BAB 1PENDAHULUANA. Latar Belakang
Kekayaan keanekaragaman hayati di Indonesia sebagai sumber daya
genetik sangat menunjang pengembangan bioteknologi dan pemanfaatan
hayati untuk kepentingan nasional. Bioteknologi telah terbukti
menjadi kegiatan industri di Negara maju, dan mulai dikembangkan
hampir diseluruh Negara berkembang. Pemerintah Indonesia melalui
kebijakan riset menyatakan bahwa bioteknologi termasuk dalam salah
satu bidang prioritas yang dikembangkan untuk menginisiasi kegiatan
tidak hanya dalam bidang pangan, kesehatan dan lingkungan tetapi
juga untuk melindungi keanekaragaman hayati di Indonesia.
Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme kecil yang
sebenarnya tdiak bisa diliat dengan mata telanjang, hanya dengan
bantuan mikroskop. Meskipun hampir semua organisme sangat berlimpah
itu adalah bakteria, mikroba juga termasuk sebagai virus seperti
keju dan jamur, alga dan protozoa. Bakteri telah ada sejak 3500
tahun yang lalu yang jumlahnya melebihi jumla manusia. Banyak
manfaat yang dapat kita ambil dari bakteri dan mikroba lain untuk
diaplikasikan dalam bioteknolgi. Sebelum perkembngan dari teknik
gen koloni manusia telah menggunakan mikroba dalam bioteknologi.
Dalam bab ini kita akan membicarakan tentang peran bakteria dari
dulu dan sekarang dalam praktek bioteknologi.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaiamana struktur Mikroba ?
2. Bagaiamana mikroorganisme sebagai bahan penelitian ?
3. Bagaiamana penggunaan mikroba untuk berbagai aplikasi
sehari-hari ?
4. Bagaimana Vaksin ?
5. Bagaiamana genom mikroba ?6. Bagaimana mikroba untuk
pembuatan bioful?7. Bagaiaman diagnostik mikroba ?
8. Bagaiamana pencegahan bioterorisme ?
C. Tujuan penulisan
1. Untuk menjelaskan struktur Mikroba ?
2. Untuk menjelaskan mikroorganisme sebagai bahan penelitian
?
3. Untuk menjelaskan penggunaan mikroba untuk berbagai aplikasi
sehari-hari ?
4. Untuk mengetahui bagaimana Vaksin ?
5. Untuk menjelaskan genom mikroba ?
6. Untuk Menjelaskan mikroba untuk pembuatan bioful ?7. Untuk
menjelaskan diagnostis mikroba ?
8. Untuk menjelaskan pencegahan bioterorisme ?
BAB II
PEMBAHASAN
A. Struktur MikrobaBakteri. Struktur tubuh bacteri terdiri dari
selaput luar, sitoplasma dan materi inti (DNA):
1. Membran plasma, tersusun oleh senyawa protein, lipida dan
asam nukleat. Pada beberapa jenis bacteri membran plasma dapat
membentuk lekukan kedalam (invaginasi) yang disebut mesosom,
fungsinya: untuk respirasi dan sekresi, dan menerima DNA pada saat
konjugasi serta sintesis dinding sel.
2. Dinding sel, sebelah luar dari membran plasma, sifatnya kaku.
Tersusun dari hidrat arang, lemak protein dan bahan organik lain.
Yang menyebabkan kaku adalah peptidoglikan yang merupakan polimer
yang amat besar terdiri dari tiga macam bahan pembangun: 1)
N-asetilglukosamin (AGA), 2) asam N-asetil muramat (AAM) dan 3)
suatu peptida yang terdiri dari 4 atau 5 asam amino yaitu L-alanin,
D-alanin, asam D-glutamat, dan lisin atau asam diamino pimelat.
Peptidoglikan bersama-sama dengan dua komponen lain dinding sel,
yaitu asam diamino pimelat dan asam tekoat,hanya dijumpai pada sel
prokariotik. Fungsinya: memberi perlindungan lapisan protoplasma,
berperan dalam reproduksi sel dan mengatur pertukaran zat serta
mempengaruhi kegiatan metabolisme. Berdasarkan pewarnaan gram pada
dinding selnya, maka sel bakteri digolongkan 2 golongan yaitu
bakteri gram positif dan gram negatif.
Beberapa ciri bakteri gram positif dan gram
negatif.CIRIPERBEDAAN RELATIF
GRAM POSITIFGRAM NEGATIF
Struktur Dinding SelTebal (15-80 mm)
Berlapis tunggal (mono)Tipis (10-15 mm)
Berlapis tiga (multi)
Komposisi dinding selKandungan lipid rendah (1-4%)
Peptidoglikan sebagai ada lapisan tunggal, komponen utama
merupakan lebih dari 50% berat kering sel bakteri
Asam tekoatKandungan lipid tinggi (11-22%)
Peptidoglikan ada didalam lapisan kaku sebelah dalam,jumlahnya
sedikit, merupakan 10% berat kering
Tidak ada asam tekoat
Kerentanan terhadap penisilinLebih rentanKurang rentan
Pertumbuhan dihambat oleh zat warna dasar (UK)Pertumbuhan
dihambat dengan nyataPertumbuhan tidak begitu dihambat
Persyaratan nutrisiRelatif rumit pada banyak spesiesRelatif
sederhana
Resistensi terhadap gangguan fisikLebih resistenKurang
resisten
3. Kapsula , hanya dimiliki oleh beberapa bacteri, berupa
selaput lendir yang tersusun oleh hasil metabolisme sel yang
disekresikan, terdiri dari senyawa yang kompleks berupa
polisakarida seperti gula-sederhana, gula-amin,asam-gula dan
campurannya. Fungsinya: melindungi sel dan juga bertindak sebagai
pengikat antar sel. Secara khusus, kapsula bagi bakteri mempunyai
arti yang penting karena erat hubungannya dengan sifat patogenitas
suatu jenis.
4. Flagella atau Trikha, adalah alat gerak bakteri yang
ditemukan pada hampir semua jenis bentuk lengkung dan sebagian
bentuk batang. Berukuran sangat kecil dengan ketebalan antara
0,02-0,1 dengan panjang tidak melebihi panjang selnya. Sedang yang
tidak memiliki flagela disebut atrik, biasanya yang bentuk bulat
(kokus)
B. Mikroorganisme Sebagai Bahan Penelitian
Mikroorganisme baik alami maupun bentuk rekayasa genetika telah
menjabat sebagai alat yang berguna dalam berbagai cara yang
menarik.1. Enzim dari mikroba
Beberapa enzim dari mikroba dapat digunakan dalam penelitian
biologi molekuler karena mikroba dalah sumber enzim terbaik. DNA
polimerase adalah beberapa dari enzim terisolasi yang dapat dijual.
DNA polimerasi awalanya terisolasi dari E.Coli, dia menjadi teknik
DNA rekombinan. Seperti label DNA sekuen untuk melakukan
penyelidikan dan menggunakan reaksi chainc polimerase untuk
memperkuat reaksi DNA.
