MATERI KULIAH V
By. Agus Jatmiko
Genetika Bakteri
Genetika merupakan suatu cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sifat kebakaan, ilmu ini sangat dinamis dan berkembang dengan cepat
Hukum kebakaan bersifat umum bagi semua bentuk kehidupan
Pewarisan ciri dan variasi
Ciri khas makhluk hidup dari segi pandang genetika adalah kemantapan atau kesamaan ciri keturunan atau tetuanya
Dua sifat dasar sel :
Genotip mengacu pada komposisi genetis sel
Fenotip merupakan sifat ekspresi genotip sesungguhnya karena faktor lingkungan
Mutasi Bakteri
Variasi genetik yang timbul di dalam suatu sel mikrobe dapat disebabkan karena mutasi
Mutasi adalah perubahan di dalam gen sel bakteri yang berakibat pada perubahan morfologi dan biokimiawi di dalam sel.
Dapat trerjadi secara spontan atau pemberian suatu mutagen
Gen dapat berubah atau bermutasi menjadi bentuk lain, sehingga berakibat memerintahkan pembentukan suatu protein berubah atau baru pada gilirannya merubah kekhasan dari selnya
Suatu organisme yang memperlihatkan efek suatu mutasi dinamakan mutan
Tipe-tipe Mutasi
Ada 2 tipe umum, yakni :
Mutasi titik
Terjadi akibat tersubstitusinya suatu nukleutida oleh yang lain di dalam rangkaian nukleutida tertentu suatu gen
Mutasi pergeseran rangka
Merupakan akibat penambahan atau kehilangan satu atau lebih nukleutida di dalam suatu gen
Terjadinya Mutasi
Mutasi sering terjadi selama replikasi ADN
Beberapa mutasi terjadi sebagai akibat yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet atau sinar X
Karena mutagen tidak dapat terhindar dari lingkungan maka hal inilah yang menyebabkan banyaknya mutasi spontan
Reparasi Mutasi
Kerusakan ADN dapat diakibatkan oleh radiasi
Untung sel bakteri mengandung enzim khusus yang dapat mereparasi ADN yang rusak
Terdapat enzim endonuklease dan eksonuklease yg berfungsi memotong segmen AND yg rusak
Terdapat pula enzim polimerase dan ligase yg berfungsi memperbaiki bagian yang rusak dengan cara mengisi celash yang rusak dan menggabungkan potongan yang rusak tadi
Gambar Reparasi bakteri
Tipe-tipe mutan bakteri
Mutan yang memperlihatkan toleransi yang meningkat terhdap unsur penghambat (antibiotika)
Mutan yang menunjukkan kemampuan fermentasi yang berubah atau meningkatnya atau berkurangnya kapasitas untuk menghasilkan produk akhir
Mutan yang mempunyai defisiensi akan nutrisi, yakni membutuhkan medium yang lebih kompleks
Mutan yang memperlihatkan perubahan dalam bentuk koloni
Mutan yang menunjukkan perubahan pada struktur permukaan
Mutan yang resisten terhdap aksi bakteriofage
Mutan yang memperlihatkan bebrapa perubahan pada ciri-ciri morfologis, misalnya hilangnya kemampuan untuk menghasilkan spora, kapsul atau flagel
Rekombinasi Genetik pada Bakteri
Rekombinasi merupakan pembentukan suatu genotip baru melalui pemilihan kembali gen-gen setelah terjadinya pertukaran bahan genetik antara dua kromosom yang berbeda
Tipe Rekombinasi
Konjugasi pemindahan materi genetik antara sel-sel yang mempunyai kontak fisik dengan sesamanya
Tranduksi pemeindahan materi genetik dengan bantuan bakteriofage
Transformasi pemindahan materi genetik (ADN bebas-sel) atau bugil dari satu sel ke sel yang lain
Gambar tipe pemindahan materi genetik
Identifikasi Bakteri
Fungsi : Identifikasi secara cepat dan tepat guna menegakkan diagnosa, etiologi dan trapi antibiotika pilihan
Identifikasi ditegakkan atas dasar :
Isolasi bakteri dalam biakkan murni, koloni bakteri, morfologi dan pewarnaan, sifat biokimia, reaksi serologis, bakteriophage typing, penanaman pada hewan coba, dan uji kepekaan dan resistensi antibiotika
Isolasi Bakteri
Isolasi bakteri dalam biakkan murni
Apabila bahan pasien klinis berasal darah, liquor cerebrospinalis dan abses tertutup maka diperoleh biakkan murni
Apabila bahan pasien klinis dari luka terbuka, tinja dan dari bahan dari lubang-lubang alami maka akan diperoleh biakan campuran
Untuk membuat biakan diperlukan media
Yang tersering digunakan adalah media agar atau padat
