28

Click here to load reader

BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

  • Upload
    hadang

  • View
    217

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

BAB 14. KEANEKARAGAMAN PROKARIOTAARKHAEA

Secara morfologi Arkhaea dan Bakteri tidak berbeda. Namun perbedaan antara

Arkhaea dan Bakteri dapat dilihat pada metabolisme (khususnya katabolisme) dan

kondisi lingkungan pertumbuhan. Terdapat 3 subdivisi arkhaea, yaitu Euryarchaeota, Crenarchaeota dan Korarchaeota.

Sebagian besar Arkhaea hidup di lingkungan ekstrim, seperti dasar laut dalam,

mata air panas, dan lainnya. Lingkungan ekstrim ini tidak dapat ditumbuhi organisme

lainnya termasuk bakteri. Sebagian besar anggota Crenarchaeota hidup di lingkungan

panas ekstrim, seperti solfatara dan ceruk hidrotermal. Namun terdapat anggota

Crenarchaeota yang mampu hidup di lingkungan mesofil (berasosiasi dengan akar

tananaman) dan bahkan sampai suhu 2C (di Antartika).

EuryarchaeotaArkhaea ini memiliki keragaman metabolisme luas, tetapi memiliki properti dasar

bersama. Berdasarkan aktivitas metabolismenya Euryarchaeota dapat dikelompokan

menjadi 4 kelompok, yaitu metanogen, halofil, termoasidofilik, dan hipertermofil.Arkhaea Metanogen

Kebanyakan anggota Euryarchaeota menghasilkan metana (CH4) dalam

metabolismenya. Oleh karena itu, anggota Euryarchaeota ini disebut metanogen.

Berdasarkan analisis 16SRNA, metanogen merupakan Arkhaea primitif. Metanogenesis

hanya dapat terjadi pada kondisi anaerob, karena enzim dan kofaktor pada Arkhaea ini

labil oleh serangan oksigen. Daerah anaerobik seperti kolam lumpur, dan pengolahan

limbah anaerobik merupakan lingkungan menguntungkan bagi arkhaea ini. Sebagai

tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

hewan, termasuk ruminansia (sapi, kambing, dan kerbau), manusia, anjing, dan

serangga pengonsumsi selulosa seperti rayap. Di dalam saluran pencernaan

ruminansia, arkhaea ini berperan dalam mengkonsumsi hidrogen (H2) yang dapat

menghambat degradasi selulosa. Metana juga dapat dihasilkan dari asetat. Dalam

saluran pencernaan rayap, metanogen Methanobacterium dan Methanobenibacter,

hidup di dalam protozoa Trichomonas. Protozoa mendegradasi selulosa menjadi

glukosa dan kemudian didegradasi menjadi asam dan hidrogen. Metanogen

mengkonsumsi H2 dan mengubahnya menjadi metana. Metanogen juga dapat dijumlai di

lingkungan bersuhu tinggi, seperti ceruk hidrotermal, mata air panas, dan daerah

gunung api aktif.

Page 2: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Lingkungan hidup metanogen harus anaerob yang mengandung CO2 atau

senyawa C1 lainnya dan substrat tereduksi tinggi, seperti H2. Jika CO2 sebagai sumber

karbon, maka H2 dipakai sebagai sumber energi. Kadar SO42- pada habitat metanogen

harus rendah, karena dapat mengurangi populasi bakteri pereduksi sulfat. Bakteri

pereduksi sulfat akan berkompetisi dengan metanogen dalam mengkonsumsi H2.

Reaksi Metanogenesis

Arkhaea metanogen dapat dijumpai di daerah yang terjadi dekomposisi material

organik. Pada daerah demikian H2 dan asetat tersedia dan siap dikonsumsi. Jika

ditumbuhkan di daerah ini, maka arkhaea metanogen akan mengubah CO2 menjadi CH4

dan melepaskan air dengan reaksi berikut ini

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O G = -131 kJ

Arkhaea metanogen juga dapat mengkonsumsi metanol dan H2 menjadi CH4 dengan

menghasilkan energi sama dengan konsumsi CO2.

CH3OH + H2 CH4 + H2O G = -131 kJ

Beberapa arkhaea metanogen juga dapat mengkonsumsi metanol tanpa kehadiran H2

dengan reaksi sebagai berikut

4CH3OH 3CH4 + CO2 + 2H2O G = -80 kJ

Beberapa arkhaea metanogen dapat mengubah asetat menjadi CH4 dan rekasinya

adalah sebagai berikut

CH3COOH + H2O CH4 + HCO3H G = -31 kJ

Secara detail proses produksi CH4 oleh arkhaea metanogen adalah sebagai

berikut. CO2 harus diaktifkan oleh enzim metanofuran menjadi senyawa formil (HCO).

Metanofuran adalah kofaktor unik dan mampu mengikat CO2. Gugus formil terikat

metanofuran ditransfer ke enzim kedua, yaitu enzim metanopterin. Metanopterin juga

mampu mengikat senyawa C1 dan terus membawa melalui serial tahapan reduksi. Dua

reaksi reduksi terjadi pada gugus formil, sehingga mengubahnya menjadi metilen (CH2)

dan selanjutnya menjadi metil (CH3). Sumber elektron pada proses reduksi ini diperoleh

dari koenzim F420. Gugus metil ditransfer ke koenzim M (CoM) menghasilkan CH3-CoM.

Akhirnya direduksi menjadi CH4 oleh sistem metil reduktase.

Sebagian besar CH4 di atmosfir diproduksi oleh arkhaea metanogen dan CH4

merupakan gas greenhouse dan menyebabkan pemanasan global. Sebagian besar CH4

dihasilkan oleh aktivitas manusia, seperti peternakan dan pemanenan padi.

Keragaman Arkhaea Metanogen

Page 3: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Dua contoh arkhaea metanogen adalah Methanobacterium thermoautotrophicum

dan Methanococcus jannaschii. M. thermoautotrophicum sering dijumpai di tanah

tergenang dan digester limbah. Arkhaea ini terwarnai Gram negatif, tetapi tidak memiliki

struktur dinding sel gram negatif pada umumnya. Dinding selnya berisi

pseudopeptidoglikan bukan peptidoglikan. Seperti namanya, arkhaea ini tumbuh di

lingkungan bersuhu 35—70C. Arkhaea ini mampu mengonsumsi H2 dan format. Sel

berbentuk batang. M. jannaschii diisolasi dari ceruk hidrotermal laut dan hidup di

lingkungan sekitar 85C dan ahanya tumbuh dengan substrat CO2 dan H2. Sel

bebbentuk sferis. Kedua arkhaea ini mampu menyintesis semua senyawa organik dari

CO2.

