam dan ke luar sel). Materi yang
melewati membran plasma dikelompokkan menjadi dua kelompok besar, yaitu mikromolekul
dan makromolekul. Membran plasma juga berfungsi untuk memecah nutrien dan
memproduksi energi.
Terdapat dua kategori umum proses transpor aktif, yaitu transpor aktif primer dan
sekunder. Transpor aktif primer membutuhkan energi (biasanya berupa hidrolisis ATP atau
aliran elektron) yang mengakibatkan perubahan konformasi dan memfasilitasi transpor
molekul melewati membran. Transpor aktif sekunder menggunakan energi untuk membentuk
gradien konsentrasi yang pada akhirnya digunakan untuk memfasilitasi proses transpor
molekul. Terdapat sebuah tipe khusus transpor aktif yaitu group translocation, di mana
substansi yang ditranspor (contoh: glukosa) diubah secara kimiawi selama transpor melalui
membran. Tipe transpor ini menggunakan energi berupa komponen fosfat berenergi tinggi,
yaitu phosphoenolpyruvic acid (PEP).
Struktur internal sel bakteri yang lain adalah daerah inti (daerah nukleoid) yang
mengandung kromosom bakteri; ribosom yang berperan pada sintesis protein; badan inklusi
yang merupakan organel penyimpan nutrisi; dan endospora (resting cell), yaitu struktur
dengan dinding tebal dan lapisan tambahan pada sel bakteri yang dibentuk di sebelah dalam
membran sel. Endospora berfungsi sebagai pertahanan sel bakteri terhadap panas ekstrem,
kondisi kurang air, dan paparan bahan kimia serta radiasi.
Endospora merupakan sel yang tahan terhadap kekeringan karena mempunyai dinding
sel yang tebal dan lapisan tambahan. Endospora terbentuk di dalam sel dan mampu tumbuh
menjadi organisme vegetatif yang baru. Salah satu karakteristik endospora bakteri adalah
susunan kimiawinya, yaitu mengandung sejumlah besar asam dipikolinat, yang mencapai 5-
10% berat kering endospora.
Struktur endospora terdiri atas inti (core), korteks, dan selubung (coat). Inti tersusun atas
sitoplasma terdehidrasi (dehydrated), DNA, ribosom, enzim, dan lain sebagainya.
Proses pembentukan endospora dalam sel vegetatif (sel induk) dikenal sebagai proses
sporulasi atau sporogenesis. Diameter endospora dapat berukuran sama, lebih kecil, lebih
besar daripada diameter sel vegetatif. Berdasarkan spesiesnya, endospora dapat terletak pada
ujung (terminal), dekat dengan ujung (subterminal), ataupun di tengah (sentral) sel vegetatif.
Ketika endospora masak, dinding sel vegetatif hancur (lisis) sehingga sel mati dan endospora
dilepaskan.
Endospora kembali ke bentuk vegetatif melalui proses yang disebut germinasi. Germinasi
dipacu oleh tekanan fisik atau kerusakan kimia pada selubung endospora. Selanjutnya enzim
endospora akan memecah lapisan tambahan yang mengelilingi endospora, air, memasuki sel,
dan proses metabolisme kembali aktif.
Dinding sel (gram + dan gram -)
Dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan (juga dikenal sebagai murein), yang
menyebabkan kakunya dinding sel. Peptidoglikan merupakan polimer (molekul besar) yang
terdiri atas perulangan disakarida yang tersusun atas monosakarida N-acetylglucosamine
(NAG) dan N-acetylmuramic acid (NAM). NAG dan NAM melekat pada suatu peptida yang
terdiri atas 4 atau 5 asam amino, yaitu L-alanin, D-alanin, asam D-glutamat, dan lisin atau
asam diaminopimelat, dan membentuk selubung mengelilingi sel. Pada struktur dinding sel
bakteri ini ditemukan konfigurasi D-asam amino yang berbeda dengan konfigurasi asam
amino di alam yang umumnya dalam bentuk L.
