Buku Kompilasi mikrobio
-
Upload
aulia-putri-kandy -
Category
Documents
-
view
66 -
download
3
description
Transcript of Buku Kompilasi mikrobio
BUKU KOMPILASI
MIKROBIOLOGI
Oleh :
Khurmatul Walidah Tahta Alfina 122210101009
Aulia Putri Kandy 122210101063
Ucik Prastasiwi 1222101010
Banan Muthiatul Afidah 1222101010
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS JEMBER
2012
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberi rahmat dan
hidayah-NYA sehingga kami dapat menyelesaikan tugas kompilasi ini dengan baik.
Buku kompilasi ini dibuat untuk menyelesaikan tugas dari Pak Bawon, yaitu dosen
matakuliah mikrobiologi.
Kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu
menyelesaikan buku kompilasi ini. Dosen dan teman-teman yang telah mengarahkan dan
membimbing kami.
Sebagai manusia kami sadar bahwa buku kompilasi ini jauh dari sempurna. Untuk itu
saya selalu mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pembaca untuk
kesempurnaan buku kompilasi ini.
Akhir kata kami mengucapkan semoga buku kompilasi ini bermanfaat bagi semua
pembaca.
Jember, 17 Maret 2013
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...........................................................................................................
KATA PENGANTAR………………………. ................................................................... .
DAFTAR ISI .................................................................................................................... .
BAB 1. PENGANTAR MIKROBIOLOGI FARMASI .................................................... .
BAB 2. IDENTIFIKASI MIKROBA..................................... ........................................... .
BAB 3. STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA I...........................................................
BAB 4. STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA II........................ ................................ .
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... .
BAB I
PENGANTAR MIKROBIOLOGI FARMASI
1.1 Mikroorganisme dalam Kehidupan
Mikrobiologi adalah cabang ilmu biologi yang menyelidiki organisme mikroskopis
yang berukuran sangat kecil dan hanya dapat diamati dengan menggunakan mikroskop.
Organime yang termasuk ke dalam mikroorganisme adalah bakteri, archaea, fungi
(kapang dan khamir), protozoa, alga mikroskopis, dan virus. Virus, bakteri, dan archaea
termasuk dalam golongan prokariot, sedangkan fungi, protozoa dan alga mikroskopis
termasuk golongan eukariot.
Mikroorganisme ada dimana-mana. Interaksinya dengan sesama mikroorganisme
ataupun dengan organisme lain dapat berlangsung dengan cara yang aman dan
menguntungkan maupun merugikan. Mikroorganisme cenderung diasosiasikan dengan
penyakit-penyakit infeksi maupun pembusukan makanan. Akan tetapi, mayoritas
mikroorganisme justru memberikan kontribusi bagi keseimbangan ekosistem lingkungan
hidup, khususnya bagi kesejahteraan umat manusia.
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. Bioremedasi atau bioaugmentasi,
4. Pengendalian hama tanaman,
5. Pembuatan bahan pangan,
6. Alat produksi dalam industri dan pertambangan
Sebagian kecil mikroorganisme bersifat patogen. Mikroorganisme alami dalam tubuh
kita disebut mikroorganisme normal atau flora normal. Meskipun flora normal ini tidak
patogen, namun dalam keadaan tertentu dapat bersifat patogen dan menimbulkan
penyakit infeksi. Contoh mikroorganisme patogen antara lain bakteri Staphylococcus
aureus dan Escherichia coli dapat menyebabkan diare; Shigella dysentriae yang
menyebabkan disentri; khamir Candida albicans yang menyebabkan kandidiasis, kapang
Aspergilus flavus yang menghasilkan aflatoksin yang dapat meracuni makanan, virus
ebola yang menyebabkan penyakit ebola, human immunodeficiency virus yang
menyebabkan penyakit AIDS, protozoa Toxoplasma gondii yang menyebabkan
toksoplasmosis, dan sebagainya.