Arkhaea metanogen ini merupakan arkhaea pertama yang diketahui urutan

genomnya. Ukuran genom M. thermoautotrophicum adalah 1,75 Mb dan diperkirakan

berisi 1870 gen. Sedangkan M. jannaschii memiliki ukuran genom sebesar 1,66 Mb

dengan perkiraan 1729 gen. Studi genom arkhaea metanogen menunjukkan bahwa gen

yang terlibat dalam proses anabolisme seperti biosintesis asam amino homolog dengan

Bakteri. Namun proses sentral sel seperti replikasi DNA dan transkripsi RNA lebih dekat

dengan Eukariota. Oleh karena itu, Arkhaea ini berada di antara bakteri dan Eukarya

pada pohon filogenetiknya. Perbandingan genom kedua arkhaea metanogen ini

menunjukkan bahwa 20% gen M. thermoautotrophicum tidak dijumpai pada M.

jannaschii dan 15% gen M. jannaschii tidak dijumpai pada M. thermoautotrophicum.

Arkhaea Halofil Ekstrim

Arkhaea halofil ekstrim merupakan anggota Arkhaea yang mampu hidup di

lingkungan salinitas tinggi dan merupakan organisme toleran garam. Telah teridentifikasi

sebanyak 20 species arkhaea halofil ekstrim dengan keragaman morfologi dan struktur

sel. Arkhaea halofil ekstrim memiliki dinding sel berbeda dengan bakteri gram negatif,

meskipun terwarnai Gram negatif dan tidak memiliki struktur istrirahat, seperti spora atau

kista. Kebanyakan arkhaea ini obligat aeron non-motil dan memerlukan garam untuk

pertumbuhannya. Mereka merupakan organisme kemorganotrof dan memerlukan

beberapa faktor pertumbuhan. Beberapa arkhaea halofil ekstrim mampu mengonsumsi

karbohidrat dan memproduksi energi melalui siklus TCA dan transfer elektron mirip

dengan bakteri. Beberapa arkhaea halofil ekstrim mampu hidup secara anaerob dan

melakukan fermentasi gula atau respirasi anaerob dengan nitrat atau fumarat sebagai

akseptor elektron.

Page 4: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Arkhaea halofil ekstrim hidup si daerah berkadar garam tinggi, dengan kadar

minimum, optimum, dan maksimum masing-masing sebesar 8,8% NaCl, sekitar 20%

NaCl, dan 32% NaCl. Daerah bersalinitas tinggi jarang dijumpai. Kebanyakan daerah

bersalinitas tinggi adalah danau garam seperti Great Salt Lake di Utah Amerika Serikat,

laut mati, dan danau soda. Terdapat organisme eukariota yang mampu hidup di

lingkungan bersalinitas tinggi seperti alga Dunaliella.

Pertanyaan pertama terhadap arkhaea ini adalah adaptasi molekuler organisme

ini terhadap lingkungan bersalinitas tinggi. Informasi terhadap adaptasi ini diketahui

setelah mempelajari mikroba halofil Halobacterium dan mungkin dapat dianalogikan ke

semua arkhaea halofil ekstrim. Permasalahan utama adalah lingkungan bersalin tinggi

akan membuat sebagian air keluar dari sel oleh proses osmosis. Organisme ini mampu

menjaga keseimbangan osolaritas di dalam sel dengan memproduksi molekul

kompatibel di ruang periplasmik. Selain itu dia mengakumulasi ion anorganik di dalam

sel yang sesuai dengan kadar garam di lingkungan. Halobacterium juga memompa

Kalium ke dalam sel, sehingga kadar kalim dalam sel seimbang dengan kadar Natrium

di lingkungan.

Arkhaea Termoasidofil

Arkhaea termoasidofil adalah arkhaea yang hidup di lingkungan bersuhu tinggi

dan benilai pH asam. Terdapat 3 genus yang umum untuk arkhaea termoasidofil, yaitu

Thermoplasma, Picrophilus, dan Ferroplasma.

Arkhaea Thermoplasma

Dua jenis Thermoplasma telah diisolasi, yaitu T. acidophilum dan T. volcanii.

Kedua organisme adalah kemorganotrof yang mampu hidup pada lingkungan

mengandung senyawa organik, dan memerlukan faktor pertumbuhan. Thermoplasma

mengonsumsi O2 dan senyawa sulfur sebagai akseptor elektron. T. acidophilum

merupakan termofil dengan kisaran suhu pertumbuhan antara 45 sampai 67C.

Sedangkan T. volcanii mampu tumbuh baik di suhu 33C, tetapi masih dapat tumbuh

pada suhu 67C. Kedua organisme ini memerlukan kondisi asam sampai nilai pH

mencapai 0,5 untuk pertumbuhannya.

Ongokan buangan batubara yang berisi batubara, pirit, dan material organik

sering spontan terbakar menghasilkan suhu tinggi. T. acidophilum mampu

mengonsumsi senyawa organik ini dan mengoksidasi melalui respirasi aerob atau

anaerob dengan menggunakan sulfur sebagai akseptor elektron.

Page 5: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Meskipun lingkungan bernilai pH asam, tetapi nilai pH sitoplasma arkhaea

termoasidofil mendekati netral. Hal ini terjadi akibat aktivitas pompa membran

memompa proton keluar dari sel. Metode ini melindungi rekasi metabolisme dari

penghambatan kondisi asam.

Arkhaea Picrophilus

Picrophilus sp. merupakan organisme yang paling toleran terhadap asam dan

merupakan organisme umum dijumpai di solfatara darat. Nilai pH optimum

pertumbuhannya adalah 0,7 dan mampu tumbuh sampai nilai pH 0,06. Nilai pH ini

ekuivalen dengan 1,15 M larutan HCl dan mampu melarutkan logam. Picophilus sp.

merupakan organisme obligat aerob yang tumbuh dengan mengoksidasi senyawa

organik dan mampu tumbuh pada suhu 40—69C. Dinding sel Picrophilus berisiprotein

lapisan S. Lapisan S ini yang diduga sebagai mekanisme impermeabel asam.

Arkhaea Ferroplasma

Arkhaea ini pertama kali diisolasi dari biorekator di Kazakhstan dan

pertambangan di Amerika Serikat. Arkhaea ini dijumpai di pertambangan sulfur.