Dinding sel bakteri Gram positif mengandung banyak lapisan peptidoglikan (murein)
yang membentuk struktur yang tebal dan kaku, dan asam teikoat (teichoic acid) yang
mengandung alkohol (gliserol atau ribitol) dan fosfat. Ada 2 macam asam teikoat, yaitu asam
lipoteikoat (lipoteichhoic acid) yang merentang di lapisan peptidoglikan dan terikat pada
membran plasma, dan asam teikoat dinding (wall teichoic acid) yang terikat pada lapisan
peptidoglikan.
Dinding sel bakteri Gram negatif mengandung satu atau beberapa lapis peptidoglikan
dan membran luar (outer membrane). Peptidoglikan terikat pada lipoprotein pada membran
luar. Terdapat daerah periplasma, yaitu daerah yang terdapat di antara membran plasma dan
membran luar. Periplasma berisi enzim degradasi konsentrasi tinggi serta protein-protein
transpor. Dinding sel bakteri Gram negatif tidak mengandung asam teikoat, dan karena hanya
mengandung sejumlah kecil peptidoglikan, maka dinding sel bakteri Gram negatif ini relatif
lebih tahan terhadap kerusakan mekanis.
Komponen Kimia Dinding Sel
Gram positif Gram negative
Lipoteicoic acid (LTA) Lipopolisakarida (LPS)
Teichoic Acid Fosfolipid
Peptidoglikan (murein) Peptidoglikan (murein)
Protein Lipoprotein
Fosfolipid Protein
Karakteristik gram positif dan gram negatif
Karakteristik Gram positif Gram negatif
Dinding sel Homogen dan tebal (20-80 nm)
serta sebagian besar tersusun dari
peptidoglikan. Polisakarida lain
dan asam teikoat dapat ikut
menyusun dinding sel.
Peptidoglikan (2-7 nm) di
antara membran dam dan
luar, serta adanya
membran luar (7-8 nm
tebalnya) yang terdii dari
lipid, protein, dan
lipopolisakarida.
Bentuk sel Bulat, batang atau filamen Bulat, oval, batang lurus
atau melingkar seprti tand
koma, heliks atau filamen;
beberapa mempunyai
selubung atau kapsul
Reproduksi Pembelahan biner Pembelahan biner,
kadang-kadang pertunasan
Metabolisme Kemoorganoheterotrof Fototrof,
kemolitoautotrof, atau
kemoorganoheterotrof
Motilitas Kebanyakan nonmotil, bila motil
tipe flagelanya adalah petritrikus
(petritrichous)
Motil atau nonmotil.
Bentuk flagela dapat
bervariasi-polar,lopotrikus
(lophtrichous), petritrikus
(petritrichous).
Anggota tubuh
(Apendase)
Biasanya tidak memiliki apendase Dapat memiliki pili,
fimbriae, tangkai
Endospora Beberapa grup dapat membentuk
endspora
Tidak dapat membentuk
endospore
Archaea
Ciri-ciri Archaea:
Prokaryota
Pseudopeptidoglikan
Genom:Sirkular
Mengandung Histon pada DNA
Ribosom mirip bakteri
Hidup pada kondisi ekstrem (suhu tinggi, garam tinggi, dll)
Not known to cause disease in humans or animals
3 kingdoms of Archaea
1. Crenaarchaeota
2. Euryarchaeota
3. Korarchaeota
Contoh Archaea (Halofilik)
Seawater evaporation ponds
African “soda lake” high alkalinity, high
salinity
Contoh Archaea (Termofilik)
Morfologi Archaea
Bentuk Archaea sama dengan Bakteri
o Coccus
o Bacillus
o Spiral
Pyrodictiumabyssi (dasar laut suhu 1100C)
Cakram dengan jalinan benang tubulus
Struktur Archaea
Dinding sel Archaea
Penyusun kimia dinding sel:
Pseudomurein
N acetyltalosamnuricAcid +N acetylglucosamine
Metanokondroitin
Polimern asetilgalaktosamin, asam glukoronat dan glukosa
Metanosarcinasp
Glikoprotein
Asam amino bermuatan negative tinggi dan berikatan dengan Na
Halobacterium sp
Membran plasma Archaea
Kandungan protein sangat tinggi
Jenis lipid bermacam-macam
o Fosfolipid, Sulfolipid, glikolipid
o Lipid : isoprena→bercabang
StrukturMembran
o Bilayer: gliserol+C20 HC
o Monolayer : Gliserol tetrameter (gliserol+C40 HC)
o Bercabang
Ikatan eter dengan gliserol
Fungi
Fungi atau jamur banyak kita temukan di lingkungan sekitar kita. Jamur tumbuh subur
terutama di musim hujan karena jamur menyukai habitat yang lembab. Akan tetapi, jamur
juga dapat ditemukan hampir di semua tempat dimana ada materi organik. Jika lingkungan di
sekitarnya mengering, jamur akan menjalani tahapan istirahat atau menghasilkan spora.
Cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang jamur disebut mikologi.
Perbedaan jamur dengan tumbuhan tinggi (kingdom plantae) antara lain tubuh jamur
berupa talus (tubuh sederhana yang tidak mempunyai akar, batang, dan daun) sedangkan
tumbuhan sudah mempunyai akar, batang dan daun. Selain itu, jamur tidak berklorofil
sehingga, tidak membutuhkan cahaya matahari untuk menghasilkan makanan. Jamur bersifat
heterotrof saprofit atau heterotrof parasit. Sedangkan tumbuhan, memiliki klorofil sehingga
bersifat fotoautotrof, yaitu mampu membuat makanannya sendiri dengan bantuan cahaya
matahari.
Jamur memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
1. Merupakan organisme eukariot
2. Berkembang biak dengan menghasilkan spora
3. Dinding selnya tidak mengandung selulosa, melainkan karbohidrat kompleks
(termasuk kitin)
4. Tidak memiliki flagela dalam daur hidupnya
5. Memiliki hifa, miselium
6. Bersifat multiseluler kecuali yeast (khamir)
Beberapa ahli mikologi membagi jamur menjadi dua kelompok berdasarkan bentuk
tubuhnya, yaitu kapang (mold) dan khamir (yeast). Kebanyakan jamur termasuk dalam
kelompok kapang. Tubuh vegetatif kapang berbentuk filamen panjang bercabang yang seperti
benang, disebut hifa. Hifa akan memanjang dan menyerap makanan dari permukaan substrat
(tempat hidup jamur). Hifa-hifa membentuk jaring-jaring benang kusut, disebut miselium.
Hifa berfungsi mensekresi enzim untuk mencerna makanan dan mengabsorbsi nutrisi melalui
dinding sel. Beberapa hifa bersifat senositik (hifa tak bersekat), artinya hifa-hifa tidak terpisah
dalam ruang-ruang atau sel-sel, melainkan membentuk sebuah sel raksasa berinti banyak.
Jenis hifa lain ada yang terpisah dalam ruang-ruang oleh septa (dinding). Setiap sel dapat
mengandung lebih dari satu sel. Perhatikan gambar berikut.
Jamur dalam kelompok khamir bersifat uniseluler (berinti satu), bentuknya bulat atau oval.
Khamir ditemukan hampir di semua tempat, seperti di tanah, daun, buah serta pada tubuh
manusia. Khamir juga penting dalam pembuatan roti dan makanan fermentasi.
Struktur Sel Jamur
1. Kapsul
Hanya ada pada berapa jamur seperti cryptococcus neoformans (encapsulated yeast).
Struktur kimianya polisakarida, berfungsi untuk antifagositik supaya tidak difagisitosis
oleh sistem pertahanan tubuh dan sebagai faktor virulensi (keganasan).
2. Dinding sel
Strukturnya multilayer yaitu polisakarida (~90%) terdiri dari polimer heksosa dan
heksosamin, Protein dan glikoprotein (~10%), berfungsi untuk menjaga bentuk,
kekakuan dan kekuatan, serta menjaga dari tekanan osmotik.
3. Membran sel
Strukturnya bilayer terdiri dari phospolipid dan sterol (ergosterol, zymosterol), bersifat
semipermeable, berfungsi untuk melindungi sitoplasma, transpor zat, dan
memfasilitasi sintesis dinding sel dan kapsul.
