GENETIKA MIKROBAMAKALAHUNTUK MEMENUHI TUGAS MATA
KULIAHMIKROBIOLOGIYang dibina oleh Drs. HM. Noviar Darkuni,
M.Kes
Oleh :Kelompok 9Offering B
Atika Nurlailika 130341614795Immas Siva Fauzia130341603377Sri
Wahyuni Umar Lepaleng130341603398
UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAMJURUSAN BIOLOGIMaret 2014
BAB IPENDAHULUANI. LATAR BELAKANG
Genetika adalah suatu cabang ilmu yang dinamis dan berkembang
dengan cepat. Penelaahannya dilakukan oleh beribu-ribu ilmuwan di
seluruh dunia. (Pelczar, 2005) Genetika ialah telaah mengenai
pewarisan dan keragaman ciri-ciri suatu organisme, baik organisme
itu uniseluler maupun multiseluler.Sering kali ketika kita
mengembangbiakkan bakteri dalam suatu medium kita menemukan
berbagai macam koloni bakteri dengan spesifikasinya masing-masing.
Ada yang berwarna kuning, putih, dan sebagainya. Kemudian, semakin
lama medium tersebut diinkubasi, diameter koloni bakteri bertambah
lebar yang menunjukkan bahwa bakteri telah mengalami
perkembangbiakan. Setelah diamati di bawah mikroskop, ternyata
hanya terdapat satu jenis bakteri saja, misalnya kokus saja atau
batang saja. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi pewarisan
sifat dalam koloni bakteri tersebut berdasarkan ciri-ciri spesifik
yang dimiliki oleh induknya. Warna koloni serta bentuk morfologi
dapat kita amati secara langsung. Sifat tersebut disebut fenotipe.
Fenotipe berasal dari ekspresi genotipe atau ciri-ciri potensial
total suatu sel yang bersifat temurun dari induknya.Namun, sesekali
dalam kehidupan sehari-hari kita juga dapat menemukan
anomali-anomali, misalnya ada hewan yang albino atau biji kacang
polong yang berwarna kuning diantara biji kacang polong yang
berwarna hijau. Hal tersubut juga terjadi dalam mikroba. Fenomena
tersebut dikenal dengan mutasi. Mutasi merupakan akibat penambahan
atau kehilangan satu atau lebih nukleotida di dalam suatu gen.
(Pelczar, 2005) Menurut Kusnadi dkk (2003), mutasi mengarah pada
suatu perubahan senyawa kimia pada DNA. Beberapa mutasi tidak
pernah dideteksi karena tergantung pada mutan yang mempengaruhi
suatu fungsi yang dapat dikenali, contohnya adalah penyebab
resistensi antibiotik. Selain antibiotik, faktor penyebab
terjadinya mutasi bisa juga dikarenakan oleh radiasi dan zat kimia
lainnya. Oleh karena itu, dalam makalah ini, selain gambaran
tentang genetika bakteri, kami juga membahas tentang mutasi,
mutagen serta tipe mutan guna menambah pengetahuan kita tentang
mutasi, hal penyebabnya, serta faktornya secara terperinci.
II. RUMUSAN MASALAH
Bagaimana pengertian genetika mikroba? Bagaimana pewarisan ciri
dan keragaman mikroba? Bagaimana genotipe dan fenotipe bakteri?
Bagaimana proses rekombinasi bakteri? Bagaimana pengertian mutasi
dan mutagen? Bagaimana tipe-tipe mutan pada mikroba?
III. TUJUAN
Mengetahui pengertian genetika mikroba. Mengetahui pewarisan
ciri dan keragaman mikroba. Mengetahui genotipe dan fenotipe
mikroba. Mengetahui proses rekombinasi bakteri. Mengetahui mutasi,
mutagen serta tipe-tipe mutan.