Taq adalah enzim esensial yang memiliki kestabilan untuk PCR
yang di isolasi dari Archaean Thermus aquaticus yang mampu hidup di
sumber mata air panas. Karena kemampuan mikroba tersebut untuk
tumbuh di bawah panas yang ekstrem, mikroba ini disebut dengan
termophile. Enzim selulase merupkan enzim yang dihasilkan E.coli ,
selulase yang dihasilkan adalah polisakarida yang menyusun dari
dinding sel tanaman. Selulase digunakan oleh hewan untuk membuat
makana agar lebih mudah dicerna.
2. Transformasi BakteriTransformasi adalah kemampuan bakeri
untuk mengambil DNA dari lingkungan sekitar mereka adalah alangkah
utama dalam proses koloni rekombinasi DNA. Dalam koloni DNA
rekombinan plasmid ditanamkan ke sel bakteri melalui tranformasi
sehingga bakteria bisa bereplikasi. Salah satu teknik dari sel
kompeten melibatkan ancaman dengan membuat solusiice cool dari
kloride kalsium. Pertama-tama sel kompeten disiapkan, merek di
transformasi dengan DNA relatif mudah. tampaknya DNA dari bakteri
akan dimasukan kedalam plasmid yang berisi satu atau lebih
antibiotik gen resisten. Vektor plasmid rekombinan akan dicampur di
dalam pembuluh dengan sel kompeten dan campuran dtempatkan pada es
beberapa menit. Mekanisme yang tepat dari tranformasi tidak
sepenuhnya dapat kita pahmai, tapi kita tahu bahwa sel harus
disimpan dalam kondisi dingin selama waktu DNA menempel pada
permukaan luar bakteri. Dan kondisi dingin kemungkinan memberikan
kesenjangan dalam struktur lipid membran dari sel yang memungkinkan
masuknya DNA. Kasien dalam kalsium klorida dianggap memerankan
peran yang signifikan dalam menetral muatan negatif dari posfat
dimembran sel dan lainnya. Sel kemudian dipanaskan sebentar sekitar
satu menit anatar 37 C dan 42 C .selam ini secra singkat membuat
tekanan DNA masuk ke dalam sel bakteri. Setelah sel ini telah di
izinkan untuk tumbuh dalam kultur kaldu. mereka dapat berlapis
menjadi medium agar yang mengandung antibiotik. Hanya sel-sel ini
yang terus ditransformasi dengan DNA plasmid yang berisi gen
antibiotik resisten yang tepat, akan tumbuh untuk memproduksi
koloni. Teknik ini disebut dengan seleksi antibiotik . Plasmid DNA
adalah replikasi (clon) dengan transfor bakteri dan gen di dalam
plasmid yang melakukan transkripsi dan translasi di dalam protein.
Jadi, transformasi sel bakteri mengekspresikan protein rekombinan.
Proses ini di sebut transformasi karena seseorang dpat Merubah
sifat sel dengan memperkenalkan gen baru. Transformasi sel telah
dibuah dengan sifat baru secara genetik yang dikode oleh DNA,
memungkinkan mereka menghasilkan zat tidak normal diproduksi.
Seperti contoh E.coli dapat bertransformasi dengan sebuah gen
bernama green flouresent protein (GFP), yang berasal dari jelly
fish.
3. ElektroporasiDalam pendekatan ini yang disebuut dengan
elektroporator menhasilaknsengaatan listrik singkay yang
memperkenalkan DNA ke dalam sel bakteri tamabh membunuh sebagian
besar dari mereka. Elektrporation menawarkan beberapa keunggulan
dibandingkan kalsium klorida meskipun sel yang kompteten masih
diperlukan dalam trasformasi. Elekporasi berlangsung cepat
memerlukan sel yang lebih sedikit dan juga dapat digunakan untuk
memperkenalkan DNA menjadi lebih banyk jenis sel lain termasuk,
ragi, jamur, sel tumbuhan dan hewan.
4. Kloning dan teknik ekpresiSelain mereplikasi DNA rekombinan,
Bakteri berubah berharga karena mereka sering dapat digunakan untuk
protein secara besar-besaran untuk berbagai keperluan.
Membuat protein fusi bakteri untuk mensintesis dan mengsiolasi
protein rekombinan
Salah satu teknik yang populer untuk menggunakan bakteri untuk
sintesis dan isolasi protein rekombinan melibatkan protein fusi
tetapi konsep dasar teknik ini adalah dengan menggunakan metode DNA
rekombinan untuk memasukkan gen protein yang menarik ke dalam
plasmid yang mengandung gen untuk protein yang dikenali yang
berfungsi sebgai tag. Protein tag kemudian akan mengisolasi dan
pemunian protein rekombinan sebagai protei fusi yang disebut dengan
ekspresi vector karena memungkinkan sel-sel bakteri untuk
memproduksi atau menyampaikan sejumlah besar proteins. Biasanya
digunkan vektor ekspresi temasuk yang mensintesis proteisn seperti
maltose-protein yang mengikat glutasi, S- tranferase, luciferase,
protein fluressent hijau, beta galaktosidase. Ekspresi vektors
menggabungkan urutan promotor prokariotik sehingga, setelah vektor
ekspresi rekombinan containning gen yang diinginkan dimasukkan ke
bakteri dengan transformasi, bakteri mensintesis protein mRNA Dan
dari plasmid ini. helai mRNA ditranskripsi adalah molekul hibrida
yang mengandung urutan coding untuk enterest gen dan proteins. As
tag hasilnya, protein fusi dalam mensintesis dari mRNA ini terdiri
dari protein yang menarik bergabung dengan protein, dalam hal ini
maltosa-binding protein. Untuk mengisolasi protein fusi memisahkan
dari protein lain yang biasanya dilakukan oleh bakteri, sel-sel
yang rusak terbuka (segaris) sel-sel yang rusak terbuka (segaris)
dan dihomogenisasi untuk membuat milkshake bakteri semacam dikenal
sebagai ekstrak. ekstrak kemudian dilewatkan pikir tabung disebut
coulumn a. satu approachh umum adalah untuk mengisi kolom dengan
manik-manik plastik dilapisi dengan molekul yang akan mengikat
bagian tag protein dari protein fusi. Teknik ini disebut afinitas
chromatogaraphy karena butiran pada kolom memiliki dan atraction.