1.2 Sejarah Mikrobiologi
Sejarah mikrobiologi dimulai dari penemuan mikroskop oleh Robert Hooke pada
tahun 1664. Melalui mikroskopnya yang terdiri dari dua lensa sederhana, Hooke mampu
melihat ruang-ruang yang ia sebut sebagai sel, yang mengarah pada muculnya teori sel
yang menyatakan bahwa seluruh makhluk hidup tersusun atas sel-sel.
Meskipun Robert Hooke dapat melihat sel dengan bantuan mikroskopnya, namun
tidak adanya metode pewarnaan menyebabkan ia tidak dapat melihat mikroorganisme
dengan jelas. Ilmuwan lain asal Belanda, Antonie van Leuwenhoek (1632-1723)
mungkin adalah orang yang pertama kali mengamati benda hidup dengan menggunakan
mikroskop lensa tunggal yang lebih menyerupai kaca pembesar. Leeuwenhoek menyebut
benda yang diamatinya sebagai animalcules (hewan kecil). Animalcules itu ia peroleh
dari sisa makanan yang menempel pada giginya serta dari air hujan, dan pada masa
selanjutnya kita kenal sebagai bakteri dan protozoa.
Teori Generatio Spontanea
Hingga pertengan abad ke-19 banyak ilmuwan dan filsuf percaya bahwa makhluk
hidup muncul secara spontan dari benda tak hidup. Teori ini dikenal sebagai teori
generatio spontanea yang meyakini bahwa belatung dapat muncul dari material busuk;
ular dan tikus dapat lahir dari tanah lembab, dan lalat dapat tibul dari rabuk. Teori ini
dipercaya sampai pada tahun 1668, saat seorang ilmuwan Italia bernama Francesco
Redi mendemonstrasikan penemuannya yang menunjukkan bahwa belatung bukan
berasal dari daging yang busuk.
Redi melakukan percobaan dengan menggunakan tiga buah tabung terbuka yang
juga berisi daging busuk. Hasil percobaan Redi menunjukkan adanya belatung di atas
daging busuk yang pada tabung terbuka, sedangkan pada tabung tertutup tidak
ditemukan adanya belatung.
Namun, penganut teori generatio spontanea belum sepenuhnya yakin dengan
penemuan Redi. Mereka mengemukakan pendapat bahwa udara segar sangat
diperlukan untuk terjadi generatio spontanea. Tidak adanya belatung pada tabung
berisi daging busuk yang tertutup rapat disebabkan oleh tidak timbulnya generatio
spontanea akibat tidak ada udara segar pada tabung.
Redi melakukan percobaan serupa untuk kedua kalinya dengan mengganti tutup
tabung dengan kain tipis yang berlubang halus untuk memungkinkan masuknya udara
segar ke dalam tabung dan mencegah masuknya lalat. Pada percobaan ini, Redi
berhasil menunjukkan bahwa belatung tidak terjadi secara mendadak dari daging
busuk. Lalat yang tertarik pada daging busuk bertelur di atas daging yang
menyebabkan munculnya belatung pada daging, sedangkan pada tabung yang ditutup
kain, lalat hanya bertelur diatas kain tipis penutup sehingga tidak ditemukan adanya
belatung pada daging meskipun terdapat udara segar pada tabung.
Teori generatio spontanea pada mikroorganisme menguat pada tahun 1745 ketika
seorang berkebangsaan Inggris bernama John Needham menemukan bahwa setelah ia
memanaskan kaldu dan kemudian menempatkannya pada botol tertutup, larutan kaldu
yang telah dingin tersebut segera dikerumuni oleh mikroorganisme. Needham
berpendapat bahwa mikroorganisme muncul secara spontan dari kaldu.