Apabila bahan pasien berupa campuran kuman selective media
Pewarnaan Bakteri
Untuk mempelajari morfologi, struktur, sifat-sifat bakteri untuk membantu identifikasinya kuman perlu diwarnai
Petunjuk umum untukmewarnai bakteri :
Bakteri diambil dari biakan yang masih muda kurang lebih 24 jam
Bakteri diratakan di atas objek gelas
Jika sudahkering lewatkan di atas api
Zat warna diteteskan di atas objek gelas
Cuci dengan alkohol atau asam encer
Ditunggu kering, periksa di bawah mikroskop
Sifat warna
BTA ; bakteri tahan asam setelah dicuci dengan asam encer wakna bakteri tidak luntur
Gram positif ungu asli
Gram negatif merah
Koloni Bakteri
Pengamatan bakteri dapat dilakukan secara individula, satu persatu maupun kelompok dalam bentuk koloni
Bila bakteri ditumbuhkan di dalam suatu medium yang tidak cair maka terjadilah suatu kelompok yang dinamakan koloni
Bentuk koloni berbeda-beda untuk tiap spesies dan merupakan ciri khas suatu spesies
Waktu terbentuknya koloni tergantung pada genaration tim,e dari bakteri tersebut
Sifat umum koloni
Ukuran
Bentuk
Tinggi permukaan
Halus kasarnya permukaan
Warna
Kepekatan
Sifat khusus koloni
Sifat yang dibahas pada koloni tergantung apda meia tumbuh, misalnya : agar-agar lempengan, agar-agar miring dan pada tusukan gelatin.
Jenis koloni
Mucoid koloni Koloni yang memiliki kapsul ganas, permukaan basah berlendir
Smooth Koloni Isolasi primer, halus, licin, ukuran sama, homogen ganas, Mis : bakteri gram negatif
Rough koloni koloni mutan strain dari sel induk, koloninya kasar tidak ganas
Lysis koloni Koloni yang terdiri dari bakteri yang kehilangan dinding sel, oleh karena pengaruh penissilin
Bentuk koloni Bakteri
Sifat Biokimia
Sifat biokimia bakteri tidak sama untuk tiap-tiap spesies
Kekhasan ini terletak pada penggunaan bahan makanan, bahan metabolit, fermentasi dll
Reaksi Serologis
Bakteri juga dapat dikelompokkan atas dasar struktur antigen yang dimiliki dengan menggunakan reaksi serologis
Bacteriphage Typing
Bacteriphage adalah virus yang dapat menginfeksi bakteri, sehingga sifat bakteri berubah
Sering sebagai penyebab wabah
Penanaman pada hewan coba
Untuk pembiakan bakteri yang tidak bisa hgidpu diluar sel hidup
Misalnya Treponema palidum pada testis kelinci
Uji Kepekaan dan Resistensi Antibiotika
Untuk mengetahui antibiotika jenis apa yang cocok dengan bakteri tersebut, berapa dosisnya dan lama waktu pemberian maka diperlukan tes resistensi bakteri thd antibiotika
Pengelolaan Spesimen
Tujuan pasien diagnosa mikrobiologi :
Menentukan mikroba penyebab
Mengetahui kepekaan terhadap antibiotika yang cocok
Persyaratan umum spesimen :
Jumlah yang cukup
Harus benar-benar mewakili
Tidak terkontamiansi mikroba lain “steril”
Diambil sebelum mendapatkan terapi antibiotika
Tempat harus steril
Harus steril, tanpa desinfektan
Sesuai kebutuhan
Diberi label
Sebaikknya dari kaca
Untuk mengetahui mikroba anaerob harus tertutup
Hati-hati
Spesimen pemeriksaan
Bahan spesimen dapat berupa :
Darah
Sumsum tulang
Urin
Darah
Sebaiknya diambil pada saat bakteriemia
Infeksi pyogenik sindroma septikimia (panas tinggi, nadi meningkat dll)
Typoid fever --. Diambil pada minggu I dan II
Endoarteritis beberapa seri interval bebrpa jam dari timbulnya panas
Septik shock biakan kultur 3 spesimen terpisah dari8 3 temnpat yang berbeda
Yang perlu diperhatikan :
Hindari kontaminasi
Kultur aerob dan anaerob perlu diperhatikan
Media haraus kaya
Jumlah darah harus cukup : 10-20 cc
Beri antikoagulan
Sumsum Tulang
Apabila ada gangguan infeksi sistemik tetapi kultur darah negatif maka diperlukan pemeriksaan sumsung tulang
Bayi – 2 th tulang tibia
Anak lebih dari 2 tahun iliaka
Dewasa sternum
Urine
Dilakukan apabila dicurigai infeksi saluran kencing
Diambil saat ada gejala dan diulang 48-72 jam
Gunakan midstream urine
Dengan kateter bila ada batu, infeksi uretra
Bila dengan supra pubic aspiration perhatikan tehnik sepsik dan aseptik
Indikasi dilakukan suprapubik :
Bila ISK urine mid stream negatif
Pada neonatus
Apabila kateter kontra indikasi
Terima kasih …. !