Ferroplasma adalah organisme kemolitotrof yang memapu mengoksidasi ion feri (Fe2+)

atau pirit sebagai sumber energi dam mengonsumsi CO2 sebagai sumber karbon. Ion

ferat (Fe3+) merupakan produk akhir oksidasi ion feri. Selain ion feri, arkhaea ini mampu

mengoksidasi Mg2+. Arkhaea ini mampu hidup optimal di lingkungan bernilai pH 1,2

dengan kisaran pH pertumbuhan adalah 0,1—2,5. Arkhaea ini merupakan organisme

dominan (sampai 85%) di pertambangan asam. Oksidasi logam sulfida, khususnya pirit

(FeS2), menghasilkan proton yang dapat mengasamkan air. Larutan asam ini mampu

menahan ion logam seperti Fe2+, Cd2+, Cu2+, dan Zn2+.

Arkhaea Termofil Ekstrim

Arkhaea ini mampu hidup pada suhu sampai 113C. Sebagian besar species ini

diisolasi dari solfatara dan ceruk hidrotermal. Oleh karena itu, toleransi terhadap suhu

tinggi bekan hal yang mengejutkan.

Arkhaea Thermococcales

Semua jenis Thermococcales diketahui memiliki suhu optimal pertumbuhan

bevariasi antara 75 sampai 104C. Mereka obligat anaerob dan berkembang baik di

solfatara darat maupun laut. Thermococcales merupakan organisme organotrof yang

mengonsumsi senyawa organik sebagai sumber karbon dan energi. Mereka melakukan

respirasi dan fermentasi terhadap senyawa organik untuk menghasilkan energi. Di

antara Arkhaea Thermococcales merupakan arkhaea tumbuh cepat dengan waktu

Page 6: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

generasi mencapai 35 menit untuk Pyrococcus dan 120 menit untuk Thermococcus.

Thermococcus dan Pyrococcus adalah arkhaea motil, karena mempunyai flagela dan

tumbuh optimal pada suhu 95C. Kedua arkhaea ini mengonsumsi peptida dan

karbohidrat secara fermentatif dengan bertumpu pada enzim tungsten.P. furiosis

menghasilkan tungsten-G3P-feredoksin oksidoreduktase dan tampaknya mempunyai

peran sama dengan G3P-dehidrogenase pada jalur Emden-Meyerhoff-Parnas. Arkhaea

ini hidup baik tanpa hidrogen sulfida dan memiliki enzim tahan panas yang berpotensi

dalam aplikasi industri. Seperti kita ketahui reaktor industrial biasanya bekerja dengan

suhu tinggi dan terkorosi oleh hidrogen sulfida.

Arkhaea Archaeoglobales

Archaeoglobus merupakan satu-satunya genus anggota Archaeoglobales.

Arkhaea ini memerlukan kadar garam tinggi dan suhu tinggi. Oleh karena itu, habitanya

terbatas dan hanya dijumpai pada ceruk hidrotermal laut dan solfatara laut. Mereka

organisme abligat anaerob dan hanya tumbuh dengan mengonsumsi senyawa organik

dan anorganik. Sulfat dipakai sebagai akseptor elektron dan mengubahnya menjadi

hidrogen sulfida (H2S). Donor elektron berasal dari H2 dan dipakai untuk mereduksi

sulfat dan senyawa organik lainnya seperti asam laktat, gula, pati, dan peptida.

Arkhaea ini memiliki metabolisme mirip dengan arkhaea metanogen dalam hal

koenzim unik metanogen seperti faktor 420, koenzim M,dan lainnya. Selama

metabolismenya menghasilkan sedikit metana, tetapi tidak dapat tumbuh pada substrat

untuk arkhaea metanogen, seperti H2 dan CO2 kecuali tersedia sulfat. Sebuah hipotesis

menyatakan bahwa Archaeoglobales merupakan tahapan antara evolusi arkhaea

metanogen.

CrenarchaeotaKelompok Crenarchaeota terdiri atas termoasidofil dan hipertermofil yang secara

filogenetik berbeda dengan Euryarchaeota. Arkhaea hipertermofil ini merupakan

pemecah rekor toleransi terhadap suhu tinggi.

Crenarchaeota Hipertermofil

Anggota arkhaea ini ditemukan di sekitar lingkungan volcano baik di darat

maupun di laut. Sulfolobus tumbuh di mata air panas, kaya sulfur dengan nilai pH 1—5,

dan suhu sampai 95C. Sulfolobus adalah mikroba obligat aerob dan tumbuh secara

kemolitotrof dengan mengoksidasi H2S atau S menjadi H2SO4. Oksigen digunakan

sebagai akseptor elektron. Arkhaea ini mampu menambat CO2 melalui jalur 3-

hidroksipropionat termodifikasi. Anggota lainnya adalah Acidianus yang mengunakan

Page 7: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

elemen sulfur secara aerob dan anaerob. Arkhaea ini mengunakan sulfur sebagai donor

elektron maupun ekseptor elektron. Dengan bantuan oksigen, sulfur dioksidasi menjadi

asam sulfat dan elektron diberikan ke oksigen. Dalam kondisi nonoksigenik, hidrogen

direduksi dan sulfur dioksidasi, sehingga menghasilkan hidrogen sulfida. Baik Sulfolobus

dan Acidianus dapat tumbuh pada suhu 60--95C dan nilai pH optimum adalah 2.

Kandungan G+C pada kedua arkhaea ini rendah sekitar 31% untuk Acidianus

dan 37% untuk Sulfolobus. Fakta menunjukkan bahwa DNA dengan G+C tinggi lebih

tahan panas. Oleh karena itu pasti terdapat sistem lain yang bertanggung jawab

terhadap ketahanan panas. Ternyata arkhaea ini memiliki protein terasosiasi DNA yang

tahan panas. Meskipun kandungan G+C rendah, tetapi organisme ini tahan panas

akibat mekanisme proteiksi protein terasosiasi DNA.

Pyrolobus fumarii merupakan organisme pemegang rekor suhu pertumbuhan,

yaitu 113C. Arkhaea ini tidak dapat tumbuh di bawah suhu 90C dan suhu optimum

pertumbuhan adalah 106C. Pyrolobus merupakan organisme kemolitotrof pengonsumsi

(obligat) H2. Elektron dari H2 dipakai untuk mereduksi NO3-, S2O3

-, atau O2, masing-

masing menghasilkan NH4+, H2S and H2O. Organisme ini mampu bertahan dari sterilisasi

autoklaf, bahkan sampai 1 jam sterilisasi.

Arkhaea pereduksi sulfat baik dari anggota Euryarchaeota dan Crenarchaeota

merupakan organisme perusak (souring) sumur minyak. Hal ini karena merka mampu

mengkonsumsi suldfat menjadi hidrogen sulfida yang larut dalam minyak. Selain itu,

peningkatan emisi sulfur ketika pembakaran minyak dapat meningkatkan biaya

pemurnian minyak dan serangan sulfida terhadap logam baik casing maupun pipa dapat

menimbulkan korosi dan kebocoran.