Dua puluh tahun kemudian, seorang ilmuwan Italia bernama Lazzaro Spallanza
menduga bahwa ada kemungkinan mikroorganisme dari udara telah masuk ke dalam
kaldu milik Needham setelah kaldu tersebut dididihkan. Spallanzi menunjukkan
bahwa larutan kaldu yang diletakkan pada botol tertutup dan kemudian dipanaskan
tidak menunjukkan adanya pertumbuhan mikroorganisme. Atas percobaan Spallanzi,
Needham membantahnya dengan mengatakan bahwa daya vital yang ada untuk
terjadinya generatio spontanea telah dirusak oleh pemanasan, dan tidak dapat masuk
ke dalam kaldu karena sumbat pada botol. Pendapat Needham didukung oleh pendapat
Laurent Lavoisier yang menunjukkan pentingnya peranan oksigen bagi kehidupan.
(Gambar Percobaan Francesco Redi)
Teori Biogenesis
Pada tahun 1858, ilmuwan Jerman bernama Rudolf Virchow mengemukakan teori
biogenesis, yang menyatakan bahwa semua sel hidup hanya dapat timbul dari sel
hidup yang ada sebelumnya. Pada tahun 1861, seorang ilmuwan Perancis bernama
Louis Pasteur melakukan percobaan yang mendukung teori biogenesis. Pasteur
mendemonstrasikan bahwa mikroorganisme terdapat di udara dan dapat
mengontaminasi larutan steril, namun udara itu sendiri tidak dapat menciptakan
mikroorganisme.
Pasteur mengisi beberapa botol berleher pendek dengan kaldu sapi dan selanjutnya
mendidihkannya. Beberapa kaldu yang lain segera ditutup setelah kaldu mendidih.
Setelah beberapa hari, pada botol yang terbuka ditemukan banyak kontaminan
mikroorganisme, sedangkan pada botol yang tertutup tidak ditemukan kontaminan
mikroorganisme.
Dari hasil ini, Pasteur berpendapat bahwa mikroorganisme di udara merupakan
agen yang bertanggung jawab atas terjadinya kontaminasi pada kaldu milik Needham.
Selanjutnya Pasteur meletakkan kaldu pada botol berleher panjang yang dibengkokkan
seperti huruf S dengan ujung yang terbuka. Kaldu dididihkan dan didinginkan. Pada
pengamatan selama beberapa minggu, tidak ditemukan adanya kontaminasi
mikroorganisme pada kaldu.
Desain botol yang unik pada percobaan Pasteur memungkinkan udara masuk ke
dalam botol, namun leher botol yang melengkung menyebabkan mikroorganisme di
udara yang dapat mengontaminasi kaldu terperangkap. Pasteur menunjukkan bahwa
mikroorganisme terdapat pada benda tak hidup, benda padat, benda cair, maupun
udara. Lebih lanjut Pasteur juga mendemonstrasikan bahwa kehidupan
mikroorganisme dapat dimusnahkan dengan pemanasan dan metode pemanasan
tersebut dapat dirancang untuk mengeblok akses mikroorganisme di udara terhadap
lingkungan yang mengandung nutrisi. Penemuan ini merupakan dasar dari teknik
aseptic, yaitu teknik pencegahan kontaminasi mikroorganisme yang tidak dikehendaki,
yang saat ini menjadi standar kerja di laboraturim serta standar bagi tindakan medis.
Satu langkah kunci yang menetapkan kaitan antara mikoorganisme dengan
penyakit muncul saat sekelompok pedagang dari Perancis bertanya pada Pasteur
bagaimana bir serta anggur dapat terasa asam. Mereka berharap menemukan metode
yang dapat mencegah pembusukan saat minuman tersebut didistribusikan ke tempat
yang jauh. Pada saat itu banyak ilmuwan yakin bahwa udara dapat mengubah gula
dalam suatu cairan menjadi alcohol. Pasteur menemukan bahwa mikroorganisme yang
disebut dengan yeast (khamir) dapat mengubah gula menjadi alcohol dalam kondisi
anaerob. Proses ini disebut fermentasi dan digunakan dalam pembuatan bir dan
anggur. Pengasaman dan pembusukan bir dan anggur disebabkan adanya kontaminasi
mikroorganisme lain yang disebut bakteri. Dengan adanya oksigen, bakteri dapat
mengubah alcohol pada minuman menjadi cuka (asam asetat).