Rabu, 28 Oktober 2009
materi kuliah IV
MATERI KULIAH IV
By. Agus Jatmiko
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri
Nutrien
Bakteri membutuhkan nutrien untuk kehidupan
Nutrien pada bakteri sebagai sumber karbon, sumber nitrogen, sumber energi dan faktor pertumbuhan
Air
Bakteri membuyuthkan air untuk hidup
Air merupakan sebagian besar atau 70-80% komponen sel
Beberapa keadaan dimana air tidak dapat digunakan : adanya solut, koloid dhidrofilik (gel),
air dalam bentuk kristal es
Nilai pH
Bakteri dapat tumbuh pada kisaran pH 3-6 unit
Nilai pH sangat berpengaruh pada bakteri yang tumbuh
Suhu
Masing-masing bakteri mempunyai suhu optimum, minimum dan maksimum untuk pertumbuhannya
Adanya suhu dibawah minimum dan diaktas maksimum menyebabkan aktivitas enzim terhenti dan bahkan akan terjadi denaturasi enzim.
Bakteri berdasarkan adaptasi suhu:
Psikrofil 0-200 C
Mesofil 10-450 C
Termofil 25 - 800 C
Tersedianya Oksigen/tidak
Konsentrasi oksigen di alam mempengaruhi jenis bakteri yang dapat tumbuh.
Komponen Antimikrobe
Komponen dalm suatu bahan dapat menghambat pertumbuhan bakteri.
Komponen antimikrobe dapat terdapat secara alami pada bahan pangan, misalnya laktanin dan faktor antikoliform didalam susu, lisozim di dalam putih telur.
Komponen antimikrobe yang ditambahkan secara senganja adalah : asam benzoat di dalam sari buah, asam propionat didalam roti, asam sorbat dalam keju dll
Bakteri juga dapat menghabta pertumbuhan jasad renik yang lain, misal : asam, alkohol, perioksida dll
Kelembaban
Pengaruh kebasahan dan kekeringan mempengaruhi pertumbuhan bakteri
Bakteri memiliki nilai kelembaban optimum
Bakteri sebenarnya makhluk yang suka akan keadaan basah, bahkan dapat hidup di dalam air. Hanya di dalam air yang tertutup tak dapat hidup subur karena kurangnya udara. Tanah yang cukup basah baik untuk kehidupan bakteri.
Banyak jenis bakteri akan mati jika udara kering
Keadaan kekeringan menyebabkan proses pengeringan protoplasma, yang berakibat berhentinya kegiatan metabolisme
Pengeringan secara perlahan-lahan menyebabkan perusakan sel akibat pengaruh tekanan osmosis dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut
Pengaruh perubahan nilai osmosis
Pada umumnya larutan hipertonik menghambat pertumbuhan bakteri karena dapat menyebabkan plasmolisis.
Medium yang paling cocok bagi kehidupat bakteria dalah medium isotonik terhadap isi sel bakteri,
Pada larutan hipotonis (aquadest) dapat merusak bakteri karena plasmoptisis
Gambar Pengaruh tekanan osmotik terhadap sel bakteri
Pengaruh sinar
Pada umumnya sel bakteri rusak rusak akibat cahaya, terutama pada bakteri yang tidak punya pigmen fotosintetik.