KornarchaeotaBerdasarkan analisis 16S RNA arkhaea ini dipisahkan dari 2 kelompok

terdahulu. Anggota Kornarchaeota diduga memisah lebih dulu pada pohon filogenetik

dan properti selnya mirip dengan properti sel mikroba terprimitif di bumi. Sedikit sekali

informasi yang diberikan dari arkhaea ini, meskipun demikian penelitian tentang properti

metabolisme mulai dilakukan.

BAKTERIKelompok prokariota lain adalah bakteri. Anggota domain ini merupakan

prokariota pertama kali berhasil diisolasi dan mudah ditemukan di mana saja. Semua

prokariota patogen adalah bakteri dan keragaman metabolismenya adalah fotoautotrofik

litotrof, kemoautotrofik litotrof, dan kemoheterotrofik organotrof. Pengklasifikasian bakteri

Page 8: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

cukup rumit karena keragaman metabolisme yang tumpang tindih. Oleh karena itu

pengelompokan atau pengorganisasian bakteri pada bagian ini berdasarkan pada

1. Filogeni dan jejak seluler bakteri

2. Habitat bakteri

3. Fisiologi, biokimia, dan genetika bakteri

4. Fitur unik bakteri

PROTEOBAKTERIProteobakteri secara evolusioner saling terkait, tetapi secara umum mereka

adalah bakteri dengan dinding sel gram negatif. Mereka salah satu kelompok bakteri

yang berguna bagi manusia. Terdapat keragaman di dalam kelompok ini dan mereka

dibagi dalam 5 kelompok, yaitu -, -, -, -, -Proteobakteri. Dari ke-5 kelompok, akan

dipaparkan hanya beberapa mikroba yang memiliki keragaman metabolisme.

-ProteobakteriRhizobia (simbion tanaman)

Rhizobia pertama kali teridentifikasi sebagai bakteri pembentuk nodul pada

tanaman kacang-kacangan (leguminosae) dan dikelompokan dalam satu genus

Rhizobium. Bukti filogenetik menunjukkan bahwa kelompok ini cukup beragam. Rhizobia

dipisahkan dalam 6 genus, yaitu Rhizobium, Sinorhizobium, Mesorhisobium,

Bradyrizhobium, Azorhizobium, dan Allorhizobium. Bakteri-bakteri nodulasi tanaman ini

bukan kelompok tersendiri, tetapi berbaur dengan sejumlah species yang tidak

melakukan simbiosis.

Rhizobia adalah bakteri gram negatif kemoheterotrofik organotrof dan mampu

tumbuh pada media berbagai jenis karbohidrat. Bentuk normal Rhizobia adalah batang

dan tidak membentuk endospora. Mereka bakteri motil dengan flagela polar atau

subpolar atau peritrikus dan tumbuh secara aerob. Karena tanaman menghasilkan

berbagai karbohidrat dan berlebih, sehingga dapat mencukupi bakteri baik yang hidup

dekat akar tanaman maupun yang bersimbiosis dalam nodul.

Rhizobia dapat dibagi dalam galur cepat (waktu generasi <6 jam) dan galur lambat (waktu generasi >6 jam). Galur cepat mengunakan jalur Emben Meyerhoff Parnas (EMP), sedangkan galur lambat mengunakan jalur Entner Doudoroff (ED). Galur cepat mampu mengonsumsi glukosa, galaktosa, fruktosa, xilosa, manitol, sukrosa,

dan dulsitol. Galur lambat juga mampu mengonsumsi berbagai jenis karbohidrat, tetapi

juga memerlukan faktor pertumbuhan.

Page 9: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Rhizobia galur cepat memiliki gen untuk nodulasi dan penambatan nitrogen pada

plasmid. Plasmid ini cukup besar, yaitu berukuran sekitar 1 Mb. Plasmid ini tidak

terdeteksi sampai diperoleh metode tercanggih pendeteksi plasmid. Diduga bahwa gen

nodulasi telah ada di rhizobia progenitor dan kerabatnya non-nudulasi yang menghilang

seiring perkembangan jaman. Kemungkinan gen nodulasi tertransfer ke galur lain.

Karena gen nodulasi terdapat di pasmid bukan di kromosom, maka mudah dipahami

bahwa gen nodulasi dapat hilang. Rhizobia galur lambat juga memliki gen penambat

nitrogen. Gen tersebut berada di kromosom bukan di plasmid. Kemungkinan galur

lambat melakukan rekombinasi melakukan tarnsfer horizontal dari plasmid ke

kromosom.

Rhizobia disebut simbion tanaman bukan patogen. Hal ini karena ketika

menodulasi tanaman mereka memberikan keuntungan bagi tanaman, yaitu mereka

menambat nitrogen dan hasil tambatan tersebut diberikan ke tanaman. Sebagai imbalan

tanaman memberikan sumber karbon dan energi kepada rhizobia. Mereka mampu

bersimbiosis dengan berbagai tanaman legum seperti alfalfa, kedelai, dan kacang.

Bakteri Prosthecate Dimorfis Caulobacter

Kebanyakan bakteri membelah biner simetris, tetapi bakteri prosthecate

bereproduksi secara asimetris. Salah satu contoh bakteri prosthecate adalah

Caulobacter. Caulobacter merupakan bakteri gram negatif, berbentuk batang, dan

nonspora. Secara filogenetik bakteri-bakteri prosthecate beragam, tetapi saling

berkerabat dekat. Mereka terspesialisasi hidup di lingkungan akuatik, khususnya di

daerah miskin nutrisi, termasuk air minum. Bakteri ini tidak berbahaya dan tidak

ditemukan di lingkungan panas dan tidak berasosiasi dengan hewan. Bakteri

prosthecate hanya berasosiasi dengan fototrofik dan heterotrofik diatom. Pada inang

fotosintetik terjadi simbiosis mutualisma. Caulobacter mengambil oksigen yang

dihasilkan fotosintetik organisme dan sebagai imbalan Caulobacter menerima kelebihan

makanan dari organisme fotosintetik.

Caulobacter adalah organisme kemoheteroorganotrof yang dapat mengonsumsi

karbohidrat dan asam amino. Semua jenis obligat aerob dan cenderung mesofilik, tetapi

beberapa jenis dapat tumbuh pada suhu 5C. Genom C. Crescentus berisi 105 gen

untuk sistem respons 2 komponen. Caulobacter memiliki 2 bentuk sel dalam siklus

hidupnya, yaitu sel stasioner (nonmotil) dan sel swarmer (motil dengan flagela tunggal).