4. Sitoplasma
5. Nukleus
6. Retikulum Endoplasma
7. Mitokondria
8. Vakuola
Reproduksi Jamur
Sebagian besar jamur bereproduksi dengan spora
mikroskopik, yaitu sel reproduktif yang tidak motil. Spora
biasanya dihasilkan oleh hifa aerial yang terspesialisasi. Hifa
aerial pada beberapa jamur membentuk struktur kompleks yang
disebut badan buah (fruiting body). Spora dihasilkan dalam badan
buah. Ada tiga bentuk struktur reproduktif pada jamur, yaitu
gametangium, sporangium, dan konodiofor. Gametangium adalah
struktur tempat pembentukan gamet. Sporangium adalah struktur
tempat dibentuknya spora. Konidiofor adalah hifa terspesialisasi yng menghasilkan spora
aseksual yang disebut konidia.
Virus
Virus adalah parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis.
Virus bersifat parasit obligat, hal tersebut disebabkan karena virus hanya dapat bereproduksi
di dalam material hidup dengan menginvasi dan memanfaatkan sel makhluk hidup karena
virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk bereproduksi sendiri. Biasanya virus
mengandung sejumlah kecil asam nukleat (DNA atau RNA, tetapi tidak kombinasi keduanya)
yang diselubungi semacam bahan pelindung yang terdiri atas protein, lipid, glikoprotein, atau
kombinasi ketiganya. Genom virus akan diekspresikan menjadi baik protein yang digunakan
untuk memuat bahan genetik maupun protein yang dibutuhkan dalam daur hidupnya.
Istilah virus biasanya merujuk pada partikel-partikel yang menginfeksi sel-sel eukariota
(organisme multisel dan banyak jenis organisme sel tunggal), sementara istilah bakteriofage
atau fage digunakan untuk jenis yang menyerang jenis-jenis sel prokariota (bakteri dan
organisme lain yang tidak berinti sel).
Virus sering diperdebatkan statusnya sebagai makhluk hidup karena ia tidak dapat
menjalankan fungsi biologisnya secara bebas jika tidak berada dalam sel inang. Karena
karakteristik khasnya ini virus selalu terasosiasi dengan penyakit tertentu, baik pada manusia
(misalnya virus influenza dan HIV), hewan (misalnya virus flu burung), atau tanaman
(misalnya virus mosaik tembakau/TMV).
Struktur dan anatomi virus
Virus adalah organisme subselular yang karena ukurannya sangat kecil, hanya dapat dilihat
dengan menggunakan mikroskop elektron. Ukurannya lebih kecil daripada bakteri sehingga
virus tidak dapat disaring dengan penyaring bakteri. Virus terkecil berdiameter hanya 20 nm
(lebih kecil daripada ribosom), sedangkan virus terbesar sekalipun sukar dilihat dengan
mikroskop cahaya.
Genom virus dapat berupa DNA ataupun RNA. Genom virus dapat terdiri dari DNA untai
ganda, DNA untai tunggal, RNA untai ganda, atau RNA untai tunggal. Selain itu, asam
nukleat genom virus dapat berbentuk linear tunggal atau sirkuler. Jumlah gen virus bervariasi
dari empat untuk yang terkecil sampai dengan beberapa ratus untuk yang terbesar. Bahan
genetik kebanyakan virus hewan dan manusia berupa DNA, dan pada virus tumbuhan
kebanyakan adalah RNA yang beruntai tunggal.
Bahan genetik virus diselubungi oleh suatu lapisan pelindung. Protein yang menjadi
lapisan pelindung tersebut disebut kapsid. Bergantung pada tipe virusnya, kapsid bisa
berbentuk bulat (sferik), heliks, polihedral, atau bentuk yang lebih kompleks dan terdiri atas
protein yang disandikan oleh genom virus. Kapsid terbentuk dari banyak subunit protein yang
disebut kapsomer.
Beberapa jenis virus memiliki unsur tambahan yang membantunya menginfeksi
inang.Virus pada hewan memiliki selubung virus, yaitu membran menyelubungi kapsid.