Sinar dengan gelombang pendek akan berpengaruh buruk terhadap bakteri
Sinar dengan gelombang panjang mempunyai daya fotodinamik dan daya biofisik, misal cahaya matahari.
Bila energi radiasi diabsorbsi oleh sel bakteri akan menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel mikroorganisme. Ionisasi molekum tertentu dari protoplasma dapat menyebabkan kematian, perubahan genetik dan menghambat pertumbuhan
Kebanyakan bakteri tidak dapat mengadakan fotosintesis bahkan setiap ada radiasi dapat berbahaya bagi kehidupan bakteri.
Pengaruh penghancuran secara mekanik
Pengaruh tekanan udara terhadap kehidupan bakteri sangat kecil
Untuk menghentikan pembiakan bakteri diperlukan tekanan 600 atm; dan untuk mematikan diperlukan tenaga sebesar 6000 atm, dan untuk membunuh sporanya diperlukan tekanan 12000 atm
Faktor kimia
Di alam jarang bakteri yang mati akibat terkena zat kimia
Hanya manusia dalam usahanya untuk membebaskan diri dari kegiatan mikrobe meramu zat-zat yang dapat meracuni mikrobe tetapi tidak meracuni dirinya dendiri ataupun makanan.
Zat yang berpengharuh adalah antiseptik, desinfektan, antibiotika
METABOLISME BAKTERI
Setiap makhluk hidup mengadakan pertukaran zat atau metabolisme, yakni mengambil atau mengasimilasikan zat makanan dan membuang sisa sampah yang tidak diperlukan lagi.
Metabolisme juga berarti serentetan reaksi kimia yang terjadi dialam sel hidup.
Penyusunan atau pengambilan zat makann tertentu atau proses sintesis disebut dengan anabolisme
Penggunaan atau pembongkaran zat makanan arau reaksi penguraian bahan organik kompleks menjadi bahan organik yang lebih sederhana disebut katabolisme
Energi hasil katabolisme sebagian digunakan untuk sintesis makro molekul, seperti asam nukleat, lipid, atau polisakarida
Sebelum proses metabolisme diperlukan pengaktifan sub unit yang akan dipakai dan energi tinggi yaitu ATP (Adenosin Triphospate). Energi untuk metabolisme diambil dari dari berbagai proses. Dari proses fermentasi, respirasi dan fotosintesa. Hasil reduksi oksidasi pada semua proses selalu dibentuk ATP, dimana energi yang dibebaskan tersimpan untuk untuk proses selanjutnya.
Anabolisme
Merupakan salah satu fase metabolisme
Disebut juga dengan biosintesis
Biosintesis membutuhkan energi
Bahan baku proses anabolisme adalah zat makanan
Enzim dan zat makanan
Kegiatan kimiawi yang dilakukan oleh sel amat rumit
Kerumitannya : beragamnya bahan yang digunakan sebagai nutrien oleh sel dan berbagai ragam substansi yang disentesis menjadi komponen sel
Dalam suatu kegiatan fisiologik, seperti penyusunan zat organik, pencernaan makanan, pembongkaran zat makanan dibutuhkan suatu penggiat atau biokatalisator yang dinamakan Enzim
Enzim merupakan substansi yang ada dalam sel dalam jumlah yang amat kecil dan mampu menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang berkaitan dengan proses seluler dan kehidupan
Tak mungkin suatu kehidupan tanpa enzim
Mekanisme Kerja Enzim
Sifat penting yang terdapat pada enzim adalah kemampuannya untuk mengikat reaktan dengan disertai peningkatan konsentrasi reaktan setempat dan kecepatan reaksi setempat
Model tempat katalitik yang dikemukakan oleh Emil Fischer memperlihatkan interaksi antara substrat dan enzim lewat analogi “Lock and key” (model lubang dan anak kunci atau model cetakan (template)
Gambaran mekanisme kerja enzim sederhana
Gambaran mekanisme kerja enzim kompleks
Gambaran inhibitor enzim
Di dalam sebuah sel terdapat ribuan ribuan jenis enzim yang berbeda-beda
Di dalam sel hidup kesemua enzim beserta kegiatannya harus terkoodinasi sedemikian rupa sehingga produk-produknya yang sesuai dapat terbentuk dan tersedia pada tempat yang tepat dalam jumlah yang tepat pada waktu yang tepat dan dengan penggunaan energi yang seminimum mungkin.