Pemecahan yang diberikan Pasteur untuk mengatasi masalah pembusukan pada bir
dan anggur adalah dengan memanaskan bir dan anggur hingga bakteri pembusuk mati.
Proses ini dikenal sebagai pasteurisasi, yang saat ini umum digunakan untuk
membunuh bakteri pembusuk dan bakteri yang secara potensial berbahaya pada
minuman susu serta beberapa minuman beralkohol.
(Gambar Percobaan Pasteur)
Teori Bibit Penyakit
Seorang dokter Inggris bernama Joseph Lister (1827-1912) menerapkan secara
praktis konsep baru tentang penyakit dan infeksi, yaitu berasal dari mikroorganisme.
Lister adalah orang pertama yang melakukan langkah pencegahan infeksi sesudah
operasi pembedahan dengan menggunakan teknik aseptic. Lister menggunakan larutan
fenol encer untuk menutup luka ataupun sebagai aerosol selama prosedur operasi
pembedahan. Hal ini menandai permulaan usaha untuk mengendalikan
mikroorganisme penyebab penyakit.
Rober Koch (1843-1910) 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. Koch menemukan bakteri berbentuk batang Bacillus anthracis dalam darah
sapi yang mati karena penyakit antraks. Koch menumbuhkan bakteri tersebut pada
media bernutrisi dan menyuntikkan kultur bakteri tersebut pada sapi yang sehat.
Ketika sapi tersebut sakit dan mati, Koch mengisolasi bakteri dari darah sapi tersebut
dan membandingkannya dengan kultur bakteri yang lebih dahulu diisolasi. Koch
menemukan bahwa kedua kultur bakteri tersebut berisi bakteri yang sama.
Postulat Koch berisi empat aturan, yaitu:
1. Agen penyebab penyakit terdapat pada hewan yang sakit dan tidak terdapat pada
hewan yang sehat;
2. Agen penyebab penyakit dapat diisolasi dan ditumbuhkan dalam kultur murni;
3. Agen penyebab penyakit akan menimbulkan penyakit yang saat sama saat
diinokulasikan pada hewan yang sehat; dan
4. Agen penyebab penyakit dapat diisolasi kembali.
Penemuan Koch melalui postulat Koch ini membuktikan bahwa bakteri adalah
penyebab penyakit.
1.3 Manfaat Mikroorganisme Dalam Bidang Farmasi
Produk antibiotik
Produksi antibiotik dilakukan dalam skala besar pada tangki fernentasi dengan
ukuran besar. Sebagai contoh Penicillium chrysogenum ditumbuhkan dalam 100.000
liter fermentor selama kurang lebih 200 jam. Mula-mula suspensi spora P.
chrysogenum ditumbuhkan dalam larutan media bernutrisi. Kultur diinkubasi selama
24 jam pada temperatur 24 °C dan selanjutnya ditransfer ke tangki inokulum. Tangki
inokulum digojlok teratur untuk mendapatkan aerasi yang baik selama satu hingga dua
hari.
Pada proses produksi penisilin G (benzil penisilin), media bernutrisi yang
mengandung gula asam fenilasetat (Phenylacetic acid, PAA) ditambahkan secara
kontinyu. Asam fenilasetat ini digunakan untuk membuat rantai samping benzil pada
penisilin G [5]. Penisilin G diekstraksi dari _ltrat dan dikristalisasi.
Untuk membuat penisilin semisintetik, penisilin G dicampur dengan bakteri yang
menskresi enzim asilase. Enzim ini akan melepas gugus benzil dari penisilin G dan
mengubahnya menjadi 6 aminopenicillanic acid (6-APA). Aminopenicillanic acid
adalah molekul yang digunakan untuk membuat jenis penisilin jenis lain. Berbagai
gugus kimia di- tambahkan pada aminopenicillanic acid untuk menghasilkan turunan
penisilin yang memiliki spektrum antibakteri yang lebih luas atau lebih poten
Produksi antibiotik melalui pemanfaatan mikro organisme dilakukan melalui
fermentasi. Adapun sistem fermentasi yang telah berkembang yaitu:
1. Sistem Continue
Media selalu ditambahkan dari luar dan hasilnya dipanen secara berkala.