BAB IIPEMBAHASANA. GENETIKA MIKROBA
1. Pengertian Genetika MikrobaGenetika mikroba adalah studi
tentang gen dan fungsi gen pada bakteri, archaea, dan
mikroorganisme lainnya. Sering digunakan dalam penelitian di bidang
bioremediasi, energi alternatif, dan pencegahan penyakit.Penelaahan
tentang genetika pertama kali dilakukan oleh seorang ahli botani
bangsa Austria, Gregor Mendel pada tanaman kacang polongnya. Pada
tahun 1860-an ia menyilangkan galur-galur kacang polong dan
mempelajari akibat-akibatnya. Hasilnya antara lain terjadi
perubahan-perubahan pada warna,bentuk, ukuran, dan siat-sifat lain
dari kacang polong tersebut.penelitian inilah ia mengembangkan
hukum-hukum dasar kebakaan. Hukum kebakaan berlaku umum bagi semua
bentuk kehidupan. Hukum-hukum mendel berlaku manusia dan juga
organisme percobaan dahulu amat populer dalam genetika, yakni lalat
buahDrosophila. Namun sekarang, percobaan-percobaan ilmu kebakaan
dengan menggunakan bakteriEscherichia coli.Bakteri ini di pilih
karena paling mudah di pelajari pada taraf molekuler sehingga
merupakan organisme pilihan bagi banyak ahli genetika. Hal ini
membantu perkembangan bidang genetika mikroba. Jasad renik yang di
pelajari dalam bidang genetika mikroba meliputi bakteri, khamir,
kapang, dan virus (Waluyo, 2005).Genetika mikrobia telah
mengungkapkan bahwa gen terdiri dari DNA, suatu pengamatan yang
melekat dasar bagi biologi molekuler. Penemuan selanjutnya dari
bakteri telah mengungkapkan adanyarestriction enzymes(enzim
restriksi) yang memotong DNA pada tempat spesifik, menghasilkan
fragmen potongan DNA. Plasmida diidentifikasikan sebagai elemen
genetika kecil yang mampu melakukan replikasi diri pada bakteri dan
ragi. Pengenalan dari sebuah fragmen potongan DNA kedalam suatu
plasmid memungkinkan fragmen di perbanyak (teramplifikasi).
Amplifikasi regio DNA spesifik dapat di capai oleh enzim bakteri
menggunakan polymerase chain reaction (PCR) atau metode amplifikasi
nukleotida berdasar enzim yang lain (misalnya amplifikasi berdasar
transkripsi). DNA yang di masukkan kedalam plasmid dapat di kontrol
oleh promoter ekspresi pada bakteri yang mengamati protein, di
ekspresi pada tingkat tinggi. Genetika bakteri mendasari
perkembangan rekayasa genetika, suatu teknologi yang bertanggung
jawab terhadap perkembangan di bidang kedokteran.(Jewetz,
2001)Kromosom bakteri yang terdiri dari DNA mempunyai berat lebih
kurang2-3% dari berat kering satu sel. Dengan mikroskop elektron,
DNA tampak sebagai benang-benang fibriler yang menempati sebagian
besar dari volume sel. Molekul DNA bila diekstraksi dari sel
bakteri biasanya mempunyai bentuk yang sirkuler, dengan panjang
kira-kira 1 mm. DNA ini mempunyai berat molekul yang tinggi karena
terdiri dari heteropolimer dari deoksiribonukleotida purin yaitu
Adenin dan Guanin dan deoksiribonukleotida pirimidin yaitu Sitosin
dan Timin. (Haffandi, 2011)Watson dan Crick, dengan sinar X
menemukan bahwa struktur DNA terdiri dari dua rantai
poliribonukleotida yang dihubungkan satu sama lain oleh ikatan
hidrogen antara purin di satu rantai dengan pirimidin di rantai
lain, dalam keadaan antiparalel, dan disebut sebagai strukturdouble
helix. Ikatan hidrogen ini hanya dapat menghubungkan Adenin (6
aminopurin) dengan Timin (2,4 dioksi 5 metil pirimidin) dan antara
Guanin (2 amino 6 oksipurin) dengan Sitosin (2 oksi 4 amino
pirimidin). Singkatnya pasangan basa pada suatu sekuens DNA adalah
A-T dan S-G. Karena adanya sistem berpasangan demikian, maka setiap
rantai DNA dapat dijadikan cetakan/templateuntuk membangun rantai
DNA yang komplementer. Waktu terjadinya proses replikasi DNA dalam
pembelahan sel, molekul DNA dari sel anaknya terdiri dari satu
rantai DNA yang komplememter tapi dibuat baru, dengan kata lain,
pemindahan materi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya
adalah dengan cara semikonservatif. (Haffandi, 2011)Fungsi primer
DNA pada hakikatnya adalah sebagai sumber perbekalan informasi
genetik yang dimiliki oleh sel induk. Proses replikasi di kerjakan
dengan amat lengkap sehingga sel anaknya mendapatkan pula informasi
genetik yang lengkap, sehingga terjadi kesetabilan genetik dalam
suatu populasi mikroorganisme. Satu benang kromosom biasanya
terdiri darilimajuta pasangan basa dan terbagi atas segmen atau
sekuens asam amino tertentuyangakanmembentuk stuktur protein.
