Dasar Dasar Mikrobiologi

DASAR-DASAR

MIKROBIOLOGI

STRUKTUR SEL PROKARYON

• Umumnya Uniselluler• Pembawa sifat DNA, inti tidak sejati/Nucleoid• Tidak punya Organel• Ribosom kecil,tersebar dalam sitoplsma.• Alat gerak Flagel• Dinding sel mengandung peptidoglikan• Tdk ada mitosis dan meiosis• Pernapasan pd membran sitoplasma.• Reproduksi amitosis.

Anggota dari Prokaryon :

• Bakteri (Rickettsia dan Chlamidia)• Sianobakteria• Arkhaebacteria.

STRUKTUR SEL EUKARYON :

• Umumnya Multiselluler• Pembawa sifat tersusun dlm kromosom(DNA)• Punya Nucleus dan Nucleolus.• Memiliki semua organel• Melakukan mitosis dan Meiosis• Proses pernapasan terjadi pada Mitochondria.

Anggota dari Eukaryon :

• Protozoa• Jamur ( Yeast/Khamir )• Alga• Lichen

METABOLISME MO :

• MO mengadakan pertukaran zat, yaitu mengambil/asimilasikan zat makanan dan membuang sisa yg tdk digunakan (sampah).

• Disebut juga terjadinya serangkaian reaksi kimia didlm sel hidup.

• Penyusunan ,pengambil zat makanan/ proses sintesis disebut : ANABOLISME.

• Pengguna,pembongkar zat makanan atau reaksi penguraian disebut : KATABOLISME.

ANABOLISME :

• Disebut juga Biosintesis• Bahan baku yang dibutuhkan dlm proses ini

adalah zat makanan, krn dibutuhkan sumber energi.

• Didlm tubuh sel dilakukan berbagai kegiatan kimiawi, berbagai bahan digunakan sbg nutrien, dan berbagai substansi yg disintesis menjadi komponen sel.

* Bgmn sel melakukan kegiatan fisiologik, seperti penyusunan zat organik,pencernaan makanan,

• Pembongkaran zat makanan,dlsb ?• Semua kegiatan dibantu oleh biokatalisator yg

ada dalam sel yaitu Enzim/fermen/ragi.• Dlm sel tdpt ribuan enzim yg berbeda, enzim

juga disebut katalis hayati(dlm jml sdkt dpt untuk mempercepat reaksi kimia, dan berfungsi spesifik.

Enzim (sifat-sifat umumnya) :

• Menggiatkan/memulai suatu proses.• Bekerja spesifik(mempercepat reaksi

beberapa ribu kali).• Merupakan protein dalam bentuk koloid.• Banyak yg dpt bekerja bolak-balik.• Tidak tahan temperatur agak tinggi,sangat

dipengaruhi suhu, kenaikan suhu dibawah maksimum ,enzim bertambah giat.

* Enzim dipengaruhi oleh pH,konsentrasi,suhu,substrat, dan oleh hasil akhir.

• Banyak enzim butuh pembantu (Koenzim), seperti K,Mg,Fe.

• Banyak juga yg dihambat oleh Hg,F.• Bagian protein enzim dsbt : Apoenzim, bila

keduanya bergabung menjadi enzim lengkap disebut Holoenzim.

Apoenzim + Koenzim Holoenzim TIDAK AKTIP TIDAK AKTIP AKTIP

PROTEIN MOLEKUL ORGANIK

MACAM ENZIM :

• Oksidoreduktase (Oksidase & reduktase )• Transferase (transaminase)• Hidrolase(:karbohidrase,esterase,proteinase).• Liase(dlm reaksi katalitik)• Isomerase (dlm reaksi isomerasi)• Ligase .

Katabolisme :

• Disebut juga reaksi Dissimilasi/Peruraian (mrpk reaksi katabolik )

• Pernapasan (respirasi) mrpk proses Dissimilasi, yg hanya berlangsung ddlm sel hidup.

• Dalam respirasi terjadi pembongkaran zat makanan dan mghslk Energi, yg diperlukan oleh organisme tsb.

• Bila Oksigen yg dibutuhkan dalam proses ini berasal dari udara bebas, dsbt : Resp.Aerob.

* Pernapasan Aerob :( Dilakukan o/ MO aerob)

• Mikroorganisme menggunakan glukosa atau zat organik lain sbg substrat untuk dioksidasikan menjadi carbondioksida dan air,sedang MO nya memperoleh Energi yg dihasilkan.