2. Sistem Batch.
Produksi steroid
Homon steroid sangat penting peranannya dalam dunia kesehatan. Misalnya
kortison dan steroid lain yang serupa diketahui dapat digunakan untuk mengobati
gejala yang berhubungan dengan alergi dan berbagai respons inflamasi oral dan untuk
mengobati ketidak seimbangan homonal. tidak ada penambahan media dan
pemanenan hasil pada akhir periode fermentasi, sehingga hanya dapat bertahan selama
beberapa jam atau hari. Sistem ini cocok untuk produksi skala kecil(laboratorium)
Produksi Vaksin
Vaksin merupakan senyawa yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme untuk
menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain.Banyak ditemukan mikroorganisme
yang mengandung substansi dengan aktivitas antibiotik.Vaksin diproduksi oleh strain
mutan patogen virulen tanpa menghilangkan antigen yang diperlukan untuk
menimbulkan respons imun. Perkembangan bidang bioteknologi memungkinkan
produksi seluruh seluruh vaksin baru. Beberapa vaksin baru ini ditujukan bagi target
baru, dan beberapa lagi lebih efektif dan memiliki efek samping lebih sedikit
dibandingkan vaksin tradisional yang ada saat ini.
Produksi vitamin dan asam amino
Vitamin merupakan faktor nutrisi esensial bagi manusia. Beberapa vitamin dapat
diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, dan digunakan sebagai suplemen
makanan. Misalnya vitamin B12 dapat diproduksi sebagai produk samping pada
fermentasi antibiotik oleh Streptomyces. Vitamn B12 juga diperoleh dari fermentasi
Propionibacteriaum shermanii atau Paracoccus denitrificans.
Masalah utama produksi asam amino komersial melalui fermentasi
mikroorganisme adalah adanya mekanisme alam kontrol pengaturan mikroorganisme
yang membatasi jumlah asam amino yang dihasilkan dan dilepaskan dari sel. Masalah
ini dapat diatasi dengan strain mikroorganisme yang direkayasa secara genetis
sehingga tidak memiliki mekanisme kontrol seperti strain asli (wild type)
Produksi asam organik
Beberapa asam organik seperti asam asetat, asam glikonat, asam sitrat, asam
giberelat, dan asam laktat dhasilkan melalui fermentasi mikroorganisme. Asam
organik antara lain digunakan dalam industri makanan, miasalnya sebagai pengawet
makanan.
Produksi Enzim
Enzim yang disolasi dari mikroorganisme dapat diaplikasikan pada berbagai
macam industri. Misalnya, enzim proteose yang diisolasi dari bahan pembersih.
Protease merusak dan melarutkan protein yang mengotori pakaian. Enzim yang
dihasilkan untuk proses-proses industri meliputi protease , amilase, glikosa isomerase,
glukosa oksidase, renin, pektinase, dan lipase.empat macam enzim yang secara luas
diproduksi oleh mikroganisme adalah protease, glukamilase,α-amilase, dan glukosa
isomerase.
Produksi alkaloid ergot
Alkaloid, beberapa diantaranya dapat dimanfaatkan dalam terapi, umumnya
diperoleh dari tanaman, namun alkaloid ergot dihasilkan dari fungi. Alkaloid ergot
pertama kali diperoleh dari sklerotium Ascomycetes, yaitu Claviceps purpurae. Istilah
ergot digunakan untuk menunjukkan bahwa alkaloid jenis ini dihasilkan oleh fungi.
Alkaloid ergot dibedakan menjadi 2 kelompok berdasarkan atas kandungan asam
lisergat dan clavin.