atau "afinitas" untuk mengikat protein tag. manik-manik plastik
yang melekat pada maltosa gula, yang akan terikat dengan protein
mengikat maltosa. selanjutnya, pengobatan enzim yang menggunakan
protein-pemotongan enzim yang disebut protease memotong off dan
melepaskan protein yang menarik dari protein tag. beberapa teknik
untuk membuat protein fusi menggabungkan tag peptida pendek hanya
beberapa asam amino. Misalnya, tag poli -Tinjauan adalah string
pendek dari histidin asam amino. Salah satu manfaat dari pendekatan
ini adalah bahwa, tidak seperti protein maltosa mengikat dan tag
lain yang merupakan protein besar, tag kecil biasanya tidak
mempengaruhi struktur dan fungsi protein mereka menyatu, jadi
mereka biasanya tidak perlu dihapus. struktur protein fusi dan
fungsi dan digunakan untuk mengisolasi insulin dan protein
rekombinan medis penting lainnya.E.coli dan gram negatif berbentuk
batang subtiilis bakteri bacillus yang umum digunakan mikroba untuk
memproduksi protein fusi. khususnya, B. subtilis adalah mikroba
disukai bagi banyak aplikasi ketika memproduksi protein fusi
protein manusia beacause akan mengeluarkan mereka ke media tumbuh
di mana mereka easly bisa dipanen dan dimurnikan, dan tidak seperti
beberapa bakteri, B.subtilis sering processers protein sedemikian
cara untuk mempertahankan mereka tiga-lipat dan fungsi Protein
mikroba sebagai Pelapor
Bakteri seperti vibrio telah digunakan sebagai biosensor untuk
mendeteksi bahan kimia yang disebut carsinogens penyebab kanker,
pencemar lingkungan, dan kimia dan kontaminan bakteri dalam
makanan. vibrio fisheri dan lain regangan bercahaya laut yang
disebut vibrio harveyi menciptakan cahaya pikir aksi gen yang
disebut gen lux. beberapa gen lux menyandi subunit protein yang
membentuk enzim yang disebut lucferase (berasal dari lux ferre
latin, yang berarti "pembawa cahaya") luciferase adalah enzim yang
sama yang memungkinkan untuk menghasilkan cahaya kunang-kunang. gen
lux telah diklon dan digunakan untuk mempelajari epression gen
dalam beberapa cara yang unik. misalnya, dengan cioning gen lux
dalam plasmid, plasmid lux dapat digunakan untuk menghasilkan
protein fusi. Juga, gen lux dapat berfungsi gen reporter yang
berharga. jika dimasukkan ke dalam sel hewan atau tumbuhan, yang
luciferase dikodekan oleh plasmid lux menyebabkan sel-sel ini untuk
berpendar.
C. Menggunakan mikroba untuk berbagai aplikasi sehari-hari1.
Produk Makanan
Mikroba digunakan untuk membuat berbagai jenis makanan, seperti
roti, yogurt, keju, dan asinan kubis. serta minuman seperti bir,
anggur, sampanye, dan minuman keras. Untuk beberapa jenis keju,
strain tertentu dari bakteri yang disebut bakteri asam laktat
(Lactococcus lactis, L. acidophilus) digunakan untuk koagulasi.
bakteri ini mendegradasi casien dan menggunakan enzim yang disebut
laktase untuk memecah gula dalam susu yang pada akhirnya digunakan
oleh bakteri untuk fermentasi2. Fermentasi Mikroba
Fermentasi adalah proses mikroba penting yang menghasilkan
banyak produk makanan dan minuman termasuk berbagai roti, bir,
anggur, sampanye dan yogurt dan keju.Sel hewan dan tumbuhan dan
mikroba lain mendapatkan ebergi dari karbohidrad seperti glokusa
dengan menggunakan elektron dari gula ini untuk membuat molekul
yang disebut adenosin trifosfat.
Bakteri asam laktat fermentasi digunakan untuk memproduksi keju,
krim asam, dan yogurt. Produksi Yogurt biasanya melibatkan campuran
bakteri, yang sering terlibat adalah strain asam-fermentasi laktat
mikroba anaerobik seperti streptococcus thermophilus, sebauah
strain yang disebut Lactobacillus. Bakteri asam laktat lain,
Lactubacillus Sakei, ditemukan secara alami pada daging segar dan
ikan. berfungsi sebagai bioreservative alami dalam produk daging
seperti sosis, di mana ia wards off pertumbuhan mikroba yang tidak
dharapkan yang akan merusak makanan atau menyebabkan sakit
3. Protein Terapeutik Memproduksi insulin rekombinan pada
bakteriInsulin adalah sebuah hormone yang di produksi oleh sell
dalam pangkreas yang disebut Beta Cells. ketika insulin disekresi
ke dalam aliran darah oleh pankreas, ia memainkan peran penting
dalam metabolisme karbohidrat. Salah satu fungsi utamanya adalah
untuk mensumulasi penyerapan glukosa ke dalam sel-sel tubuh seperti
sel otot, di mana glukosa dapat dipecah untuk menghasilkan ATP
sebagai sumber energi. Pada proses pembuatan insulin ini, langkah
pertama adalah mengisolasi plasmid dari E. coli. Plasmid adalah
salah satu bahan genetik bakteri yang berupa untaian DNA berbentuk
lingkaran kecil. Selain plasmid, bakteri juga memiliki kromosom.
Keunikan plasmid ini adalah: ia bisa keluar-masuk tubuh bakteri,
dan bahkan sering dipertukarkan antar bakteri. Pada langkah kedua
ini plasmid yang telah diisolir dipotong pada segmen tertentu
menggunakan enzim restriksi endonuklease. Sementara itu DNA yang di
isolasi dari sel pankreas dipotong pada suatu segmen untuk
mengambil segmen pengkode insulin. Pemotongan dilakukan dengan
enzim yang sama. DNA kode insulin tersebut disambungkan pada
plasmid menggunakan bantuan enzim DNA ligase. Hasilnya adalah
kombinasi DNA kode insulin dengan plasmid bakteri yang disebut DNA
rekombinan. DNA rekombinan yang terbentuk disisipkan kembali ke sel
bakteri. Bila bakteri E. coli berbiak, maka akan dihasilkan koloni
bakteri yang memiliki DNA rekombinan.
Menggunakan Mikroba Untuk Melawan Mikroba LainnyaAntibiotik
adalah zat yang dihasilkan oleh mikroba yang menghambat pertumbuhan
mikroba lainnya. penicilin adalah antibiotik pertama yang digunakan
secara luas pada manusia, dan penemuannya adalah contoh yang sangat
baik tentang bagaimana beberapa mikroba melindungi diri dari orang
lain dengan membuat zat mikroba. Antibiotik dan obat antimikroba
lainnya mempengaruhi sel-sel bakteri. Sebagian besar zat ini
bertindak dalam peran penting. biasanya mereka mencegah bakteri
mereplikasi atau membunuh mikroba secara langsung, yang tentu saja
juga mencegah sel-sel yang terkena dampak dari replikasi.
antibiotik dapat merusak dinding sel atau mencegah sintesis,
memblokir sintesis protein, menghambat replikasi DNA atau
menghambat sintesis atau aktivitas enzim penting yang dibutuhkan
untuk matabolism sel bakteri. D. Vaksin
Vaksinberasal dari bahasa latin vacca(sapi) danvaccinia(cacar
sapi). Beberapa vaksin digunakan secara individu di daerah dengan
resiko penyakit seperti rabies danplague, tetapi tidak pernah
digunakan secara sistematis dalam skala global.Antara lain pada
vaksin BCG pada tanggal 24 April 1927, dokterAlbert Calmettedan
seorang peneliti bernamaCamille Guerinberhasil menemukan vaksin
untuk mengobati penyakit TBC, yang dinamakan vaksinbacillus
calmette guerin(BCG).Vaksinadalah bahan antigenik yang digunakan
untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit sehingga
dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi oleh organisme
alami atau liar. Vaksin dapat berupa galur virus atau bakteri yang
telah dilemahkan sehingga tidak menimbulkan penyakit.Vaksin dapat
juga berupa organisme mati atau hasil-hasil pemurniannya (protein,
peptida, partikel serupa virus, dsb.). Vaksin akan mempersiapkan
sistem kekebalan manusia atau hewan untuk bertahan terhadap
serangan patogen tertentu, terutama bakteri, virus, atau toksin.