Enzim sebagai katalis hayati yang berjumlah amat sedikit, mempunyai kemampuan unik untuk mempercepat berlangsungnya reaksi kimiawi tanpa enzim tersebut terkonsumsi atau berubah setelah reaksi selesai.
Enzim berfungsi spesifik, artinya hanya untuk suatu jenis reaksi tertentu
Sekalipun semua enzim pada mulanya dihasilkan didalam sel, beberapa enzim diekskresikan melalui dinding sel dan dapat berfungsi diluar sel.
Ada 2 tipe enzim
Eksoenzim atau enzim ekstraseluler
Endoenzim atau enzim intraseluler
Fungsi utama dari eksoenzim adalah melangsungkan perubahan-perubnahan pada nutrien disekitarnya sehingga memungkinkan nutrien tersebut memasuki sel, dengan perkataan lain mengambil makanan yang ada disekeliling sel.
Sifat-sifat umum enzim
Enzim menggiatkan atau kadang-kadang memulai suatu proses
Enzim bekerja secara khusus.
Enzim merupakan protein dan dalam bentuk koloid
Banyak enzim yang dapat bekerja bolak-balik
Enzim tidak tahan temperatur yang tinggi
Enzim dipengaruhi oleh pH, konsentrasi, suhu, substrat dan oleh hasil akhir
Koenzim
Banyak enzim memerlukan pembantu yang disebut koenzim
Koenzim ini biasanya suatu zat anorganik seperti K, Mg, Fe.
Namun ada pula enzim yang terhambat pekerjaannya karena unsur Hg, F
Bagian proteinnya disebut apoenzim
Bila bergabung antara apoenzim dengan dengan koenzim disebut dengan holoenzim
Karakteristik Apoenzim, Koenzim dan Holoenzim
Beberapa enzim mengandung vitamin sebagai bagian pelengkap
Beberapa vitamin B merupakan komponen utama Koenzim
Beberapa vitamin beserta bentuk koenzimnya
Dalam beberapa hal, bagian nonprotein suatu enzim dapat berupa logam, misalnya : besi pada enzim katalase.
Jadi banyak enzim membutuhkan penambahan ion-ion logam (Mg2+, Mn2+, Fe2+, Zn2+ dll)
Ion tersebut dinamakan koenzim anorganik atau kofaktor
Enzim bersifat tidak stabil
Penamaan dan Klasifikasi Enzim
Tata nama enzim telah diresmikan menurut Persetujuan International dengan bantuan “Commision on Enzymes of the International Unio Biochemistry”
Nama yang sudah biasa tetap digunakan
Untuk menamakan enzim digunakan akhiran –ase dan ini hanya digunakan untuk enzim tunggal, misalnya suksinat dehidrogenase
Tipe reaksi kimiawi kimiawi yang dikatalisis enzim merupakan dasar bagi klasifikasi dan penamaan enzim
Bagi setiap enzim memiliki 2 nama, yakni nama kerja dan nama sistematik
Nama kerja kerja lebih pendek dan lebih mudah digunakan, sedangkan nama resmi atau nama sistematik dibentuk berdasarkan aturan yang pasti, yaitu memberikan petunjuk mengenai apa subtratnya dan macam reaksi yang dikatalisnya.