Protein ini kemudian menjadi enzim-enzim, komponen membran sel dan
struktur sel yang lain yang secara keseluruhan menentukan karakter
dari sel itu. (Haffandi, 2011)2. Pewarisan Ciri dan
KeragamanMenurut Pelczar (2005), dengan mudah kita amati dalam
spesies kita sendiri, bahwa beberapa keluarga secara teratur
mempunyai rambut hitam, mata coklat, bentuk hidung serta dagu
tertentu, sedangkan keluarga lain mempunyai rambut pirang, mata
biru, dan struktur muka yang berbeda. Dengan cara yang sama
sekalipun ukurannya kecil, bakteri dan protista lain juga
meneruskan ciri-cirinya kepada keturunannya. Kenyataan bahwa kita
dapat mengidentifikasi spesies dan bahkan galur bakteri menunjukkan
bahwa jasad renik tersebut mampu meneruskan informasi genetis dari
generasi ke generasi dengan amat tepat.Tetapi, disamping pewarisan
ciri-ciri, yang menyebabkan adanya sifat-sifat yang tetapi
sebagaimana diperlihatkan oleh spesies-spesies biologis yang
mengekspresikan keragaman atau perubahan. Perubahan-perubahan ini
berkaitan dengan dua sifat asasi sel atau organisme, yaitu genotipe
dan fenotipe. Genotipe mengacu pada komposisi genetis sel. Fenotipe
ialah ekspresi genotipe dalam bentuk sifat-sifat yang dapat diamati
yang khas bagi sel atau organisme yang bersangkutan.Genotipe suatu
biakan sel relatif konstan selama pertumbuhan tetapi dapat berubah
melali mutasi. Perubahan ini dapa mengakibatkan berubahnya
sifat-sifat yang dapat diamati, atau fenotipe sel. Jadi, genotipe
merupakan ciri-ciri potensial total suatu sel yang bersifat
temurun, sedangkan fenotipe adalah ciri-ciri yang diekspresikan.
Misalnya, bentuk bakteri berdasarkan morfologi ada yang berbentuk
batang/basil, bulat/kokus, spiral, spiroket/uliran, dan bercabang.
(Kusnadi, 2003)
B. GENOTIP DAN FENOTIP BAKTERIBakteri mempunyai bentuk berbeda
berdasarkan morfologinya yaitu : bulat / kokus, dan batang / basil.
Karena bakteri cukup kecil, sifat genetik sel bakteri jarang
diteliti secara individual. Namun , koloni bakteri cukup besar
untuk percobaan secara makroskopik dan sering memperlihatkan
variasi dalam ukuran, bentuk, atau kebiasaan pertumbuhan, tekstur,
warna, dan respon terhadap nutrien, pewarnaan, obat, antibodi, dan
virus patogen (bakteriofaga/virus pada bakteri). Beberapa bakteri
dapat tumbuh pada medium minimal yang berisi suatu karbon dan
sumber energi (contoh, glukosa), sejumlah garam anorganik, dan air.
Bakteri yang dapat tumbuh pada medium unsupplemented disebut
prototrofik. Jika sejumlah bahan organik ditambahkan pada medium
minimal tersebut untuk mendapatkan pertumbuhan, bakteri tersebut
dinamakan auksotrofik. Suatu medium yang mengandung semua nutrien
organik (asam amino, nukleotida, dan lain-lain) yang dibutuhkan
oleh beberapa sel auksotrofik disebut medium lengkap.
Lima tipe utama perubahan fenotipik yang dapat dihasilkan
melalui mutasi, yaitu:
1). Suatu perubahan dari prototrofik menjadi auksotrofik atau
sebaliknya, contohnya, kehilangan atau memperoleh kembali kemampuan
untuk menghasilkan produk dari jalur biosintetik. Sebagai contoh,
suatu mutasi yang menghasilkan kerusakan/cacat pada gen yang
menghasilkan enzim khusus untuk merubah glutamat menjadi glutamin
menyebabkan sel menjadi tergantung pada lingkungan untuk
glutamin.
2). Kehilangan atau memperoleh kembali kemampuan untuk
menggunakan nutrienpengganti. Sebagai contoh, suatu mutasi pada gen
untuk merubah laktosa menjadiglukosa dan galaktosa membuat sel
tidak mampu tumbuh pada medium dimana laktosa merupakan
satu-satunya sumber karbon. Macam mutasi ini yang dilibatkan dalam
reaksi katabolik (degradatif) tidak tergantung pada prototrofik
atau auksotrofik.
3). Suatu perubahan dari sensitifitas obat menjadi resistensi
obat atau sebaliknya. Sebagai contoh, sebagian besar bakteri
sensitif terhadap antibiotik streptomisin, tetapi strain resisten
dapat dihasilkan melalui mutasi.
4). Suatu perubahan dari sensitifitas faga menjadi resistensi
faga atau sebaliknya. Sebagai contoh, suatu mutasi pada reseptor
bakteri untuk faga akan membuat sel resisten terhadap infeksi.