Vaksin juga bisa membantu sistem kekebalan untuk melawan sel-sel
degeneratif (kanker).Pemberian vaksin diberikan untuk merangsang
sistem imunologi tubuh untuk membentuk antibodi spesifik sehingga
dapat melindungi tubuh dari serangan penyakit yang dapat dicegah
dengan vaksin.Ada beberapa jenis vaksin. Namun, apa pun jenisnya
tujuannya sama, yaitu menstimulasi reaksi kekebalan tanpa
menimbulkan penyakit. Ketika seorang individu divaksinasi terhadap
penyakit atau infeksi, mengatakan difterinya sistem kekebalan tubuh
siap untuk melawan infeksi.Setelah divaksinasi ketika orang terkena
bakteri yang menyebabkan tubuh persneling untuk melawan infeksi.
Vaksin memanfaatkan kemampuan alami tubuh untuk belajar bagaimana
untuk menghilangkan hampir semua penyebab penyakit kuman, atau
mikroba, yang menyerang itu.Setelah divaksinasi tubuh "mengingat"
bagaimana melindungi diri dari mikrobayang dialami sebelumnya.Di
dalam tubuh manusia, antibodi dihasilkan oleh organ limfoidsentral
yang terdiri atas sumsum tulang dan kelenjar timus, terutamaoleh
sel-sel limfosit. Ada dua macam sel limfosit, yaitu sel limfosit
Bdan sel limfosit T. Kedua sel ini bekerja sama untuk
menghasilkanantibodi dalam tubuh.Baik antibodi maupun antigen
keduanyamempunyai hubungan spesifi k yang sangat khas.Keadaan ini
terlihat sewaktu antigen masuk kedalam tubuh. Saat itu, dengan
seketika sel limfositT mendeteksi karakteristik dan jenis antigen.
Kemudiansel limfosit T bereaksi cepat dengan caramengikat antigen
tersebut melalui permukaanreseptornya. Setelah itu, sel limfosit T
membelahdan membentuk klon. Sementara pada permukaanmembrannya
menghasilkan immunoglobulinmonomerik.
Berikutnya, molekul antigen dan molekul antibodisaling berikat
an dan ikatan kedua molekulini ditempatkan pada makrofaga. Secara
berurutan,makrofaga menghadirkan antigen pada sellimfosit B.
Lantas, sel limfosit B berpoliferasi danmenjadi dewasa, sehingga
mampu membentukantibodi untuk masing-masing antigen.
Gambar 2.2.Reaksi antigen dan antibody
Sementara itu, pembuangan antigen setelah diikat antibodi
dapatmenggunakan berbagai cara, yakni netralisasi, aglutinasi,
presipitasi, danfiksasi komplemen.
Gambar 2.3.Mekanisme pelenyapan antigen
Netralisasi merupakan carayang digunakan antibodi untuk
berikatan dengan antigen supaya aktivitasnyaterhambat. Sebagai
contoh, antibodi melekat pada molekul yang akandigunakan virus
untuk menginfeksi inangnya. Pada proses ini, antibodi danantigen
dapat mengalami proses opsonisasi, yakni proses pelenyapan
bakteriyang diikat antibodi oleh makrofaga melalui fagositosis.
Cara pelenyapan antigen berikutnya adalah aglutinasi. Aglutinasi
ataupenggumpalan merupakan proses pengikatan antibodi terhadap
bakteriatau virus sehingga mudah dinetralkan dan diopsonisasi.
Misalnya, IgGyang berikatan dengan dua sel bakteri atau virus
secara bersama-sama.Mekanisme yang sama juga terjadi pada cara
berikutnya yaknipresipitasi. Presipitasi atau pengendapan merupakan
pengikatan silangmolekul-molekul antigen yang terlarut dalam cairan
tubuh. Setelah diendapkan,antigen tersebut dikeluarkan dan dibuang
melalui fagositosis.Selain berbagai cara tersebut, pembuangan
antigen dapat melaluifiksasi komplemen. Fiksasi komplemen merupakan
pengaktifanrentetan molekul protein komplemen karena adanya
infeksi. Prosesnyamenyebabkan virus dan sel-sel patogen yang
menginfeksi bagian tubuhmenjadi lisis
Vaksin adalah bagian dari patogen yang bisa diberikan pada
manusia atau hewan melalui mulut atu melalui suntikan menstimulasi
sistem imun untuk melawan infeksi karena patogen tersebut. Empat
cara utamayang digunakan untuk menghasilakn respon imun dengan
pengguanaan vaksin adalah sebagai berikut :
a. Vaksin Subunit
Dihasilkan dari memasukan bagian struktur virus atau bakteri,
biasaya bagian protein atau lemak dari virus tersebut. Yang
menimbulkan respon imun.contonya vaksin hepatitis B, vaksin
antraks, dan vaksin.Vaksin diformulasikan hanya dengan beberapa
komponen yang dimurnikan dari virus (tanpa memasukkan seluruh
bagian virus) disebut dengan vaksin subunit.Komponen virus yang
diambil adalah protein virus yang dikenali oleh antibodi.Pada
banyak kasus, protein yang digunakan adalah protein struktural
virus, khususnya protein yang ditemukan pada permukaan virion, yang
merupakan target utama dari respons imunb. Vaksin yang
dilemahkan
Menggunakan bakteri hidup atau virus yang telah dilemahkan atau
dengan mengubah kondisi pertumbuhan mereka untuk mencegah proses
replikasi setelah mereka dimasukan kedalam resiepin (penerima).
Contohnya vaksin MRR, Vaksin TBC, Vaksin kolera dan vaksin cacar
air.