Sel swarmer merupakan salah satu hasil pembelahan sel stationer. Flagela disintesis

sebelum pembelahan sel sempurna (sel terpisah). Sel swarmer berenang dan tidak

Page 10: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

mengalami pembelahan. Pada saat tertentu sel swarmer berhenti (mungkin menerima

sinyal lingkungan menguntungkan) dan flagela terlepas. Kemudian sel menyintesis

prostheca dan melekat ke permukaan, sehingga menghasilkan sel stationer baru.

Mikroba ini memiliki toleransi tinggi terhadap kemiskinan nutrien dan terhambat

pertumbuhannya di media diperkaya. Bakteri prosthecate sangat penting untuk

mineralisasi molekul organik pada habitat akuatik. Mikroba lain mengonsumsi molekul

organik ketika kadarnya tinggi, sebaliknya bakteri prosthecate mengonsumsi molekul

organik ketika kadarnya rendah.

Bakteri Metanotrof

Terdapat 2 kelompok bakteri metanotrof, yaitu tipe I dan tipe II. Bakteri

metanotrof tipe I terdiri atas 6 genus, yaitu Methylococcus, Methylocaldum,

Methylomonas, Methylobacter, Methylomicrobium dan Methylosphaera. Semuanya

termasuk kelompok -proteobakteri. Bakteri metanotrof tipe I melakukan bisosintesis

karbon melalui jalur formaldehid. Bakteri metanotrof tipe II termasuk kelompok -

proteobakteri, yaitu Methylocystis dan Methylosinus dan beberapa jenis yang mampu

membentuk spora atau kista. Bakteri metanotrof tipe II melakukan bisosintesis karbon

melalui jalur serin.

Bakteri metanotrof adalah bakteri gram negatif, berbentuk batang atau kokus,

metabolisme terspesialisasi mampu mengonsumsi senyawa C1. Senyawa C1 akan

dimetabolisme menjadi CO2 dan H2O mengunakan O2 sebagai akseptor elektron. Bakteri

metanotrof tidak berkerabat dengan arkhaea metanogen. Pada lingkungan anaerob

metana biasanya dikonsumsi oleh arkhaea dan mikroba pereduksi sulfat.

Karena lingkungan bermetana yang tersebar luas, maka bakteri metanotrof

dapat dijumpai di lingkungan tersebut dan merupakan konsumen utama dari metana.

Lingkungan bermetana dapat dijumpai di ladang padi, tanah berlumpur, sungai, kolam,

danau, lumpur limbah, tambang batu bara, dan drainase air. Bakteri metanotrof tidak

pernah diisolasi dari lingkungan ekstrim, meskipun terdapat aktivitas metanogenesis.

Beberapa jenis bakteri metanotrof hidup bersama dengan bakteri pengoksidasi sulfur

dan beberapa jenis bakteri metanotrof bersimbiosis dengan invertebrata yang hidup di

dasar laut dalam. Hal ini karena sinar matahari tidak mampu menembus laut sampai ke

dasar laut dalam dan mikroba fotoautotrof jarang ditemukan, sehingga invertebrata lebih

memilih bersimbiosis dengan bakteri metanotrof.

Oksidasi metana terjadi di membran sel yang terinvaginasi dan disebut

membran intrasitoplasma. Jumlah invaginasi membran sel tersebut meningkat seiring

Page 11: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

dengan peningkatan kadar metana pada lingkungan. Hal ini karena semakin banyak

metana, maka bakteri menyintesis protein untuk mengonsumsi metana menjadi semakin

banyak pula. Oleh karena itu, bakteri melakukan invaginasi semakin banyak (luas) untuk

menampung kenaikan protein tersebut. Oksidasi metana oleh bakteri metanotrof (juga

metilotof) memberikan 2 manfaat, yaitu sebagai sumber karbon dan sebagai sumber

energi. Metana dioksidasi menjadi metanol dan selanjutnya menjadi formaldehid.

Setelah itu, formaldehid akan dimetabolisme menjadi format dan selanjutnya menjadi

CO2 dengan mentransfer elektron ke NADP, sehingga menjadi NADPH. NADPH

merupakan sumber elektron yang dapat dipakai untuk produksi energi. Formaldehid

dapat juga dioksidasi menjadi komponen seluler (sumber karbon) melalui beberapa jalur

biosintesis (tambatan) karbon.

Agrobacterium

Agrobacterium berkerabat dekat dengan jenis tertentu Rhizobium.

Kenyataannya, jika plasmid R. phaseoli yang mengandung gen penginfeksi kacang,

diintroduksi ke A. tumefaciens, maka bakteri A. tumefaciens berubah menjadi bakteri

nodul penambat nitrogen pada akar kacang-kacangan.

Agrobacterium adalah bakteri gram negatif, motil, bentuk sel batang pendek,

nonspora, dan tumbuh secara kemoheteroorganotrofik. Kebanyakan anggota

Agrobacterium adalah patogen tanaman. A. rhizogenes menyebabkan penyakit rambut

akar, A. vitis menyebabkan nekrosis pada anggur. Faktor virulensi Agrobacterium

patogen adalah flagelanya. A. radiobacter merupakan galur nonpatogen dan hidup di

tanah. Agobacterium nonpatogen tidak memiliki plasmid Ti yang berperan dalam induksi

tumor. Bakteri ini dijumpai di tanah dan berasosiasi dengan akar, tuber, dan batang

yang terbenam di bawah tanah.

A. tumerfaciens mengandung kromosom unik, yaitu 1 kromosom sirkuler (3 Mb)

dan 1 kromosom linier (2,1 Mb). Selain itu bakteri ini memiliki plasmid (200 Kb) yang

dinamakan plamid Ti. Sebagian plasmid ini ditransfer bakteri ke genom tanaman,

sehingga tanaman terinfeksi menyintesis senyawa-senyawa untuk pertumbuhan bakteri

patogen ini. Bagian plasmid yang tertransfer ke tanaman berfungsi untuk kolonisasi,

konjugasi, dan pemanfaatan produk metabolisme sel tumor tanaman.

Bagaimana proses infeksi A. tumerfaciens ke tanaman. Bakteri ini mengenali

adanya senyawa fenolat yang disekresi tanaman melalui reseptornya di permukaan sel.

Sinyal ini ditransfer ke genom melalui sistem respons 2 komponen. Setelah sel

menerima sinyal tersebut, maka sel bakteri ini menginfeksi akar tanaman dan

Page 12: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

memproduksi sistem sekresi tipe IV yang (mirip) dijumpai pada bakteri patogen

manusia Helicobacter pylori dan Vibrio cholerae. Sistem ini menyekresi T-DNA dan

protein khusus keluar dari sel bakteri dan terinsersi ke kromosom tanaman. Ekspresi

gen T-DNA oleh tanaman adalah auksin dan sitokinin. Kedua senyawa tersebut dapat

memicu pertumbuhan sel takterkontrol, sehingga menyebabkan pembentukan tumor.