5). Kehilangan atau memperoleh kembali komponen struktural
permukaan sel. Sebagai contoh, satu strain Pneumococcus yang dapat
menghasilkan kapsul polisakarida, sedangkan strain lain tidak
memiliki kapsul. Simbol yang digunakan untuk mewakili fenotip dan
genotip bakteri menggunakan peraturan sebagai berikut:1). Simbol
fenotipik terdiri dari tiga huruf romawi (huruf pertama ditulis
huruf besar) dengan tanda yang ditulis di atas + atau - untuk
menandai ada atau tidaknya sifat yang ditunjukan, dan s atau r
untuk sensitifitas dan resistensi.2). Simbol genotipik merupakan
huruf kecil dengan semua komponen simboldimiringkan. Contoh, jika
sel tersebut dapat mensintesis leusin miliknya, fenotipenya
disimbolkan Leu+. Bahan yang memberi sifat fenotip dalam hal ini
adalah leusin disimbolkan Leu. Genotip untuk leusin auksotrofik
tersebut adalah leu atau leu-, dan fenotipe dalam hal ini adalah
Leu- (tidak mampu tumbuh tanpa suplementasi leusin). Jika lebih
dari satu gen yang dibutuhkan untuk menghasilkan substansi, simbol
tiga-huruf dapat diikuti oleh huruf dimiringkan, seperti leuA,
leuB, dan sebagainya. Genotipe untukresistensi terhadap antibiotik
obat penisilin adalah penr atau pen-r; Penr menandakan fenotip.
Pada sebagian diploid, 2 rangkai haploid dipisahkan dengan garis
miring leu+/leuA-.
Secara genetik perbedaan pada anggota dari spesies bakteri yang
sama kadang kadang dikenal sebagai perbedaan strain jika perbedaan
tersebut kecil, atau sebagaiperbedaan varietas juka perbedaan
tersebut substansial. Contoh, sebagian besar penelitian mengenai
spesies E. coli. Strain ditandai dengan penambahan suatu huruf
besar yang tidak miring atau nomor sesudah nama spesies, jadi E.
coli B, E. coli S, dan seterusnya. Tiga besar yang terdapat pada
strain E. coli ialah: E. coli B (inang untuk faga seri T), E. coli
C (inang untuk faga ( x 174 DNA rantai-tunggal), dan E. coli K12
(mengandung profaga lambda). Catatan tentang perbedaan dalam suatu
strain ditandai dengan penambahan nomor sesudah huruf strain.
C. REKOMENDASI BAKTERI
Rekombinasi genetis ialah pembentukan suatu genotip baru melalui
pemilihan kembali gen-gen setelah terjadinya pertukaran genetis
antara dua kromosom yang berbeda dan mempunyai gen-gen serupa.
Kromosom semacam ini disebut kromosom homolog. Pertukaran ini tentu
saja mengubah urutan nukleotida sehingga mengubah informasi genetis
yang dikandungnya. Pada bakteri , rekombinasi genetis dihasilkan
dari tiga tipe pemindahan gen yang menimbulkan variasi genetik
yaitu : konjugasi, transduksi, transformasi.
1. KonjugasiMerupakan pemindahan bahan genetik dari suatu sel
bakteri yang bertindak sebagai donor kepada sel bakteri yang
bertindak sebagai resipien. Pemindahan ini dikode oleh plasmid.
Plasmid adalah unsur genetis ekstrakromosomal (diluar kromosom) dan
dapat melangsungkan replikasi didalam sitoplasma sel bakteri.
Plasmid adalah potongan bundar DNA yang merupakan gen tambahan.
Bila unsur ekstrakromosomal dapat bereplikasi dan terpadu kedalam
kromosom bakteri disebut episom. Hal ini yang membedakan episom
dari plasmid karena plasmid tidak terpadu kedalam kromosom. Pada
bakteri gram negatif misalnya E.colli, konjugasi terjadi dengan
cara perlekatan antara sel donor dengan sel resipien melalui pili
seks atau faktor F (factor kesuburan ). Pada bakteri gram positif
misalnya Streptococcus faecalis, perlekatan antara sel donor dan
resipien tidak melalui pili.
2. TransduksiMerupakan proses pemindahan bahan genetik dari
suatu bakteri ke bakteri lain melalui bakteriofage. Bila
bakteriofage menyerang bakteri maka DNA bakteriofage diinjeksikan
kedalam sel bakteri. ada dua kemungkinan terjadi yaitu : DNA
bakteriofage akan mengambil alih fungsi metabolisme bakteri untuk
memproduksi DNA dan protein bakteriofage kemudian terjadi perakitan
partikel virus dan akhirnya virus yang utuh akan keluar dari sel
bakteri ketika sel mengalami lisis DNA bakteriofage akan
berinteraksi dengan DNA bakteri sehingga terbentuklah bakteri yang
bersifat lisogenik. Karena suatu sebab yang belum diketahui maka
bakteri yang bersifat lisogenik dapat mengalami fasi litik. Dalam
keadaan demikian, DNA bakteriofage akan melepaskan diri dari DNA
bakteri dan mengambil alih fungsi metabolime untuk menghasilkan
partikel virus yang baru seperti halnya pada kemungkinan
pertama.Proses transduksi dipergunakan untuk mengembangkan
galur--galur bakteri baru, memetakan kromosom bakteri dan untuk
banyak percobaan genetis lainnya.