Contoh : C6H12O6 + 6 O2 CO2 +6H2O+675 kcal GLUKOSA

Pernapasan Anaerob (Fermentasi) :

• Pengertian Fermentasi dibatasi hanya pada alkoholisasi dan laktasi.

• Contohnya : Streptococcus lactis Saccharomyces cereviceae• Pembusukan , digunakan untuk penguraian

protein,dll senyawa yg mengandung N, dlm penguraian timbul bau yg tdk sedap. Biasa dilakukan oleh bakteri Anaerob.

Berbagai gas yg dihasilkan oleh mikroorganisme :

• CO2(Karbondioksida), mrpk gas hasil pernapasan aerob dan anaerob dilakukan oleh mikroba aerob dan anaerob.

• H2(Hidrogen)/ biasanya muncul bersama CO2,sbg hasil penguraian KH dan As.amino. Mikroba yg berperan diantaranya Escherishia coli dpt mengurai asam semut (HCOOH) menjadi CO2 dan H2O.

* CH4(Metana ): mrpk hasil penguraian senyawa-senyawa organik, ditempat berair se -

perti di rawa, timbunan sampah, kotoran hewan,dll. Mikroba yg berperan kelompok Archaebacteria (Methanobacterium omelianskii ).

* N2(Nitrogen ) :mrpk hasil penguraian Nitrat dan nitrit,prosesnya disebut Denitrifikasi, ter – jadi ditempat tertutup dan kurang udara, mikroorganismenya adalah Thiobacillus denitrificans.

H2S (Hidrogen sulfida) :

• Mrpkn hasil peruraian protein dan senyawa lain yg mengandung belerang, bakteri yg berperan menghasilkan H2S adalah Desulfovibrio desulfuricans.

• NH3(Amoniak ): Hasil penguraian protein dan senyawa lain yg mengandung nitrogen,itu dpt brp amoniak(proses deaminasi = Clostridium sporogenes,Pereduksian nitrat=bakteri denitrifican.)

Asam-asam yg dihasilkan oleh Mikroba :

• H2SO4(asam belerang),dihasilkan oleh bakteri yg suka asam ,seperti Thiobacillus thiooxidans.

• HNO3(asam Nitrat),dihasilkan oleh bakteri Nitrosomonas atau Nitrosococcus dan Nitrobacter (menyuburkan tanah ).

• CH3CHOH.COOH (as. Susu),dihasilkan oleh bakteri Streptococcus lactis dan Lactobacillus.

• CH3COOH(As.cuka),dihasilkan oleh Acetobacter.

AsamLemak (as.propionat; butirat, valerat, kaproat, kaprilat)

• Dihasilkan oleh Propionibacterium, Clostridium sp, dlsb.

GENETIKA MIKROBA

• Gregor Mendel ahli Botani (Austria),dikenal sbg bapak Genetika.

• Hukum kebakaan berlaku umum bagi semua kehidupan, hukum Mendel juga berlaku bg manusia juga mikroba,bahkan lalat Drosophilla yg dulu digunakan dlm percobaan,skg sudah digantikan oleh Escherishia coli(mdh dipelajari pd taraf molekuler).

PEWARISAN CIRI DAN VARIASI :

• Ciri yg selalu akan diwariskan kpd keturunannya oleh semua MH ,adalah Fenotip dan Genotip.

• Genotip akan mengacu pd komposisi genetis sel(genom), sementara Fenotip mrpk ekspresi Genotip,dlm btk sifat yg dpt diamati .

• Genotip mikroba dalam biakan relatif konstan, selama pertumbuhannya,tapi bs berubah krn Mutasi.

* Perubahan ini,mrpk perubahan sifat yg dpt diamati,atau fenotip.

• Jadi Genotip : mrpk ciri potensial total suatu sel yg bersifat temurun, sedangkan Fenotip adl ciri yg diekspresikan.

• Variasi genetik pd mikroba dpt disebabkan karena Mutasi.

• Mutasi yaitu perubahan ddlm gen sel JR yg berakibat perubahan morphologi dan biokimiawi didlm sel. Mutasi dpt spontan atau diberi mutagen(penyebab mutasi).