Produksi protein manusia
Adanya proses rekayasa genetik dengan pemanfaatan mikroorganisme
meningkatan peran industri farmasi dlam memproduksi protein manusia. Melalui
tehnik rekombinasi DNA, sekuens DNA manusia yang mengkode berbagai protein
dapat digabungkan dengan genum bakteri, dan dengan menumbuhkan bakteri
rekonbioanan dalam fermentor, maka protein manusi dapat diproduksi secara
komersial.
BAB II
IDENTIFIKASI MIKROBA
Berdasarkan pengamatan dan perbandingan sekuens nukleotida pada RNA ribosom
(rRNA), diketahui 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).
2.1 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
2.2 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 (-), alkohpol akan merusak lapisan lipopolisakarida sehingga dinding sel
bakteri tampak transparan, yang akan berwarna merah setelah diberi safranin.
1. 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.
BAB III
STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA I
3.1 Pengertian Sel
Makhluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan
organisme multiselular yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya
masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 1013
sel.Namun
demikian, seluruh tubuh semua organisme berasal dari hasil pembelahan satu sel.
Contohnya, tubuh bakteri berasal dari pembelahan sel bakteri induknya, sementara tubuh
tikus berasal dari pembelahan sel telur induknya yang sudah dibuahi.
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. Contohnya, sel
otot jantung membentuk jaringan otot jantung pada organ jantung yang merupakan
bagian dari sistem organ peredaran darah pada tubuh manusia. Sementara itu, sel sendiri
tersusun atas komponen-komponen yang disebut organel.
3.2 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.
3.3 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 sel bakteri meliputi glikokaliks, flagela, filamen aksial,
fimbria, dan pili. Glikokaliks (selubung gula) merupakan istilah bagi substansi yang
mengelilingi sel, dan digambarkan sebagai kapsul. Kapsul merupakan struktur yang
sangat terorganisasi dan tidak mudah dihilangkan. Ketebalan kapsul bervariasi dan
fungsinya bagi bakteri antara lain sebagai perlekatan bakteri pada permukaan,
pelindung sel bakteri terhadap kekeringan, perangkap nutrisi, dan proteksi bakteri.
Mayoritas kapsul terdiri atas polisakarida yang mengandung bagian glukosa, gula
amino, rhamnosa, 2-keto-3-deoxygalactonic acid, asam uronat dari bermacam-
macam gula, dan beberapa asam organik, misalnya piruvat dan asetat. Tidak semua
bakteri mengandung kapsul. Bakteri yang memiliki kapsul polisakarida yaitu
Streptococcus pneumoniae dan Klebsiella sp. Sedangkan bakteri yang memproduksi
kapsul asam D-glutamat yaitu bakteri Bacillus anthracis dan Bacillus subtilis.
Slime (Lapisan lendir) Sebagian besar material kapsul diekskresikan oleh
bakteri ke dalam media pertumbuhannya sebagai lapisan lendir (slime). Secara
spesifik, lapisan lendir ini tersusun dari eksopolisakarida, glikoprotein, dan
glikolipid. Fungsi lapisan lendir pada bakteri adalah untuk melindungi bakteri dari
pengaruh lingkungan yang membahayakan, misalnya antibiotikdan kekeringan,
memerangkap nutrisi dan air, lapisan lendir memungkinkan bakteri untuk menempel
pada permukaan yang halus, dan lapisan lendir memungkinkan koloni bakteri untuk
bertahan pada proses sterilisasi kimiawi menggunakan klorin, iodin, dan bahan kimia
lainnya.
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. Rotasi flagela dapat searah ataupun berlawanan arah jarum jam di
sepanjang sumbu flagela. Gerakan flagela ini memungkinkan bakteri mendekati dan
menjauhi stimulus atau rangsang (taksis), misalnya stimulus kimia (kemotaksis),
stimulus udara (aerotaksis), stimulus medan magnet (magnetotaksis), dan stimulus
cahaya (fototaksis).