Proses Pelemahan Virus (Atenuasi Virus) : Virus virulen dapat
dibuat menjadi kurang virulen (attenuated) dengan cara menumbuhkan
virus tersebut pada sel inang yang berbeda dari sel inang normal
atau dengan cara mengembang-biakkan virus tersebut pada suhu non
fisiologis. Mutan yang mampu berkembang biak lebih baik dibanding
virus tipe liar (wild type) pada kondisi selektif tersebut akan
meningkat selama replikasi virus. Jika mutan tersebut diisolasi,
dimurnikan, dan diuji patogenisitas pada model yang tepat, beberapa
tipe mutan dapat memiliki sifat patogen yang lebih rendah
dibandingkan induknya. Mutant tersebut merupakan kandidat yang baik
sebagai vaksin karena mereka tidak lagi berkembang dengan baik pada
inang alaminya tetapi memiliki kemampuan bereplikasi yang cukup
tinggi sehingga dapat menstimulasi respons imun, tetapi tidak
menimbulkan penyakitc. Vaksin Inaktif
Dihasilkan dari membunuh patogen dan menggunakan mikroba yang
mati atau inaktif sebagai vaksin. Contohnya vaksin rabies yang
disuntikan pada anjing, kucing, dan manusia, vaksin DPT dan
Influenza. Vaksin flu juga bisa dimasukan dalam penyemprotan pada
lubang hidung. Pada metoda ini, virus yang secara alami bersifat
patogen diproduksi dalam jumlah besar dan diinaktifkan dengan
menggunakan bahan kimia atau prosedur fisik yang dirancang untuk
menghilangkan sifat infektif dari virus tanpa kehilangan sifat
antigenisitasnya (yaitu kemampuan untuk memicu respons imun yang
diinginkan).Teknik yang umum digunakan adalah dengan cara perlakuan
dengan formalin atau beta propriolactine atau ekstraksi dari
partikel envelope virus dengan detergen nonionik seperti Triton
X-100. Jenis vaksin ini relatif tidak memerlukan proses pembuatan
yang rumit dan berbiaya murah. Contoh Vaksin virus inaktif : Vaksin
Influenza, Poliovirus (Salk Vaccine), Rabies , vaksin untuk hewan
(veterinary).d. Vaksin berdasarkan DNA
Vaksin ini telah diujicoba tapi sejauh ini belum bisa dibuktikan
secar luas keefektifannya. Vaksin ini terdiri dari plasmid yang
berisi gen untuk enzim manusia (tirosinase). dengan vaksin DNA,
pasien tidak disuntik dengan antigen tetapi dengan DNA yang
mengkode suatu antigen.DNA digabungkan dalam suatu plasmid yang
mengandung :
Sekuens DNA yang mengkode 1 atau lebih antigen protein,
seringkali berupa epitope yang sederhana atau antigen lengkap.
Sekuens DNA bergabung dalam suatu promoter yang akan
memungkinkan DNA ini ditranskripsi secara efisien pada sel
manusia.
Seringkali sekuens DNA mengkodekan : Costimulatory molecules,
juga mengandung sekuens yang mentarget protein yang diekspresikan
pada lokasi intraselular spesifik (seperti retikulum
endoplasma).
DNA vaksin dapat diinjeksikan ke otot seperti vaksin
konvensional, atau dapat juga diberikan menggunakan
Vaksinn berfungsi membantu tubuh mempersiapkan diri untuk
melawan penyakit. Pada dasarnya, vaksin memberi tubuh semacam
bocoran karakteristik bakteri, virus, atau racun tertentu sehingga
memungkinakan tubuh untuk belajar bagaiaman cara mempertahankan
diri. E. Genom MikrobaGenom (Ing. genome), dalam genetika dan
biologi molekular modern, adalah keseluruhan informasi genetik yang
dimiliki suatu sel atau organisme, atau khususnya keseluruhan asam
nukleat yang memuat informasi tersebut. Secara fisik, genom dapat
terbagi menjadi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai
kromosom atau plasmid), sementara secara fungsi, genom dapat
terbagi menjadi gen-gen. Kebanyakan genom, termasuk milik manusia
dan makhluk hidup bersel lainnya, terbuat dari DNA (asam
deoksiribonukleat), namun sejumlah virus memiliki genom RNA (asam
ribonukleat).
Pada tahun 1994, sebagai tindak lanjut dari proyek genom manusia
departemen energi amerika serikat memulai program genom mikroba.
Tujuan dari MGP adalah untuk mengurutkan seluruh genom
mikroorganisme yang memiliki potensi aplikasi dalam biologi
lingkungan, penelitian, industri, dan kesehatan seperti bakteri
yang menyebabkan tuberkulosis, gonorhea, dan kolera, serta genom
patogen protozoa seperti organisme (plasmodium) yang menyebabkan
malaria. Dengan mengurutkan genom mikroba, para ilmuwan akan dapat
mengidentifikasi banyak rahasia bakteri, dari gen yang terlibat
dalam metabolisme sel bakteri dan pembelahan sel dengan gen yang
menyebabkan penyakit manusia dan hewan. Selain itu, peneliti akan
menemukan gen bakteri yang dapat memungkinkan para ilmuwan untuk
mengembangkan strain baru mikroba yang dapat digunakan dalam
bioremediasi dan untuk mengurangi karbon dioksida atmosfer dan gas
rumah kaca lainnya, untuk mendeteksi senjata biologi, untuk
mensintesis plastik, untuk membuat produk makanan yang lebih baik ,
dan untuk menghasilkan bakteri diubah secara genetik sebagai
biosensor untuk mendeteksi zat berbahaya, dan lain
sebagainya.Kemampuan kita untuk urutan genom mikroba juga
diperkirakan akan menyebabkan metode diagnostik baru dan cepat dan
cara untuk mengobati penyakit menular. Misalnya, jika gen penyandi
protein ilmuwan permukaan sel yang melapisi bakteri patogen
tertentu, mereka mungkin dapat menggunakan protein ini untuk
menghasilkan produk baru dengan cara diagnostik, vaksin, dan agen
antimikroba.Genom bakteri yang telah menerima perhatian yang besar
adalah dari mikroba yang bertanggung jawab untuk penyakit serius
dan penyakit pada manusia. Berikut beberapa contoh mikroba yang
telah selesai pembacaan genomnya, dan prospek yang diharapkan saat
ini dan di masa datang. Pseudomonas aeruginosa. Ini adalah patogen
utama pada manusia yang menyebabkan infeksi saluran kemih, sejumlah
infeksi kulit, dan infeksi paru-paru yang terus-menerus yang
merupakan penyebab signifikan kematian pada pasien cystic fibrosis.
P. aeruginosa adalah bakteri bahaya karena resisten terhadap banyak
antibiotik dan desinfektan yang biasa digunakan untuk mengobati
mikroba lainnya. Belajar lebih banyak tentang gen yang terlibat
dalam metabolisme, replikasi, dan pemecahan senyawa (seperti
antibiotik) di. P. aeruginosa akan sangat terbantu dengan pemahaman
genom. Cholerae VibrioCholerae Vibrio yang biasanya ditemukan di
perairan tercemar di wilayah di dunia dengan praktek-praktek
sanitasi yang buruk. Bakteri ini menyebabkan penyakit kolera, yang
ditandai dengan diare berat dan muntah, yang menyebabkan kehilangan
cairan dalam jumlah besar, yang dapat menyebabkan shock dan bahkan
kematian. Clostridium acetobutylicum
adalah bakteri yang dapat mengubah zat pati menjadi pelarut
organik aseton dan butanol yang sangat bermanfaat untuk industri.
Pembacaan genom bakteri ini selesai pada tahun 1999. Dari informasi
genomnya para ilmuwan berharap dapat memahami biokimia dari bakteri
ini, sekaligus meneliti kemungkinan menggantikan proses produksi
pelarut organik dengan menggunakan enzim rekombinasi dari bakteri
ini dalam skala industri. Saat ini proses produksi aseton dan
butanol bersandar pada pemakaian minyak dan gas. Beberapa spesies
lain dari genus bakteri ini seperti Clostridium tetani dan
Clostridium botulinumi bersifat patogen, yaitu menyebabkan infeksi
tetanus dan memproduksi racun botulism. Karena itu, perbandingan
genom berbagai spesies bakteri ini akan memperdalam tentang apa
yang membuat bakteri patogen ini menjadi berbahaya bagi
manusia.