Selubung ini mengandung fosfolipid dan protein dari sel inang, tetapi juga mengandung
protein dan glikoprotein yang berasal dari virus. Selain protein selubung dan protein kapsid,
virus juga membawa beberapa molekul enzim di dalam kapsidnya. Ada pula beberapa jenis
bakteriofag yang memiliki ekor protein yang melekat pada "kepala" kapsid. Serabut-serabut
ekor tersebut digunakan oleh fag untuk menempel pada suatu bakteri. Partikel lengkap virus
disebut virion. Virion berfungsi sebagai alat transportasi gen, sedangkan komponen selubung
dan kapsid bertanggung jawab dalam mekanisme penginfeksian sel inang.
Replikasi virus
Replikasi virus terdiri atas beberapa tahapan-tahapan yaitu pelekatan virus, penetrasi,
pelepasan mantel, replikasi genom dan ekspresi gen, perakitan, pematangan, dan pelepasan.
Pelekatan Virus
Pelekatan virus merupakan proses interaksi awal antara partikel virus dengan molekul
reseptor pada permukaan sel inang. Pada tahap ini, terjadi ikatan spesifik antara molekul
reseptor seluler dengan antireseptor pada virus. Beberapa jenis virus memerlukan molekul
lainnya untuk proses pelekatan yaitu koreseptor.
Molekul reseptor yang target pada permukaan sel dapat berbentuk protein (biasanya
glikoprotein) atau residu karbohidrat yang terdapat pada glikoprotein atau glikolipid.
Beberapa virus kompleks seperti poxvirus dan herpesvirus memiliki lebih dari satu
reseptor sehingga mempunyai beberapa rute untuk berikatan dengan sel.
Reseptor virus mempunyai beberapa kelas yang berbeda :
1. molekul immunoglobulin-like superfamily
2. reseptor terkait membran
3. saluran dan transporter transmembran
Penetrasi
Penetrasi terjadi pada waktu yang sangat singkat setelah pelekatan virus pada reseptor
di membran sel. Proses ini memerlukan energi Tiga mekanisme yang terlibat:
Translokasi partikel virus
Proses translokasi relatif jarang terjadi di antara virus dan mekanisme belom sepenuhnya
dipahami benar, kemungkinan diperantarai oleh protein di dalam virus kapsid dan reseptor
membran spesifik.
Endositosis virus ke dalam vakuola intraseluler
Proses endositosis merupakan mekanisme yang sangat umum sebagai jalan masuk virus ke
dalam sel. Tidak diperlukan protein virus spesifik selain yang telah digunakan untuk
pengikatan reseptor.
Fusi dari envelope dengan membran sel (untuk virus yang berenvelope)
Proses fusi virus berenvelop dengan membran sel baik secara langsung maupun dengan
permukaan sel maupun mengikuti endositosis dalam sitoplasma. Diperlukan adanya protein
fusi spesifik dalam envelop virus, misalnya : HA influenza dan glikoprotein transmembran
(TM) Rhinovirus.
Pelepasan Mantel
Tahap ini terjadi setelah proses penetrasi dimana kapsid virus baik seluruhnya maupun
sebagian dipindahkan ke dalam sitoplasma sel inang. Pada tahap ini genom virus terekspos
dalam bentuk kompleks nukleoprotein. Dalam beberapa kasus, tahap ini berlangsung cukup
sederhana dan terjadi selama fusi pada membran virus dengan membran plasma. untuk virus
lainnya, tahap ini merupakan proses multistep yang melibatkan jalur endositosis dan membran
nukleus.
Replikasi Genom dan Ekspresi Gen
Strategi replikasi dari beberapa virus tergantung pada material genetik alami dari virus
tersebut. Dalam hal ini, virus dibagi dalam 7 kelompok seperti pengelompokan [[David
Baltimore]. Proses ekspresi gen akan menentukan semua proses infeksi virus (akut, kronis,
persisten, atau laten).
Kelas I : DNA Utas Ganda
Kelompok ini dibagi menjadi dua kelompok :
1. Replikasi terjadi di inti dan relatif tergantung kepada faktor-faktor seluler
(Adenoviridae, Polyomaviridae, Herpesviridae)
2. Replikasi terjadi di sitoplasma (Poxviridae). virus ini melibatkan semua faktor-faktor
yang penting untuk transkripsi dan replikasi dari genomnya, dan kebanyakan tidak tergantung
pada perangkat replikasi dari inangnya.