Selain itu, gen T-DNA terekspresi menjadi opine. Opine dikonsumsi oleh A.

tumerfaciens dan diubah menjadi molekul khusus bagi pertumbuhan A. tumerfaciens.

Pada umumnya bakteri tidak mampu mengkonsumsi opine.

Kemampuan transfer DNA pada bakteri A. tumerfaciens sangat menguntungkan

bagi rekayasa genetika tanaman. Dengan mengubah gen struktural T-DNA dengan gen

lainnya (tetapi tidak mengubah promoternya), maka kita dapat melihat hasil ekspresi gen

tersebut.

Bakteri Ungu Nonsulfur

Bakteri fotosintetik ditemukan pada berbagai filum mirkoba dan tidak

mencerminkan satu cabang pohon filogenetik. Bakteri fotosintetik meliputi sianobakteri,

bakteri ungu nonsulfur, bakteri ungu sulfur, bakteri hijau sulfur, dan Chloroflexus. Bakteri

hijau memiliki fotosistem berbeda dengan bakteri ungu. Sianobakteri tampaknya

mengunakan kombinasi fotosistem kedua bakteri dan mirip dengan fotosistem tanaman.

Kultur bakteri ungu (kontras dengan namanya) dapat berwarna beige, olive, hjau,

merah oranye, pink, dan bahkan biru. Bakteri ungu nonsulfur memiliki 4 keompok

filogenetik yang berbeda, yaitu Rhozocyclus, Rhodospirillum, Rhodopseudomonas dan

Rhodobacter. Bakteri ungu tersebut pertama termasuk kelompok filogenetik -

proteobakteri, sedangkan sisanya termasuk kelompok filogeneti -proteobakteri. Bentuk

sel bakteri ungu nonsulfur bervariasi, yaitu spirilum (Rhodospirillum), batang

(Rhodopseudomonas dan Rhodobacter), dan jejaring sel.

Bakteri ungu nonsulfur hidup di lingkungan tanpa oksigen (anoksigenik) dan

melakukan fotosintesis. Lingkungan anaerob dan bercahaya hanya dapat dijumpai di

lingkungan akuatik dan dasarnya. Oleh karena itu bakteri ungu nonsulfur dapat dijumpai

di lingkungan akuatik (tawar dan laut) di mana sinar matahari dapat menembus dasar

perairan. Bakteri ungu nonsulfur tumbuh secara fotoautolitotrofik atau

fotoheteroorganotrofik, tetapi dapat berubah menjadi kemoheteroorganotrof atau

kemoautolitotrofik, jika ditumbuhkan pada lingkungan tanpa cahaya.

Pertumbuhan secara fotosintetik, menyebabkan bakteri ungu memerlukan

cahaya sebagai sumber energi dan senyawa anorganik atau organik sebagai sumber

Page 13: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

karbon. Sulfur berperan sebagai sumber elektron. Banyak jenis bakteri ungu nonsulfur

mengunakan nitrat, nitrit, dan nitrous oksida sebagai akseptor elektron dan menjadikan

senyawa-senyawa tersebut menjadi nitrogen. Rhodopseudomonas capsulata dapat

tumbuh di kegelapan dengan hidrogen sebagai sumber elektron dan oksigen sebagai

akseptor elektron. Tanpa adanya akseptor elektron, maka bakteri ungu nonsulfur mapu

melakukan fermentasi. Rhodospirillum rubrum mampu memfermentasi fruktosa menjadi

suksinat, asetat, propionat, format, CO2, dan H2. Jika ditumbuhkan pada piruvat R.

rubrum menghasilkan produk fermentasi berupa asetat, format, CO2, dan H2.

Senyawa sulfur berperan sebagai donor elektron untuk metabolisme fotosintetik.

Selain sebagai sumber alektron, hidrogen sulfida dapat meracuni bakteri ungu nonsulfur.

Bakteri ungu nonsulfur air laut lebih toleran terhadap hisrogen sulfida dibandingkan

bakteri ungu nonsulfur air tawar.

-Proteobakteri-Proteobakteri tumbuh secara kemoautolitotrofik. Kemoautolitotrofik adalah

jenis metabolisme yang memerlukan senyawa anorganik sebagai sember energi,

elektron, dan karbon. -Proteobakteri merupakan bakteri gram negatif dan mampu

mengonsumsi senyawa anorganik seperti H2, NH3, NO2-, H2S, S, Fe2+, Mn+2, dan CO.

Bakteri Pengoksidasi Amoniak

Bakteri pengoksidasi amoniak merupakan bakteri yang mampu mengoksidasi

amoniak menjadi nitrat untuk memperoleh energi dan mengunakan CO2 sebagai sumber

karbon. Sebagian besar bakteri pengoksidasi amoniak termasuk -proteobakteri, kecuali

Nitrosococcus oceanus yang termasuk -proteobakteri. Bakteri ini dijumpai di

sembarang habitat, karena amoniak tersedia di sembarang tempat. Kebanyakan bakteri

pengoksidasi amoniak adalah bakteri mesofilik dan memerlukan garam pertumbuhan.

Bakteri ini yang disolasi dari lingkungan dingin dan asam, adalah bakteri fakultatif

psikrofil dan asidofil.

Dengan mengoksidasi amoniak melalui sistem rantai respirasi akan

menghasilkan sejumlah energi dan elektron diterima oleh oksigen. Reaksi keseluruhan

adalah sebagai berikut.

2H+ + NH3 + 2e- + O2 NH2OH + H2O

NH2OH + H2O HNO2+ 4H+ + 4e-

Reaksi pertama dikatalis oleh enzim amonia monoksigenase dan reaksi kedua dikatalis

oleh hidroksilamin oksidoreduktase. Produksi asam nitrit (HNO2) akan dioksidasi oleh

Nitrobacter dan species terkait menjadi asam nitrat (HNO3).

Page 14: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Tambatan karbon dari CO2 melalui jalur siklus Calvin. Enzim kunci siklus Calvin

adalah rtibulosa bisfosfat karboksilase terdapat dalam struktur karboksisom.

Karboksisom berisi enzim untuk penambatan CO2 dan CO2 sendiri.