Perubahan Fenotip akibat Perubahan Lingkungan :

• Fenotip populasi mikroba dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu .

• Contoh Staphylococcus aureus dan Serratia marcessent, hanya dpt memproduksi pigmen pd suhu kamar.

• Contoh lain : Bakteri yg mampu membentuk kapsul, akan mbtk kapsul lebih tebal dan mbtk koloni yg berlendir,bila ditanam dlm media yg mengandung KH tinggi.

Perubahan Genotip pada Mikroba :

• Genotip suatu sel ditentukan oleh informasi genetik yg dikandung dlm kromosomnya, kromosom terdiri dari Gen(=Satuan fungsional yg temurun,menentukan pbtk polipeptida tertentu dan bbg type RNA).

• Gen dpt bermutasi menjadi btk lain,shg mutasi dpt menimbulkan ciri genetik yg baru, atau menyebabkan genotip berubah.

• Suatu MO yg mennjukan efek mutasi (Mutan).

TIPE-TIPE MUTASI :

• 1.MUTASI TITIK (Point mutation): Terjadi akibat tersubstitusinya satu nukleotida oleh yg lain dlm rangkaian nukleotida suatu gen(=mutasi gen pd tkt nukleotid),shg dpt meyebabkan trjadinya mutasi missense, nonsense atau silent(bisu).

• Missense :terjadi pergantian satu kodon sense oleh kodon sense lain.

*Nonsense :mhslkan salah satu dr ke3 kodon Stop (UGA; UAA ;UAG),shg polipeptida lbh pdk.

• Silent/bisu :perubahan dlm sekuen kodon yg tdk mengubah asam amino yg dikodenya.

• Mutasi pergeseran kerangka :mrpk akibat penambahan /kehilangan satu atau lebih nukleotid(insersi/delesi),dlm satu gen.

• 2. Penyimpangn Kromosomal : ada 2 macam yi : Perubahan dlm hal struktur kromosom dan perubahan dlm hal jumlah kromosom.

Perubahan struktur terdiri dari :

• Delesi :perubahan kromosomal krn hilangnya 1 atau lebih segmen gen atau kromosom.

• Duplikasi: terjadi bila terdapat 1 atau lebih salinan segmen kromosom,pd krmosom itu sendiri atau kromosom lain.

• Inversi : bila terjadi perpatahan dlm sebuah kromosom dan segmen tsb berputar 180 drjt,sblm akhirnya bergabung kembali.

*Translokasi :terjadi ketika kromosom homolog patah dan saling bertukar segmen.

• A• A B C D E F A C D E F • • B DELESI• PERPATAHAN D• E• F A B B C D E F • • DUPLIKASI

• A B C D E F A E D C B F

• INVERSI

A B C D E F A B C D K L G H I J K L G H I J E F TRANSLOKASI

Pada organisme Diploid(2n), ada 2 tipe penyim- pangan kromsm yg mempeng. Jml.kromosom:

• 1.Poliploidi : terjadi bila satu sel punya 1 atau lebih set kromosom,melebihi jml set normal. Misalnya : Triploid(3n), kelebihan 1 set kromosom (steril).

• 2.Aneuploid : terjadi krn ada perubahan jml individual pd kromosom homolog,dlm satu set kromosom(terjadi krn nondisjunction/gagal berpisah) selama meiosis Misal : Trisomi (2n+1).

Klasifikasi Bakteri :

• Tujuan : untuk menentukan potensi patogeniknya. Contoh: Staphylococcus aureus yg diisolasi dr darah lebih patogen dari Staphylococus epidermidis dr tmpt yg sama.

• Bbrp baktri mampu menyebar secara luas di komunitas dan menyebabkan penyakit yg serius contoh : Corynebacterium diphteriae dan Vibrio cholerae.

* Bakteri dpt diidentifikasi berdasarkan serangkaian sft imunologis,fisik/sf.molekuler.

• Reaksi Gram :bakteri Gram ( + )dan (-),mem – beri respon thd antibiotik yg berbeda,(miko- bacteria) butuh pewarnaan khusus.

• Bentuk sel ( Coccus, Bacillus,Vibrio/spiral).• Endospora : keberadaan, btk,dan posisi didlm

sel bakteri (terminal,sub terminal,sentral).• Kekhususan : butuh akan media khusus atau

pertumbuhan intra sel khusus.