3. TransformasiMerupakan proses pemindahan DNA telanjang yang
mengandung sejumlah terbatas informasi DNA dari satu sel ke sel
yang lain. DNA tersebut diperoleh dari sel donor melalui lisis
secara alamiah atau dengan cara ekstraksi kimiawi, begitu DNA
diambil oleh sel resipien maka terjadilah rekombinasi. Gejala
transformasi ini pertama kali pada Streptococcus pneumoniae oleh
F.Griffith pada tahun 1928. Pengamatannya menunjukan bahwa ada dua
macam tipe koloni pada bakteri tersebut yaitu koloni halus yang
bersifat patogen dan koloni kasar yang nonpatogen. Dalam
percobaannya ditemukan jika campuran tipe bakteri tipe halus yang
telah dimatikan dengan pemanasan dan sel tipe kasar hidup
disuntikan pada tikus maka tikus akan mati dan dari bangkai tikus
dapat diisolasi bakteri tipe haalus yang masih hidup. Griffith
mengatakan bahwa ada substansi yang berasal dari bakteri tipe halus
diambil oleh bakteri tipe kasar sehingga tipe kasar ini berubah
menjadi tipe halus yang patogen. Perubahan dari tipe kasar ke tipe
halus ini disebut transformasi.
Rekombinasi melibatkan pemutusan DNA resepien dan pengabungan
DNA donor ke DNA induk menghasilkan hibrida (molekul rekombinan).
Enzim khusus yang berperan dalam rekombinasi DNA adalah
eksonuklease, endonuklease, polimerase, dan ligase. Rekombinasi
umum (generalized recombination) melibatkan DNA donor dan resepien
yang memiliki urutan homolog. Perubahan resiprokal dapat terjadi
pada rekombinasi umum. Produk gen recA sangat penting dalam
rekombinasi umum, tetapi produk gen lainnya juga berperan.
Rekombinasi lokasi khusus (site-specific recombination) hanya dapat
terjadi pada lokasi khusus pada DNA donor dan resepien. Produk gen
recA tidak berperan dalam rekombinasi lokasi khusus. Integrasi
molekul DNA bakteriofag 1 ke kromosom E. coli pada lokasi khusus
(attachment site; att) merupakan contoh rekombinasi lokasi
khusus.
Gambar : Rekombinasi lokasi khusus yang menghasilkan rekombinasi
resiprokal
D. MUTASI DAN MUTAGEN
Mutasi ialah perubahan didalam rangkaian nukleotida suatu gen
yang menimbulkan ciri genetis yang baru atau genotipe yang berubah.
Suatu sel atau organisme yang memperlihatkan efek suatu mutasi
disebut mutan. Mutasi adalah suatu peristiwa yang jarang, terjadi
secara acak dan timbul secara spontan tanpa memperhatikan
persyaratan lingkungan. Mutasi pada bakteri secara spontan dapat
terjadi pada laju satu mutasi saja didalam satu juta bakteri sampai
kepada laju mutasi didalam sepuluh milyar sel bakteri. Biasanya
mutan-mutan didalam suatu populasi sel tertutupi oleh sel-sel yang
tidak mengalami mutasi yang jumlahnya lebih besar. Mengisolasi sel
mutan cukup sulit namun para ilmuwan telah mengembangkan tehnik
yang mempermudah isolasi mutan yang hanya sedikit jumlahnya dari
suatu populasi besar sel yang tidak bermutasi.Mutagen adalah
senyawa kimia atau faktor fisikawi yang dapat menyebabkan mutasi.
Misalnya sinar ultraviolet merupakan mutagen karena UV dapat
menembus sel dan diabsorpsi dengan kuat oleh timin dan sitosin.