Thiobacilli

Thiobacillus merupakan kelompok bakteri kemoautolitotrofik dan mengonsumsi

senyawa sulfur tereduksi sebagai sumber energi. Untuk mengisolasi bakteri ini cukup

mudah, yaitu dengan memumbuhkan bakteri ini pasda media mengandung sulfat

tereduksi dan tanpa senyawa organik. Analisis filogenetik anggota Thiobacilli tidak

berkerabat dan tersebar ke -proteobakteri dan -proteobakteri. Sampai saat ini telah

teridentifikasi 30 jenis Thiobacilli dan semuanya mampu mengoksidasi sulfur tereduksi

dan tumbuh secara autotrof. Anggota Thiobacilli antara lain Thiobacillus dan Thiomonas.

Thiomonas mampu berubah menjadi kemoheteroorganotrofik jika ditumbuhkan pada

media senyawa organic sederhana seperti ekstrak khamir, peptone, dan piruvat. Habitat

mikroba ini terbatas hanya pada lingkungan di mana terdapat donor elektron (senyawa

sulfur atau besi pada beberapa kasus) dan akseptor elektron (oksigen atau nitrous

oksida) yang secara simultan tetap ada.

Thiobacilli mengoksidasi senyawa sulfur seperti H2S, S, and S2O32- untuk

menghasilkan energi dan menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron. Oksidasi

senyawa sulfur menghasilkan asam sulfat (H2SO4), sehingga menurunkan nilai pH

lingkungan. Karena menghasilkan asam sulfat atau besi ferat, maka bakteri ini

bertanggung jawab terhadap korosi pada pipa dan bangunan dan monumen beton.

Selain itu, bakteri ini bertanggung jawab terhadap pengasaman lingkungan perairan

(acid run-off).

FLORA NORMAL Sejumlah mikroba hidup di kulit dan membran mukosa dari bayi sejak lahir

sampai dewasa dan mati disebut flora normal. Sejumlah mikroba flora normal manusia

dapat dilihat pada Gambar 14.1. Populasi mikroba normal flora relatif stabil dengan

genus-genus tertentu dominan untuk priode khusus kehidupan individual. Mikroba

normal flora dapat menguntungkan atau merugikan bagi inangnya. Mikroba flora normal

dapat tidak memberi keuntungan maupun kerugian (komensal) bagi inang. Meskipun

mikroba flora normal yang tinggal di kulit manusia tidak berbahaya, tetapi dapat berubah

menjadi berbahaya pada manusia yang terkompromi sistem pertahanannya. Yang

termasuk mikroba flora normal adalah prokariota khususnya bakteri. Virus dan parasit

tidak dimasukkan ke dalam kelompok mikroba flora normal

Page 15: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Gambar 14-1 Populasi koloni mikroba (per gram atau per ml) dalam berbagai bagian tubuh manusia..

Nilai Penting Flora NormalFakta menunjukkan bahwa pengaruh terhadap kesehatan dari flora normal

diketahui sejak diperoleh hewan bebas kuman. Hewan bebas kuman menunjukkan

kemampuan hidup 2 X lipat dari hewan normal. Namun penyebab utama kematian

hewan bebas kuman dan hewan normal berbeda. Hewan bebas kuman mati oleh atonia

intestinal, sedangkan hewan normal oleh infeksi mikroba. Fakta menunjukkan bahwa

kondisi anatomi, fisiologi, dan imunologi hewan bebas kuman berbeda dengan hewan

normal. Saluran pencernaan hewan bebas kuman berkembang buruk, sedikit

mengandung imunoglobulin, dan kecepatan renewal sel epitel lebih rendah setengah

dibandingkan hewan normal.

Page 16: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Gambar 14.2 Mekanisme kompetisi flora normal terhadap invasi patogen

Flora normal pada manusia biasanya berkembang sejak kelahiran dan menjadi

stabil populasinya pada manusia dewasa. Faktor utama penentu komposisi flora normal

manusia adalah kondisi alami lingkungan lokal (nilai pH, suhu, potensial redoks, dan

oksigen). Sekresi imunoglobulin juga berperan dalam mengontrol flora normal. Pertama

kali bayi kontak dengan mikroba adalah saat kelahiran dan bergerak melalui saluran

kelahiran (plasenta). Pada bayi di bawah 4 bulan (ASI eksklusif), bakteri gram positif

(Bifidobacteria dan Lactobacilli) mendominasi saluran pencernaan. Ketika bayi menyusu

susu formula, maka bakteri gram positif dalam saluran pencernaan digantikan oleh

bakteri gram negatif (Enterobacteriaceae). Nilai penting flora normal adalah flora normal

mempengaruhi anatomi, fisiologi, umur, dan jenis kematian.

Page 17: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Gambar 14.3 lapisan mukosa usus (T) tikus yang dihuni oleh mikroba flora normal (B).

Flora KulitKulit menyediakan contoh mikrolingkungan yang baik. Komposisi mikroflora

bervariasi bergantung pada karakteristik mikrolingkungan. Terdapat 3 daerah kulit yang

memiliki flora bakteri berbeda, yaitu (1) daerah axilla, perineum, dan antarjari, (2)

tangan, muka, dan badan (3) lengan atas dan kaki. Kulit dengan kelembaban, suhu

tubuh, dan kadar lipid relatif tinggi menyediakan keanekaragaman mikroflora yang tinggi.

Daerah axilla, perinium dan antarjari lebih banyak dihuni bakteri gram negatif daripada

daerah kulit yang kering. Jumlah mikroba pada kulit manusia relatif konstan. Hal ini

karena kelangsungan hidup dan kolonisasi bakteri bergantung pada aktivitas spesifik

antara kulit dan bakteri serta lingkungan khusus kulit yang hanya cocok untuk bakteri

tertentu. Sebagian besar mikroba hidup di permukaan superfisial stratum corneum dan

bagian atas folikel rambut. Beberapa mikroba mampu menembus kulit dan mencapai

folikel rambut, sehingga sulit dijangkau oleh prosedur disinfeksi.

Staphylococcus

S. epidermis merupakan bakteri utama kulit dan pada daerah tertentu

mendominasi sampai 90%. Selain itu S. aureus merupakan bakteri umum di rongga

hidung san perineum dan mampu mencapai 10—40% dari total populasi flora normal.

Pada pasien penyakit kulit (dermatitis atropi) populasi S. aureus mampu mencapai 80—

100%.

Page 18: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Micrococcus

Micrococcus tidak sebanyak staphylococcus dan bakteri difteroid. Micrococcus

biasanya terdapat pada kulit normal. Jenis yang dominan adalah M. luteus. Biasanya M.

luteus berjumlah 20—80% dari total Micrococcus kulit.

Difteroid ( Coryneform )

Terminologi difteroid merujuk pada berbagai bakteri yang termasuk genus

Corynebacterium. Difteroid kutaneus dibedakan menjadi 4 kelompok, yaitu difteroid

lipofilik atau nonlipofilik, difteroid anaerobik, difteriod porfirin, dan difteroid keratinolitik.