Filamen aksial (endoflagela) adalah kumpulan benang yang muncul pada ujung
sel di bawah selaput luar sel dan berpilin membentuk spiral di sekeliling sel. Rotasi
filamen menimbulkan pergerakan selaput luar sel dan memungkinkan arah gerak
bakteri berbentuk spiral. Contohnya adalah pada Treponema pallidum dan
Leptospira interrogans.
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. Kemampuan organisme tertentu seperti Neisseria
gonorrhoeae dan Escherichia coli enterotoksin untuk menimbulkan penyakit
berkaitan dengan dimilikinya fimbria.
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. Karena
fungsinya yang spesifik pada transfer DNA bakteri, maka pili sering disebut sebagai
pili seks.
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, membentuk model mosaik cairan (fluid
mosaic model). Pada eukariot, membran plasma juga tersusun dari karbohidrat dan
sterol, misalnya kolesterol.
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. Pada beberapa bakteri,
pigmen dan enzim yang terlibat dalam fotosintesis ditemukan pada membran plasma
yang melipat ke arah sitoplasma (disebut kromatofor atau tilakoid). Membran plasma
juga merupakan tempat aksi bagi beberapa agen antimikroba.
Pergerakan material mikromolekul melewati membran plasma dapat
berlangsung satu arah (symport) maupun pada arah yang saling berlawanan (antiport)
dan dapat melalui beberapa proses transpor, yaitu proses transpor aktif dan transpor
pasif. Proses pasif (passive transport) meliputi difusi sederhana, difusi dipermudah,
dan osmosis. Proses difusi mengandung arti bahwa molekul dapat bergerak melewati
membran secara langsung. Difusi selalu mengikuti gradien konsentrasi yang
membatasi konsentrasi maksimum di dalam sel (atau di luar sel jika yang
melewatinya merupakan produk samping). Efektivitas proses difusi juga dibatasi
oleh kecepatan difusi molekul sehingga selain difusi (yang umumnya digunakan
adalah air), sel harus menggunakan proses transpor yang lain sesuai kebutuhannya.
Pada difusi sederhana, molekul atau ion bergerak dari daerah dengan konsentrasi
ion tinggi ke daerah dengan konsentrasi ion rendah. Pada difusi dipermudah
(facilitated diffusion), substansi ditranspor melalui protein pembawa (transporter atau
permease) yang terdapat pada membran plasma. Transporter mengikat substansi pada
satu sisi membran dan memindahkannya ke sisi lain membran dengan mengubah
bentuk transporter. Kecepatan proses transpor ini dibatasi oleh ketersediaan saluran
(channel) protein yang terbatas. Pada proses osmosis terjadi perpindahan molekul
terlarut dari area konsentrasi tinggi ke rendah melewati membran selektif permeabel.
Pada proses transpor material secara aktif, energi dalam bentuk ATP digunakan
untuk memindahkan molekul melalui membran plasma. Proses transpor aktif
merupakan satu-satunya proses yang dapat mentranspor molekul dari gradien
konsentrasi rendah ke tinggi (up concentration gradient). Seperti halnya difusi
dipermudah, transpor aktif juga dibatasi ketersediaan protein transporter. Transporter
pada proses ini spesifik bagi substansi yang akan ditranspor.
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. Sebagai contoh adalah pompa
natrium-kalium. Pompa natrium-kalium mentranpor kalium ke dalam sel dan natrium
ke luar sel dalam waktu yang sama. Proses transpor ini memerlukan ATP.
Transpor aktif sekunder menggunakan energi untuk membentuk gradien
konsentrasi yang pada akhirnya digunakan untuk memfasilitasi proses transpor
molekul. Sebagai contoh adalah E. coli yang menggunakan energi untuk membentuk
gradien proton (H+) dan memompa proton ke luar dari sel. Proton ini kemudian
berikatan dengan laktosa pada permease laktosa dari protein transmembran.