Absorpsi UV oleh timin menyebabkan terbentuknya dimer timin yang
berdekatan sehingga dapat mengubah DNA yang akan mengganggu
replikasi. Senyawa kimia yang menyebabkan mutasi misalnya HNO2,
karena asam ini menimbulkan deaminasi pada basa nitrogen
nukleotida. Asam nitrit dapat mengubah adenin menjadi hipoxantin,
sitosin menjadi urasil dan guanin menjadi xantin. Senyawa kimia
mutagen yang lain ialah analog basa. ini adalah senyawa kimia yang
strukturnya cukup menyamai basa DNA yang normal sehingga dapat
menggantikannya selama berlangsungnya replikasi DNA. Meskipun
strukturnya mirip, analog basa tidak mempunyai sifat ikatan
hidrogen yang sama seperti basa normal. Karena iru dapat
menyebabkan terjadinya kesalahan dalam replikasi yang menyebabkan
mutasi. Misalnya 2-aminopurin adalah analog adenin dan dapat
berpasangan dengan timin atau sitosin. 5-bromourasil adalah analog
timin dan dapat berpasangan dengan adenin atau guanin. Selain itu
sinar x, sinar y dan partikel energi tinggi sangat berpotensi
sebagai mutagen.Tipe mutasiPada taraf molekuler perubahan dalam
rangkaian basa purin-pirimidin dapat terjadi dengan beberapa cara
sehingga mengakobatkan mutasi. Dua tipe mutasi adalah mutasi titik
dan mutasi pergeseran angka.
1. Mutasi titik.Mutasi ini terjadi akibat tersubstitusinya satu
nukleotida oleh yang lain didalam rangkaian nukleotida tertentu
suatu gen. Substitusi satu purin oleh purin yang lain atas satu
pirimidin oleh pirimidin yang lain disebut : mutasi tipe transisi.
Sedangkan penggantian suatu suatu purin oleh pirimidin atau
sebaliknya disebut tranversi.Substitusi pasangan basa ini dapat
mengakibatkan salah satu dari tiga macam mutasi yang mempengaruhi
proses translasi : Triplet gen yang berubah itu menghasilkan sebuah
kodon pada mRNA yang menetapkan asam amino yang berbeda dari yang
ada didalam protein normal. Mutasi ini disebut mutasi salah arti
(missense mutation). Protein semacam ini dapat menjadi tidak
berfungsi atau kurang aktif dibanding protein normal. Triplet gen
yang berubah menghasilkan sebuah kodon pada mRNA yang mengakhiri
rantai yang mengakibatkan berakhirnya pembentukan protein sebelum
waktunya selama translasi. Hal ini disebut mutasi nonsense.
Hasilnya suatu polipeptida tidak lengkap yang tidak berfungsi.
Triplet gen yang berubah menghasilkan sebuah kodon pada mRNA yang
menetapkan asam amino yang sama karena kodon yang dihasilkan dari
mutasi merupakan sinonim dari kodon aslinya. Hal ini disebut mutasi
netral.
2. Mutasi pergeseran kerangkaMutasi ini akibat penambahan atau
kehilangan satu atau lebih nukleotida didalam suatu gen. Hal ini
mengakibatkan bergesernya kerangkan pembacaan. Mutasi ini
menyebabkan terbentuknya protein yang tidak berfungsi sebagai
akibat disintesisnya rangkaian asam amino yang sama sekali baru
dari pembacaan rangkaian bukleotida mRNA yang telah bergeser
kerangkanya.
Faktor faktor penyebab mutasi pada bakteri, yaitu :a. Faktor
fisika (radiasi)Mutagen Fisik adalah mutagen berupa bahan fisik.
Misalnya, berupa suhu, sinar ultraviolet (UV), sinar-X, sinar
gamma, partikel a dan b, neutron, radiasi kosmis, pancaran netron
ion-ion berat, dan sinar-sinar lain yang mempunyai daya ionisasi.
Contohnya antara lain : Sinar Ultraviolet (UV), sinar ini akan
melepaskan energi sehingga menyebabkan aksitasi elektron sehingga
ion-ion menjadi reaktif dan memungkinkan perubahan susunan kimia
DNA. Sinar Kosmis, mempunyai pengaruh kurang lebih dengan sinar UV.