Deinococcus radioduran
adalah mikroba yang dapat bertahan di lingkungan radio aktif
berdosis tinggi yang membunuh hampir semua makhluk hidup lain.
Bakteri ini dapat bertahan hidup pada tingkat radiasi 1,7 juta rad
yang membuat bakteri E coli, kecoak (dan manusia) tak mungkin
bertahan hidup (Nature, 2000). Informasi genom bakteri ini sangat
potensial untuk proses bioremediasi seperti pembersihan lingkungan
dari limbah radioaktif, logam berat, atau senyawa kimia organik.
Saat ini para peneliti di Amerika Serikat sedang mengeksplorasi
kapabilitas bakteri D radioduran dengan menambah gen dari organisme
lain. Tambahan gen ini mengkodekan protein yang bisa mengubah logam
berat menjadi biomassa yang lebih netral dan menguraikan zat
organik berbahaya seperti toluene. Diharapkan pula dengan
mempelajari genom mikroba, manusia dapat lebih memahami proses
terjadinya sel kanker yang diakibatkan oleh kerusakan DNA,
sekaligus menemukan obat atau cara pengobatan kanker baru. Soalnya
mikroba ini sanggup memperbaiki DNA-nya sendiri yang rusak karena
pengaruh radiasi.
Archaea Methanococcus jannaschii
adalah mikroba yang dapat menghasilkan gas metan. Mikroba ini
ditemukan di lingkungan berasap hydrothermal, tanpa cahaya, tanpa
oksigen, tanpa sumber zat karbon. Sifat yang sangat tidak biasa
yang dimiliki oleh mikroba ini membawa pada kesimpulan bahwa domain
makhluk hidup tidak hanya prokaryotes dan eukrayotes, tetapi ada
domain baru yang terdiri dari mikroba yang berpenampilan
prokaryotes, tetapi tak memiliki sifat prokaryotes sama sekali.
Para ilmuwan mengelompokkan mikroba seperti ini dalam domain baru
yaitu Archaea. Klasifikasi makhluk hidup menjadi tiga domain adalah
suatu revolusi penting dalam ilmu biologi.
Nitrosomonas europaea, Prochlorococcus marinu, Rhodopseudomonas
palustris adalah organisme yang menjadikan karbon dioksida sebagai
satu-satunya sumber nutrisi zat karbonnya. Mikroba-mikroba ini
diduga mempunyai peranan penting dalam perubahan iklim. Dengan
demikian informasi yang didapat dari genom mikroba-mikroba ini
diharapkan mampu berperan mengatasi pemanasan global (global
warming) dengan menstabilkan jumlah karbon dioksida di
atmosfer.
Lactococcus lactisPara ilmuwan telah mempelajari genetika
bakteri asam laktat selama sekitar 35 tahun membantu upaya untuk
memahami bagaimana bakteri ini berkontribusi pada rasa dan tekstur
keju, susu, dan produk lainnya yang kita bahas sebelumnya. Proyek
genom telah selesai untuk bakteri asam laktat beberapa lusin susu
terkait. Sebagai contoh, baru-baru ini ilmuwan mensequen genom
untuk Lactococcus lactis, strain yang penting untuk membuat keju.
Proyek-proyek tersebut telah membantu para ilmuwan menemukan
makanan yang lebih baik menggunakan strain yang berbeda untuk
membuat keju khusus dengan karakteristik rasa ditingkatkan dan
untuk memperbaiki kondisi tekstur untuk memaksimalkan kemampuan
pertumbuhan mikroba yang berbeda.Metagenomika adalah suatu ilmu
yang mempelajari metagenom yaitu seluruh DNA dari suatu ekosistem
secara lengkap (bukan hanya dari satu organisme saja), misalnya
segenggam tanah, sepuluh mililiter air laut, atau isi perut
manusia. Dengan membaca seluruh cetak biru genetik dari seluruh
spesies organisme yang ada pada suatu ekosistem, dapat diketahui
jenis-jenis organisme (mikroba) apa saja yang terdapat dalam
ekosistem mikro tersebut, serta interaksi yang terjadi di dalamnya.
Informasi cetak biru genetik yang dihasilkan akan membantu ilmuwan
dalam memperkirakan nutrisi apa saja yang diperlukan oleh organisme
sumber DNA tersebut untuk bertahan hidup. Sebagai hasilnya, mikroba
yang sebelumnya tidak berhasil dibiakkan, dapat dibiakkan untuk
selanjutnya diisolasi dan diperbanyak dalam laboratorium. Ketika
seluruh gen dalam suatu organisme yang berhasil dibiakkan telah
diketahui, maka dengan teknologi DNA/gen chips akan mudah diketahui
gen mana yang aktif atau tidak ketika diberikan stres pada
lingkungan yang berbeda.
Mikrobioma adalah semua mikroba dan komunitasnya yang
berasosiasi dengan tubuh manusia, hewan, tumbuhan, tanah, air, dan
sebagainya. Pada manusia, terdapat 10 triliun sel penyusun tubuh,
belum termasuk sel rambut. Sedangkan jumlah mikrobiota di manusia
adalah 100 triliun, dengan 50% diantaranya terdapat di usus besar
dan feses. Manusia mendapatkan mikroba sejak lahir. Pada mulanya,
bayi lahir dalam kondisi steril, bebas dari bakteri. Tetapi ketika
bayi tersebut lahir dan keluar melalui vagina, bayi tersebut
seperti terinokulasi oleh bakteri yang berasal dari saluran vagina
ibu nya. Bakteri ini adalah Lactobacillus johnsonii, yang membantu
mencerna ASI. Akan tetapi, pada bayi yang lahir secara caesar, bayi
tidak akan mendapatkan mikroba yang sama dengan bayi yang lahir
normal, melainkan ia mendapatkan mikroba dari sarung tangan dokter
dan rumah sakit. Selain itu, pada saat melakukan operasi caesar,
sang ibu akan diberikan antibiotik agar tidak terjadi infeksi, yang
akan menyebabkan kematian bagi semua mikroba baik. Bayi normal
mikrobioma nya mirip dengan vaginal mikrobiome, tetapi bayi yang
lahir secara caesar memiliki mikrobioma yang mirip dengan
mikrobioma kulit. Seperti hal tersebut, bayi yang diberikan ASI
langsung dari puting ibunya akan memiliki mikrobioma yang mirip
dengan mikrobioma kulit, sedangkan yang lewat botol memiliki
mikrobioma seperti mikrobioma pastik.penelitian yang lain adalah
tentang virus. Hal ini berlaku karena banyak virus mematikan
bermutasi cepat dalam menanggapi vaksin dan pengobatan antivirus.
Obat antivirus dirancang untuk bekerja dalam beberapa cara.
Beberapa obat antivirus memblokir virus dari mengikat permukaan sel
dan sel menginfeksi; blok replikasi virus lainnya setelah virus
telah menginfeksi sel-sel tubuh. Penelitian tentang genom virus
membantu para ilmuwan mempelajari bagaimana virus penyebab penyakit
dan mengarah pada pengembangan obat antivirus baru dan efektif.