Permease laktosa menggunakan energi proton untuk mentranspor laktosa ke dalam
sel. Proses transpor ini bergerak ke arah yang sama dan biasa disebut symport. Proses
ini berlaku juga untuk mentranspor arabinosa dan beberapa asam amino. Dua jenis
transpor aktif saling berkaitan, dalam arti mekanisme transpor aktif primer
menimbulkan suatu gradien yang memungkinkan terjadinya transpor aktif sekunder.
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).
Saat bakteri menggunakan mekanisme transpor group translocation untuk
mentranspor glukosa melalui membran sel, fosfat berenergi tinggi dari PEP ditransfer
ke molekul glukosa untuk membentuk glukosa-6-fosfat, dan selanjutnya ditranspor
melewati membran.
Pengangkutan makromolekul melewati membran plasma terjadi melalui proses
endositosis, yaitu pengangkutan makromolekul ke dalam sel; eksositosis, yaitu
pengangkutan makromolekul ke luar sel; dan pertunasan (budding). Pada ketiga
proses tersebut, makromolekul yang ditranspor berada dalam vesikuli yang terpisah
dari makromolekul lainnya yang terlarut dalam sitosol.
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.
Hanya dua genus bakteri dengan kemampuan membentuk struktur khusus
berupa endospora yang penting dalam dunia kesehatan yaitu Bacillus dan
Clostridium yang bersifat Gram positif. Endospora terbentuk selama kondisi
lingkungan tidak memungkinkan bakteri pembentuknya bertahan hidup. Apabila
kondisi lingkungan kembali memungkinkan untuk hidup, endospora akan
berkecambah dan menjadi sel bakteri vegetatif yang berkembang biak dengan cara
yang normal.
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. Korteks tersusun atas modifikasi lapisan dinding sel (peptidoglikan)
yang tidak saling-silang (cross-linked) sebagaimana pada sel vegetatif. Selubung
tersusun atas protein yang bersifat impermeabel terhadap bahan-bahan kimiawi.
Proses pembentukan endospora dalam sel vegetatif (sel induk) dikenal sebagai
proses sporulasi atau sporogenesis. Pada tahap pertama sporulasi, kromosom bakteri
direplikasi dan sebagian kecil membran sitoplasma menonjol ke arah dalam dan
terpisah membentuk septum bakal spora. Septum bakal spora ini merupakan
membran lapis ganda yang mengelilingi kromosom dan sitoplasma. Struktur ini
secara keseluruhan terbungkus oleh sel induk, disebut spora depan (forespore).
Selanjutnya terbentuk dinding tebal peptidoglikan di antara dua lapis membran dan
selubung tebal spora yang terbuat dari protein mengelilingi sisi luar membran.
Selubung protein inilah yang mengakibatkan adanya resistensi endospora terhadap
berbagai bahan kimia.
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. Karena satu sel
vegetatif membentuk satu endospora yang setelah proses germinasi tetap menjadi
satu sel, sporulasi bakteri bukan merupakan proses reproduksi karena proses ini tidak
meningkatkan jumlah sel.
Meskipun endospora sejati hanya ditemukan pada bakteri Gram positif, satu
spesies bakteri dari golongan Gram negatif yaitu Coxiella burneti membentuk
struktur serupa endospora yang tahan terhadap panas dan bahan kimia serta dapat
diwarnai dengan pewarnaan endospora.
3.4 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 negatif
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
Motil atau nonmotil.
Bentuk flagela dapat
(petritrichous) 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
endospora
BAB IV
STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA II
4.1 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
4.2 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.
Berikut beberapa karakteristik khamir dan kapang:
KHAMIR KAPANG
Uniseluler
Tidak berfilamen
Pseudohifa saat bereproduksi
Reproduksi melalui pertunasan
Bentuk oval atau bulat
Multiseluler
Jamur berfilamen
Membentuk hifa
Reproduksi menggunakan spora
Bentuk panjang
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.
4.3 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 t idak
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