Alat Nuklir, dapat melepaskan energi yang besar sehingga
menimbulkan energi pengionisasi. Yang menyebabkan ada beberapa
senyawa kimia penyusun DNA menjadi tidak aktif sehingga terjadi
perubahan struktur DNA. Radiasi Sinar X, , yang di pancarkan oleh
isotop radioaktif berpengaruh terhadap beberapa senyawa kimia
penyusun DNA menjadi tidak aktif sehingga terjadi perubahan
struktur DNA. Sinar Kosmis berasal dari angkasa luar, meradiasi
bumi dalam bentuk partikel yang berenergi tinggi, yaitu foton,
positron, meson dan proton. Sebagian sinar kosmis memiliki daya
tembus tinggi masuk ke sel sampai pada DNA. Sinar radioaktif
seperti Thorium, Uranium dan Radium. Memiliki daya tembus tinggi
masuk ke sel sampai pada DNA.b. Faktor kimia1. Pestisida DDT :
insektisida di pertanian dan rumah tangga. DDVP : insektisida,
fumigam, helminteik ternak. Aziridine : dipakai pada industri
tekstil, kayu dan kertas untuk membasmi lalat rumah. Mutagen pada
tawon, mencit, Neurospora, E. coli dan bakteriofage T4. TEM :
dipakai dalam teskstil dan medis (agen antineoplastik). Membasmi
lalat rumah. Mutagen pada mencit dan serangga, jamur, aberasi pada
memcit, allium, E. coli dan lekosit.2. Industri Formalin
(formaldehid), zat ini digunakan pada pabrik resin, tekstil,
kertas, dll. Banyak dijumpai pada asap mobil dan mesin. Mutagen
terjadi pada Drosophylla, Neurospora. Glycikol, zat ini banyak
digunakan untuk membuat zat kimia seperti eter, ester, amin, untuk
farmasi dan teksil. Zat ini bersifat anti bakteri dan anti jamur
pada makanan, zat mutagen bagi mencit, Drosophylla dan Neuspora.
DEB, zat ini digunakan untuk mencegah mikroba pada tekstil dan
farmasi. Zat ini mutagen pada Drosophylla, Neurospora, E.Colli,
dll. Hidroxikamine, zat ini digunakan dalam industri kimia dan
pabrik tekstil. Mutagen pada sel struktur manusia, mencit dan
bakteri. Urethran, zat ini digunakan dalam pabrik plastik dan
pertanian. Mutagen pada bakteri dan Neurospora.3. Makanan dan
minuman Caffein. Banyak didapatkan pada minuman, kopi, teh,
cokelat, dan limun yang mengandung cola. Pada bidang medis untuk
antihistamin dan obat pusing, pengembang pembuluh darah, koroner.
Mutagen lemah pada Drosophila, mutagen letal dan aberasi pada
bakteri, bakteriofage, dan kultur sel manusia. Natrium Nitrit dan
Asam Nitrit, zat ini digunakan mengawetkan daging, ikan dan keju.
Mutagen pada bakteri dan jamur dan virus: menghalangi replikasi
ADN. Asam Nitrat (HNO3). Sifat: 1). Deaminasi basa nitrogen adenin
dan guanin sehingga mengacaukan proses replikasi dan transkripsi.
2). Mutagen terhadap bakteri, jamur, dan virus. Brom-Urasil (Bu).
Pada saat transkripsi Bu akan mencetak guanin, bukan adenin. Sifat:
1). mirip basa nitrogen timin sehingga jika melekat pada pita DNA
akan berpasangan dengan adenin. 2). mengacaukan proses replikasi
dan transkripsi. Hidroksilamin (NH2OH). Sifat: 1). menyebabkan
mutasi dan aberasi pada kultur sel manusia, tikus, bakteri, dan
jamur. 2). mengacaukan proses replikasi dan transkripsi karena
mampu berpasangan.4. Obat Siklofosfamid. Pelawan berbagai jenis
tumor. Toragen pada tikus, mutagen pada drosophila, mencit. Aberasi
pada kultur jaringan manusia. Metil dikloroetil amin. Banyak
digunakan diklinik. Mutagen pada mencit, drosophila, aberasi pada
Allium. Antibiotik. Sebagian berasal dari streptomyces, seperti
mitomysin C, azaserine, streptonigrin, phleomycin. Anti neoplasma.
Penghalang replikasi DNA. Mutagen pada drosophila. Aberasi pada
kultur lekosit manusia.
E. TIPE MUTAN
Karena semua sifat sel-sel hidup pada akhirnya dikendalikan oleh
gen maka ciri sel yang manapun dapat berubah karena mutasi.
Berbagai ragam mutan bakteri telah diisolasi dan dipelajari secara
intensif. Beberapa dari tipe-tipe utama mutan adalah sebagai
berikut:1. Mutan yang memperlihatkan toleransi yang meningkat
terhadap unsur-unsur penghambat, terutama antibiotik (mutan yang
resisten terhadap antibiotik atau obat-obatan)2. Mutan yang
menunjukkan kemampuan fermentasi yang berubah atau meningkatnya
atau berkurangnya kapasitas untuk menghasilkan beberapa produk
akhir.3. Mutan yang mempunyai defisiensi akan nutrisi, yaitu
membutuhkan medium yang lebih kompleks untuk tumbuhnya ketimbang
biakan aslinya.4. Mutan yang memperlihatkan perubahan dalam bentuk
koloni atau kemampuan untuk menghasilkan pigmen.5. Mutan yang
menunjukkan perubahan pada struktur permukaan dan komposisi selnya
(mutan antigenik).6. Mutan yang resisten terhadap aksi
bakteriofage.7. Mutan yang memperlihatkan beberapa perubahan pada
ciri-ciri morfologis, misalnya hilangnya kemampuan untuk
menghasilkan spora, kapsul atau flagella.