Teknik molekuler untuk mengidentifikasi bakteri meliputi analisis
RFLP, Analisis PCR, dan sequencing DNA.F. Mikroba untuk membuat
biofuelProduksi biofuel memiliki potensi untuk menyediakan sumber
energi alternatif dan mengurangi pemanasan global yang dihasilkan
dari pembakaran bahan bakar fosil. Untuk menghasilkan etanol,
mikroba memfermentasi alkohol mengubah glukosa dan gula lain dalam
biji-bijian untuk etanol, tetapi proses ini tidak efektif atau
efisien. Dibutuhkan banyak biji jagung untuk menghasilkan jumlah
yang relatif kecil dari etanol. Meskipun, seperti yang Anda akan
melihat, biomassa selulosa seperti batang jagung merupakan sumber
tersedia dan berlimpah gula untuk membuat ethanol. Caranya adalah
dengan memecah selulosa menjadi molekul glukosa individu, yang
kemudian dapat digunakan untuk membuat etanol dengan proses
fermentasi.Teknologi DNA rekombinan digunakan untuk menghasilkan
E.coli dengan peningkatan kemampuan untuk memproduksi etanol, serta
bakteri dengan peningkatan kemampuan untuk fermentasi gula menjadi
etanol melalui fermentasi alkohol. Selain itu, upaya bioprospecting
besar sedang berlangsung di seluruh dunia untuk mengidentifikasi
bakteri dan ganggang yang meng hasilkan enzim yang berguna, enzim
yang dapat membantu untuk memproses biomassa menjadi bahan bakar.
Kemudian, kita akan membahas secara singkat bagaimana pendekatan
bioremediasi sedang menyelidiki penggunaan mikroba untuk
mendegradasi komponen dalam sendiments sebagai cara untuk
menghasilkan energi. Meskipun potensi masa depan biofuel tidak
jelas, maka diharapkan penelitian selama beberapa tahun ke depan
akan menghasilkan perbaikan yang signifikan dalam produksi
biofuelG. Diagnostik mikrobaTeknik molekuler seperti RFLP analisis
fragmen restriksi, PCR, dan sequencing DNA, dapat digunakan untuk
identifikasi bakteri. Jika genom patogen besar dan menghasilkan
terlalu banyak fragmen enzim restriksi, yang mencegah visualisasi
pita DNA individu pada gel agarosa. DNA dapat dikenakan analisis
Southern blot. Banyak database RFLPs, pola PCR, dan urutan DNA
bakteri yang tersedia untuk perbandingan sampel klinis. Sebagai
contoh, jika seorang dokter mencurigai infeksi bakteri atau virus,
sampel termasuk darah, air liur, tinja, dan cairan serebrospinal
dari pasien dapat digunakan untuk mengisolasi bakteri dan virus
patogen. DNA dari tersangka s daripada terisolasi dan mengalami
teknik molekuler seperti PCR. PCR adalah alat penting untuk
pengujian diagnostik di laboratorium mikrobiologi klinik dan banyak
digunakan untuk mendiagnosis infeksi yang disebabkan oleh mikroba
seperti virus hepatitis (A, B, dan C), Clamydia trachomatis, dan
Neiseria gonorrhoeae, HIV-1, dan banyak bakteri lain dan
virus.Ilmuwan juga menggunakan teknik biologi molekuler untuk
melacak pola mikroba penyebab penyakit dan penyakit dan wabah
penyakit yang mereka dapat menyebabkan. Setelah berhasil menanggapi
1993 wabah daging yang terkontaminasi dengan E.coli, Centers
penyakit kontrol dan pencegahan (CDC) dan Departemen Pertanian AS
menciptakan sebuah jaringan laboratorium DNA-mendeteksi memperluas
cakupan dan meningkatkan waktu respon. Jaringan ini, disebut
Pulsnet, memungkinkan ahli biologi, dengan menggunakan pendekatan
fingerprinting DNA, untuk secara cepat mengidentifikasi mikroba
yang terlibat dalam kondisi kesehatan masyarakat. Hasil dapat
dibandingkan dengan database untuk mengidentifikasi wabah mikroba
dalam makanan yang terkontaminasi dan untuk memutuskan bagaimana
merespon sehingga jumlah minimal orang yang terpengaruh.
Microarray telah menciptakan pendekatan baru untuk mendeteksi
dan mengidentifikasi patogen dan untuk memeriksa respon host
terhadap penyakit menular. Microarray juga digunakan untuk
mempelajari perubahan ekspresi gen yang terjadi ketika sebuah
organisme terinfeksi patogen, memberikan tanda tangan untuk infeksi
oleh organisme tertentu. Dengan chip ini, pola gen yang merangsang
atau dihambat oleh patogen dapat dianalisis sebagai tanda tangan
lorong-tanda yang unik dengan patogen tertentu. Perhatikan
bagaimana tiga patogen yang digunakan untuk merangsang set yang
berbeda dari gen pada tikus.H. Memerangi bioterorismeBioterorisme
secara luas didefinisikan sebagai penggunaan bahan biologis sebagai
senjata untuk menyakiti manusia atau hewan dan tumbuhan kita
bergantung pada makanan. Bioterorisme telah menjadi perhatian yang
sah selama berabad-abad. Pada abad keempat belas, tubuh korban
wabah pes yang digunakan untuk menyebarkan bakteri Yersinia pestis,
yang menyebabkan penyakit pes selama perang di Rusia dan
negara-negara lain.Strain baru patogen menular dan berpotensi
mematikan yang berkembang setiap hari di seluruh dunia. Ancaman ini
mikroorganisme penyebab penyakit, yang dapat digunakan sebagai
senjata biologis, mungkin menyulap gambar novel fiksi ilmiah;
Namun, potensi serangan bioterorisme adalah nyata dan perhatian
yang signifikan.