Sekuens DNA : sekuens DNA ribosom 16S, mrpk elemen kunci dlm klasifikasi.

• Preferensi atmosfer : bakteri aerob bth O2, Bakteri anaerob butuh atmosfer dgn sdkt O2 atau tanpa O2, Bakteri Anaerob fakultatip butuh kondisi dengan atau tanpa O2, Baktri Mikroaerofil suka lingkgn bertekanan O2 rendah, dan bakteri Kapnofil suka lingk. Berkadar CO2 tinggi.

• Enzim kunci : contoh : tdk ada fermentasi laktosa,membantu identifikasi Salmonella dan

Urease membantu identifikasi Helicobacter.

• Reaksi Serologis : Interaksi antara antibodi dgn struktur permukaan(misal : sub tipe dari Salmonella, Haemophillus, Meningococcus, dll).

• Sistem Klasifikasi yg dgnkn ini sangat efektip,tp penting u/ diingat bhw klasifikasi ini bsf umum ,dan dpt ditemukan adanya variasi dlm perila – ku klinis dr strain bakteri yg berbeda dlm 1 species, juga dlm adanya prsmaan antar Sp.

Contoh :

• Bbrp strain Echerishia coli,dpt menyebabkan penyakit yg serupa dgn penyakit yg disebabkan o/ Shigella sonnei, dan Corynebac terium diphteriae yg mhslkn toksin ,menyebab kan penyakit yg berbeda dari penyakit yg dise- babkan o/ Corynebacterium diphteriae yg tdk memproduksi toksin.

Kelompok bakteri yg penting secara medis :

• Coccus Gram Positip : ada 2 kelompok utama : Staphylococcus (katalase positip) contoh : Staphylococcus aureus; Streptococcus (katalase negatip) contoh : Streptococcus pyogenes, yg mrpk agen penyebab nyeri tenggorok dan demam rematik, dan Streptococcus agalactiae,penyebab meningitis neonatus dan Pneumonia..

Coccus Gram Negatip :

• Meliputi Neisseria meningitidis yg patogen,pe nyebab penting meningitis dan septikemia, & Neisseria gonorrhoeae mrpk agent penyebab urethritis (gonorrhoe).

• Coccobacillus Gram Negatip :meliputi patogen saluran napas : Haemophillus dan Bordetella, dan juga agent Zoonotik seperti Brucella dan Pasteurella.

Bacillus Gram Positip :

• Dibagi menjadi Bacillus yg mbtk spora dan yg tidak mbtk spora.

• Yang membentuk Spora Aerob : Bacillus.• Yg mbtk Spora Anaerob :Clostridium. • Patogen2 meliputi : Bacillus anthraxis penye -

bab Anthrax, dan Clostridia penyebab gas gangrene : tetanus, colitis pseudomembranosa,dan botulinum.

Patogen yg tdk mbtk spora : Listeria dan Corynebacteria.

• Bacillus Gram Negatip :meliputi bakteri fakultatip Enterobacteriaceae, yg mrpk bagian dr flora normal pd manusia dan hewan,dpt ditemukan di lingk.

• Genus yg patogen : Salmonella; Shigella; Escherishia; Proteus; dan Yersinia.

• Pseudomonas yi : jenis saprofit lingk.yg secara alami resisten thd antibiotik,telah menjadi patogen penting di RS.

* Legionella yi species yg ada di lingk. Dan hdp di air,tp menyebabkan infeksi pd manusia.

• Bakteri Spiral(tmsk Helicobcter),yi patogen di saluran gastrointestinal yg berkoloni di lambung.,menyebabkan ulcus lambung dan duodenum serta kanker lambung. Campylo - bacter sp menyebabkan diare akut; Borrelia meningkatkan terjadinya demam relapsn(Bor – relia duttoni dan Borrelia recurentis,dan penyakit kronik pd sendi kulit dan ssp; penyakit Lyme Borrelia burgdorferi.

* Leptospira mrpk agent Zoonotik,menyebabkan sindrom meningitis akut yg dpt disertai gagal

• Ginjal dan hepatitis. Treponema sbg agent penyebab sipillis.

• Rickettsia; Chlamydia dan Mycoplasma : hanya Mycoplasma yg dpt diisolasi pd media buatan, yang lain butuh isolasi pada kultur sel; atau diagnosis melalui tehnik molekuler dan serologis.

s e k i a n