Ada banyak implikasi praktis yang berkaitan dengan terjadinya
mutan mikrobia. Hal ini digambarkan leh contoh-contoh berikut:
1. Diketahui ada beberapa mikroorganisme yang menggambarkan
resistensi terhadap antibiotik-antibiotik tertentu akibat mutasi.
Kenyataan ini sangat penting dalam pengobatan penyakit, karena
antibiotik yang pada mulanya efektif untuk mengendalikan suatu
infeksi bacterial menjadi kurang atau tidak lagi efektif ketika
muncul mutan-mutan yang resisten terhadap antibiotik yang
bersangkutan.2. Dapat diisolasi mutan biokimiawi yang mampu
menghasilkan suatu produk akhir dalam jumlah besar. Hal ini penting
dalam industri. Sebagai contoh, jumlah penisilin yang dihasilkan
dalam produksi komersial meningkat secara dramatis melalui seleksi
galur-galur mutan Penicillium.3. Pemeliharaan biakan murni
spesies-spesies jasad renik yang tipikal mensyaratkan tercegahnya
mutasi, kalau tidak maka biakan tersebut tidak akan tipikal lagi.4.
Mutan mikroba telah digunakan secara meluas di dalam penyelidikan
berbagai proses biokimiawi, terutama reaksi-reaksi bio-sintetik.
Sebagai contoh, mutan-mutan yang terhalang atau rusak pada
langkah-langkah enzimatik yang berbeda-beda telah digunakan untuk
menyingkap seluk beluk rangkaian metabolik
Banyak mutan, mungkin sebagian besar dapat balik ke kondisi liar
melalui mutasi balik, yaitu kembalinya sel-sel mutan ke fenotipe
asalnya. Akan tetapi, hal ini tidak mesti disebabkan oleh
pembalikan mutasi aslinya secara tepat. Kadang-kadang, pengaruh
mutasi asli dapat ditekan sebagian atau seluruhnya oleh mutasi
kedua pada situs yang berbeda pada kromosom.
BAB IIIPENUTUPI. KESIMPULAN
Genetika mikroba adalah studi tentang gen dan fungsi gen pada
bakteri, archaea, dan mikroorganisme lainnya. Sering digunakan
dalam penelitian di bidang bioremediasi, energi alternatif, dan
pencegahan penyakit. Rekombinasi genetis ialah pembentukan suatu
genotip baru melalui pemilihan kembali gen-gen setelah terjadinya
pertukaran genetis antara dua kromosom yang berbeda dan mempunyai
gen-gen serupa.Mutasi ialah perubahan didalam rangkaian nukleotida
suatu gen yang menimbulkan ciri genetis yang baru atau genotipe
yang berubah. Suatu sel atau organisme yang memperlihatkan efek
suatu mutasi disebut mutan. Mutasi pada bakteri secara spontan
dapat terjadi pada laju satu mutasi saja didalam satu juta bakteri
sampai kepada laju mutasi didalam sepuluh milyar sel bakteri.
Mutagen adalah senyawa kimia atau faktor fisikawi yang dapat
menyebabkan mutasi. Karena semua sifat sel-sel hidup pada akhirnya
dikendalikan oleh gen maka ciri sel yang manapun dapat berubah
karena mutasi. Berbagai ragam mutan bakteri telah diisolasi dan
dipelajari secara intensif.
TINJAUAN PUSTAKA
Ajuz, Yayan. 2012. Berbagai Tipe tipe Mutasi pada Bakteri.
(online). (http:// MUTASI
BAKTERI/berbagai-tipe-tipe-mutasi-pada-bakteri.html), 15 Maret
2014
Dwidjoseputro, D.2005.Dasar Dasar Mikrobiologi.
Jakarta:Djambatan.
Haffandi, Linda. 2011. Genetika Mikroba. Makalah Jurusan
Pendidikan Biologi Pascasarjana Universitas Negeri Malang.
Irmawan,Purnawan.2012.GenetikaBakteri.(online).
(http://file.upi.edu/Direktori/.../BAB_VI_GENETIKA_BAKTERI.pdf), 15
Maret 2014.
Kusnadi, dkk. 2003. Mikrobiologi. IMSTEP JICA.
Pelczar, Michael. 2005. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta :
Universitas Indonesia.Schlegel, Hans. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi
Keenam. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.Wibawa, Bhima.
2010. Mutasi Bakteri.( online),
(http://MIKROBIOLOGI/MATERI/MUTASI%20BAKTERI/mutasi-bakteri.html),
15 Maret 2014.