Meskipun ribuan organisme yang berbeda yang menginfeksi manusia
adalah pilihan yang potensial sebagai senjata biologis, kebanyakan
ahli percaya bahwa hanya selusin organisme feasibly bisa berbudaya,
halus, dan digunakan dalam bioterorisme. Kemungkinan ini bahwa
organisme yang tidak diketahui dapat digunakan sebagai bio-senjata
ini meresahkan karena mereka mungkin akan sangat sulit untuk
memberikan sebagai senjata biologis. Sebagai senjata biologis,
cacar, yang merupakan penyakit yang disebabkan oleh virus variola,
menjadi perhatian karena beberapa alasan. Hampir semua manusia
rentan terhadap infeksi cacar karena vaksinasi meluas berhenti
lebih dari 20 tahun yang lalu.Teknik analisis microarray digunakan
untuk mendeteksi patogen dari senjata biologis. DNA microarray
adalah sebuah metode yang digunakan untuk menganalisa fungsi dan
ekspresi gen dalam jumalah yang banyak secara simultan dan dalam
satu kali percobaansaja. Teknologi ini menggunakan chip yang
berukuran sangat kecil. Melalui prosesparalelisasi, miniaturisasi,
multiplexing, dan otomatisasi, para peneliti dapat
mempelajarikarakteristik fisik suatu genom dan memanfaatkannya
untuk pengembangan obat, diagnosis,hingga terapi yang mengarah pada
tailor-made treatment dimana obat diberikan kepadapasien sesuai
dengan profil genetiknya.DNA microarray dikenal juga dengan sebutan
Chip-DNA. Hal ini karena teknologi inimenggunakan lempengan kecil
(chip) yang terbuat dari kaca yang diatasnya ditata secarateratur
ribuan jenis gen dalam bentuk fragmen. DNA dari ribuan jenis gen
tersebut digunakanuntuk menganalisis ekspresi gen dari suatu jenis
sel dengan metode hibridisasi. Array sendiri merupakan suatu
susunan teratur sampel data gen yang telah ditemukan melaluiHuman
Genome project. Adapun untuk penjelasan microarray sendiri adalah
sebagaiberikut:
1. Pembuatan microarray Fragmen DNA yang diperkuat dengan
menggunakan teknik PCR diletakkan pada slide kaca. Setelah itu,
dilapisi dengan polylysine sebelum proses spotting. Prosespersiapan
slide dicapai dengan memblok polylysine tidak terfiksasi pada DNA
untukmenghindari binding target. Sebelum hibridisasi, DNA
didenaturasi untuk memperolehuntai tunggal DNA pada microarray, ini
akan memungkinkan probe untuk mengikatuntai komplementer dari
target.2. Persiapan target RNA diekstraksi dari 2 kultur berbeda
dimana kita ingin membandingkan tingkatekspresinya. mRNA
ditansformasi menjadi cDNA dengan reverse transcription. Padatahap
ini, DNA dari kultur pertama diberi label dengan pewarnaan hijau,
sedangkanDNA dari kultur 2 diberi label dengan pewarna merah.3.
HibridisasiCDNA berlabel hijau dan merah dicampur bersama-sama (hal
ini disebut target)kemudian diletakkan pada matriks untai tunggal
DNA (hal ini disebut probe). Chip inikemudian diinkubasi satu malam
pada suhu 600. Pada suhu ini, strand DNA bertemudengan untai
komplementer dan cocok bersama untuk menciptakan untai ganda
DNA.DNA fluorescent akan terhibridisasi.4. Scanning slideLaser akan
tertarik pada setiap titik. Emisi fluorescent akan bergabung
melalui photo-multiplicator (PMT) untuk bersatu dengan mikroskop
konfocal. Disini terlihat 2 imagedimana skala abu-abu
memperlihatkan intensitas fluorescent. Jika kita mengganti
warnaabu-abu dengan warna hijau untuk image yang pertama dan warna
merah untuk imageyang kedua. Dengan menempatkan kedua image ini,
ada satu image pada titik hijau(dimana hanya DNA dari kondisi
pertama terfiksasi) berubah menjadi merah (dimanaDNA dari kondisi
kedua yang terfiksasi) melewati warna kuning (dimana merupakanDNA
dari 2 kondisi terfiksasi dnegan jumlah yang sama)
5. Analisa dataKita mempunyai 2 image microarray dimana kita
harus menghitung jumlah molekulDNA pada setiap kondisi. Kita
mengukur jumlah sinyal pada panjang gelombang emisi warna hijau dan
jumlah sinyal pada emisi panjang gelombang warna merah .
Kemudiankita normalkan jumlah ini sesuai dengan parameternya (
jumlah ragi pada percobaan inidalam setiap kondisi kultur). Kita
menganggap bahwa jumlah DNA fluorescent yang terfiksasi sebanding
dengan jumlah mRNA yang hadir di setiap sel. Setelah itu,
kitamenghitung rasio merah / hijau fluoresensi. Jika rasio ini
lebih besar dari image 1(telihat merah pada gambar), maka ekspresi
gen lebih besar dalam kondisi percobaankedua. Jika rasio ini lebih
kecil dari 1 ( terlihat hijau pada gambar), ekspresi gen yanglebih
besar pada kondisi pertama.BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Sel mikroba sebagai contoh umumnya adalah sel Bakteri.
Struktur tubuh bacteri terdiri dari selaput luar, sitoplasma dan
materi inti (DNA).2. mikroorganisme baik alami maupun bentuk
rekayasa genetika telah menjabat sebagai alat yang berguna dalam
berbagai cara untuk menghasilakan enzim dan protein seperti melalui
transformasi, Elektroprasi, cloning, dan ekspresi gen3. Penggunaan
mikroba untuk berbagai aplikasi sehari-hari seperti fermentasi
mikroba, Protein terapeutik, dan pembuatan Vaksin4. Vaksin
merupakan suatu teknik pemamfaatan mikroba maupun virus untuk
memuicu kekebalan tubuh paada manusia
5. Dengan mengurutkan genom mikroba, para ilmuwan akan dapat
mengidentifikasi banyak rahasia bakteri, dari gen yang terlibat
dalam metabolisme sel bakteri dan pembelahan sel dengan gen yang
menyebabkan penyakit manusia dan hewan.
6. Teknologi DNA rekombinan digunakan untuk menghasilkan E.coli
dengan peningkatan kemampuan untuk memproduksi etanol, serta
bakteri dengan peningkatan kemampuan untuk fermentasi gula menjadi
etanol melalui fermentasi alkohol7. Microarray telah menciptakan
pendekatan baru untuk mendeteksi dan mengidentifikasi patogen dan
untuk memeriksa respon host terhadap penyakit menular.8. DNA
microarray dapat digunakan untuk mendeteksi adanya wabah penyakit
yang disebabkan oleh bioterorisme adalah sebuah metode yang
digunakan untuk menganalisa fungsi dan ekspresi gen dalam jumalah
yang banyak secara simultan dan dalam satu kali percobaansajaB.
Saran
Dalam pembuatan makalah ini masih banyak kekurangan sehingga
diharapkan mencari sumber yang lebih banyak demi tercapainya
penguasaan konsep mengenai bioteknologi mikroba.
Daftar RujukanSuwandi, Usman. 1990. Perkembangan Pembuatan
Vaksin. Jakarta: Pusat Penelitian dan
Pengembangan PT Kalbe FarmaThieman w.j & Palladino, M. 2004.
Itroduction to Biotechnology. USA : pearsen education,inc
(Handout kuliah biosintesis senyawa obat dan vaksin.2014.ITB)
http://download.fa.itb.ac.id/filenya/Handout%20Kuliah/Biosintesis%20Senyawa%20Obat/VAKSIN.pdfhttp://4.bp.blogspot.com/-Ah04MXpQmiQ/UNMW7RPewLI/AAAAAAAAF7c/2C3s7X-yJc0/s1600/Reaksi-antigen-dan-antibodi.jpgRochmah,
S. N., Sri Widayati, Mizrikhatul Miah. 2009. Bioteknologi Modern.
(Online)
http://perpustakaancyber.blogspot.com/2012/11/bioteknologi-modern.htmlSukara,
Endang dan Imran SL Tobing. 2008. Industri Berbasis Keanekaragaman
Hayati Masa Depan Indonesia. Vis Vitalis,1 (2). Fakultas Biologi
Universitas Nasional, Jakarta
Gambar 2.1. teknik pembuatan insulin
Gambar 2.4. teknik analisis micro array
6