Difteroid lipofilik merupakan difteroid umum di axilla, sedangkan difteroid nonlipofilik

umum dijumpai di glabrous skin.

Difteroid anaerobik biasanya hidup di kulit yang kaya glandula sebaceous.

Difteroid anaerob selain Corynebacterium adalah Propionibacterium (P. acnes dan P.

granulosum). Kemungkinan P. acnes merupakan bakteri penyebab infeksi acne

(jerawat). P. avidum merupakan species ke-3 difteroid anaerobik kutaneus dan jarang

diisolasi dari jerawat.

Streptococcus

Streptococcus khususnya Streptococcus -hemolisis jarang dijumpai pada kulit

normal, tetapi Streptococcus -hemolisis sering dijumpai di mulut dan jarang dijumpai

pada kulit lainnya.

Bacillus Gram Negatif

Bakteri gram negatif menyusun sebagiab kecil flora kulit. Biasanya mereka

dijumpai pada lingkungan lembab seperti axilla dan antarjari, tetapi tidak dijumpai pada

lingkungan kering. Enterobacter, Klebsiella, Escherichia coli, dan Proteus spp.

Merupakan bakteri gram negatif dominan pada kulit. Acinetobacter spp. Juga dijumpai di

kulit normal.

Flora KukuMikorbiologi kuku normal biasanya mirip dengan kulit. Partikel debu dan material

eksternal lainnya dapat terjebak di bawah kuku. Flora residen kulit juga dijumpai di

bawah kuku. Selain itu, debu dapat membawa spora fungi dan bacillus. Aspergillus,

Penicillium, Cladosporium, dan Mucor merupakan fungi dominan yang ditemukan di

bawah kuku.

Flora Mulut dan Saluran Pernafasan Atas

Page 19: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Flora mulut biasanya terlibat dalam karies gigi dan penyakit periodontal, jika

populasinya meningkat sampai 80%. Flora mulut anaerob bertanggung jawab terhadap

infeksi otak, wajah, dan paru. Infeksi flora mulut anaerob biasanya menghasilkan abses.

Farinx dan trakea biasanya berisi bakteri yang juga dijumpai pada rongga mulut

(Streptococcus alfa dan beta hemolisis) serta mikroba anaerob, Saphylococcus,

Neisseriae, dan difteroid. Mikroba patogen seperti Haemophilus, Mycoplasma, dan

Pneumococcus juga dijumpai di farinx. Saluran pernafasan atas biasanya merupakan

tempat kolonisasi awal mikroba patogen seperti Neisseria meningitides, C. diphtheriae,

dan Bordetella pertussis. Saluran pernafasan bawah seperti bronkus dan alveolus

biasanya relatif steril. Hal ini karena aktivitas sistem pertahanan inang, seperti makrofag

alveolus.

Flora Saluran PencernaanLambung merupakan lingkungan yang tidak bersahabat bagi bakteri. Asiditas

mampu menurunkan populasi bakteri. Beberapa jenis Heliobacter dapat berkoloni di

lambung dan berasosiasi dengan penyakit gastritis tipe B dan peptik ulcer. Aspirate dari

cairan doudenum berisi sekitar 103 mikroba/ml. Aktivitas peristaltik dan keberadaan

empedu merupakan penyebab utama sedikitnya jumlah mikroba di saluran pencernaan

atas. Pada jejenum jumlah mikroba meningkat sampai 106—108 mikroba/ml dan

didominasi oleh Lactobacillus, Bacteroides, dan Bifidobacteria.

Populasi bakteri mencapai titik tertinggi pada saluran pencernaan bawah (kolon),

yaitu 109—1011 mikroba/ml. Flora kolon teridentifikasi sejumlah 400 jenis dengan 95%

termasuk genus anaerob Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium,

Peptostreptococcus, dan Clostridium. Mikroba ini berproliferasi di intestinum dan

menghasilkan produk metabolisme seperti asetat, butirat, dan laktat. Kondidi anaerob

dan produk metabolisme menghambat pertumbuhan mikroba lainnya.

Meskipun flora normal dapat menghambat pertumbuhan mikroba patogen, tetapi

flora normal dapat menghasilkan penyakit pada manusia. Mikorba anaerob intestinum

merupakan agen abses abdominal dan peritonial. Perforasi akibat appendicitis, kanker,

infarksi, pembedahan, dan luka tembak sering membuka lapisan peritonial, sehingga

kontak dengan flora normal. Pengobatan antibiotik dapat menjadikan mikorba anaerob

menjadi dominan dan dapat menimbulkan penyakit. Clostridium difficile tahan terhadap

terapi antimikroba dan dapat menghasilkan kolitis pseudomembran.

Flora Urogenital

Page 20: BAB 15 - cah sceint | Everyone is trying to accomplish …€¦  · Web view · 2008-08-27Sebagai tambahan arkhaea ini merupakan mikroba flora normal saluran pencernaan berbagai

Jenis flora yang ditemukan di vagina, bergantung pada umur, pH,dan tingkat

hormon inang. Lactobacillus spp. Merupakan mikroba dominan di bayi perempuan (0-1

bulan). Hal ini karena nilai pH vagina relatif asam (sekitar 5) Pada masa pubertas,

mikroba vagina didominasi oleh Difteroid, S. epidermidis, streptococcus, dan E. coli. Hal

ini karena nilai pH vagina relatif netral (sekitar 7). Pada wanita dewasa nilai pH vagina

menurun. Mikroba vagina wanita dewasa didominasi oleh Peptostreptococcus, L.

acidophilus, Corynebacteria, Staphylococcus, Streptococcus, dan Bacteroides. Setelah

menopause, nilai pH vagina meningkat dan jenis mikroba yang ditemukan seperti pada

masa pubertas. Khamir (Torulopsis dan Candida) terkadang ditemukan di vagina.

Populasi khamir ini dapat meningkat dan dapat menghasilkan penyakit vaginitis.

Bagian anterior uretra didominasi oleh S. epidermidis, Enterococci, dan Difteroid.

E. coli, Proteus, dan Neisseria nonpatogen juga ditemukan (10—30%) di uretra.

Populasi mikroba uretra dapat diisolasi dari urin, tetapi penanganan yang tidak

prosedural dapat mengubah populasi mikroba urin.

Flora ConjunctivaConjunctiva jarang dijumpai mikroba flora. Sampel (17—49%) populasi

conjunctiva menunjukkan hasil negatif. Lisosim yang disekresi air mata, berperan dalam

mengendalikan populasi bakteri. Conjunctiva yang positif mikroba, didominasi oleh

Corynebacteria, Neisseriae, Moraxellae, Staphylococcus dan Streptococcus.