Kelas II : DNA Utas Tunggal
Replikasi terjadi di dalam nukleus, melibatkan bentuk utas ganda intermediate
sebagai cetakan untuk sintesis utas tunggal DNA turunannya (Parvoviridae)
Kelas III : RNA Utas Ganda
Virusnya memiliki genom yang tersegmentasi. masing-masing segmennya ditranskripsi secara
terpisah untuk menghasilkan monosistronik mRNA individual. contoh : Reoviridae
Kelas IV : RNA Utas Tunggal (+)
Virus dengan polisistronik mRNA dimana kelas ini genom RNA membentuk mRNA yang
ditranslasikan untuk membentuk suatu polyprotein yang dipecah membentuk protein matang.
Contoh : Picornaviridae
Kelas V : RNA Utas Tunggal (-)
Genom pada kelas ini dibagi menjadi dua tipe :
1. Genom tidak bersegmen (Rhabdoviridae), Tahap pertama dalam replikasi adalah transkripsi
dari genom RNA utas (-) oleh virion RNA-dependent RNA polimerase untuk menghasilkan
monosistronik mRNA yang juga sebagai cetakan untuk replikasi genom.
2. Genom bersegmen (Orthomixoviridae), replikasi terjadi di dalam nukleus dimana
monosistronik mRNA untuk masing-masing gen virus dihasilkan oleh transkriptase virus.
Kelas VI : RNA Utas Tunggal (+) dengan DNA Intermediate
Genom Retrovirus RNA utas tunggal (+) bersifat diploid dan tidak dipakai secara langsung
sebagai mRNA tetapi sebagi template untuk reverse transkriptase menjadi DNA.
Kelas VII : DNA Utas Ganda dengan RNA Intermediate
Virus kelompok ini bergantung kepada reverse transkriptase, tetapi berbeda dengan retrovirus,
prosesnya terjadi di dalam partikel virus selama maturasi (Hepadnaviridae).
Perakitan
Perakitan merupakan proses pengumpulan komponen-komponen virion pada bagian
khusus di dalam sel. Selama proses ini, terjadi pembentukan struktur partikel virus. Proses ini
tergantung kepada proses replikasi di dalam sel dan tempat di mana virus melepaskan diri dari
sel. mekanisme perakitan bervariasi untuk virus yang berbeda-beda. Contoh : proses perakitan
Picornavirus, Poxvirus, dan Reovirus terjadi di sitoplasma, sementara itu proses perakitan
Adenovirus , Poliovirus, dan Parvovirus terjadi di nukleus.
Pematangan
Pematangan merupakan tahap dari siklus hidup virus dimana virus bersifat infeksius. pada
tahap ini terjadi perubahan struktur dalam partikel virus yang kemungkinan dihasilkan oleh
pemecahan spesifik protein kapsid untuk menghasilkan produk yang matang. protease virus
dan enzim seluler lainnya biasanya terlibat dalam proses ini.
Pelepasan
Semua virus kecuali virus tanaman melepaskan diri dari sel inang melalui dia mekanisme :
1. untuk virus litik (semua virus non-selubung), pelepasan merupakan proses yang
sederhana, dimana sel yang terinfeksi terbuka dan virus keluar.
2. untuk virus berselubung, diperlukan membran lipid ketika virus keluar dari sel melewati
membran , proses ini dikenal sebagai budding.
Proses pelepasan partikel virus kemungkinan bisa merusak sel(Paramyxovirus,
Rhabdovirus, dan Togavirus) , dan kemungkinan sebagian lagi tidak merusak sel (Retrovirus).
DAFTAR PUSTAKA
Pratiwi, Sylvia Utami Tunjung. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Jakarta: Erlangga
Triatmoko, B. 2010. Bahan Ajar Pengantar Mikrobiologi Farmasi. Jember: Fakultas Farmasi
Universitas Jember.
http://www.geocities.ws/bpurnomo51/mik_files/mik4.pdf
http://download.fa.itb.ac.id/filenya/Handout%20Kuliah/Bio%20Sintesis%20Senyawa%20Oba
t/PERTUMBUHAN%20MIKROORGANISME.pdf
http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_%28biologi%29
Recommended