Misalnya enzim heksokinase, nama ini merupakan nama kerja dari heksose fosfotransferase, yakni enzim yang menambahkan sebuah gugusan fosfat pada glukosa
Kelas-kelas utama enzim
Kelas 1 : Oksidoreduktase
Rekasi katalitiknya adalah dalam reaksi transfer elektron (pemindahan elektron atau aton H). Enzim kelas ini etrbagi menjadi :
Oksidase
Enzim dehidrogenase pengubahan zat organik menjadi hasil oksidasi
Katalase menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan hidrogen
Reduktase
Kelas 2 : transferase
Enzim transferase mentransfer gugusan fungsional (fosfat, amino, metil dll)
Salah satu enzim kelas ini adalah transamianse, yang berperan memindahkan gugusan amina dari suatu asam amino ke suatu asam organik sehingga hasil akhir berubah menjadi suatu asam amino
Kelas 3 : Hidrolase
Kelas hidrolase merupakan sekumpulan enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Enzim ini dibagi atas :
Karbohidrase
Esterase
Proteinase
Karbohidrase
Yakni enzim yg menguraikan golongan karbohidrat. Kelompok ini masih dipecah-pecah menurut jenis karbohidrat yang diuraikan :
Amilase, yakni menguraikan amilum (polisakarida) menjadi mattosa (disakarida)
Maltase menguraikan maltosa menjadi glukosa
Sukrase sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa
Laktase mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa
Selulase menguraikan selulase – menjadi selobiosa
Pektinase, menguraikan pektin menjadi asam pektin
Esterase
Enzim yang mengubah golongan ester
Misalnya Lipase mengbah lemak menjadi gliserol dan asam lemak
Misal : Fosfatase menguraikan suatu ester menjadi asam fosfat
Proteinase
Enzim yang menguraikan gol. Protein
Contoh : Peptidase (menjadi asam amino), gelatinase (mjd gelatin), renin (menguraikan kasein dari susu)
Kelas 4 : Liase
Enzim ini dalam reaksi katalitik penambahan ikatan ganda pada molekul dan juga pengusiran gugusan kimiawi
Kelas 5: Isomerase
Berperan dalam reaksi isomerasi (pengubahan sutu senyawa menjadi isomer)
Kelas 6 : Ligase
Berperan dalam pembetukan ikatan disertai pemecahan atau penambahan ATP
Katabolisme
Katabolisme merupakan rekasi kimiawi yang membebaskan energi melalui perombakan nutrien
Pernafasan merupakan proses disimilasi yg berlangsung dalam sel hidup
Jika oksigen yang diperlukan dalam proses ini berasal dari udara bebas pernafasan aerob
Pernafasan Aerob
Dalam pernafasan aerob, mikrobe menggunakan glukosa atau zat organik lain sebagai substrat untuk dioksidasikan menjadi karbondioksida dan air. Sedangkan mikrobenya sendiri memperoleh energi
Persamaan kimia pernafasan aerob yg sempurna dengan menggunakan glukosa sebagai substratnya adalah :
C6H12O6 + 6O2 CO2 + 6H2O + 675 Kcal
Pernafasan Anaerob
Beberapa mikrobe dapat hidup tanpa menggunakan oksigen bebeas, bahka ada mikrobe yang malahan mati jika terkena udara bebas
Mikroba anaerob tidak menggunakan oksigen bebas, mikroba tidak dapat memanfaatkan oksigenb bebas karena tidak mempunyai enzim untuk mereduksi oksigen tersebut
Bukti adanya pernafasan anaerob adalah percobaan fermentasi
Pernafasan anerob dapat terlaksana dengan 2 cara, yakni :
Pernafasan anaerob antar molekul
Pernafasan anaerob intramolekul
Pernafasan antar molekul hampir sama dengan pernafasan aerob, bedanya adalah bahwa pernafasan antar molekul itu oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi substrat tidak diperoleh dari udara bebas namun dari suatu senyawa; sedang yang direduksi bukan oksigen, melainkan suatu senyawa pula.
Penerimaan hidrogen dapat berupa zat seperti nitrat, nitrit, karbonat atau sulfat.
Energi yang ditimbulkan dari proses ini tidak begitu banyak
Pernafasan intramolekul terjadi pengubahan suatu molekul tanpa mengalami oksidasi sama sekali; bagian dari suatu molekul kehilangan atao hidrogen, sedangkan bagian lain dari molekul mendapat tambahan atom Hidrogen, Sebagai contoh proses alkoholisasi yang dilakukan oleh sel saccharomyces dengan glukosa sebagai substrat
Zat yang dihasilkan oleh Mikrobe
Gas
Gas yang ditimbulkan dari atau hasil pemboingkaran berupa : LKarbondioksida
Hidrogen
Metana
Nitrogen
Hidrogen sulfida
Amoniak
Asam
Asam yang ditimbulkan dari kegiatan bakteri dapat berupa :
Asam belerang (H2SO4)
Asam nitrat
Asam susu
Asam cuka
Asam lemak
Toksin
Eksotoksin
Endotoksin
Termogenesis
Dalam proses pernafasantimbul panas disamping energi
Proses ini misalnya didalam timbunan pupuk kandang, timbunan jerami dll
Fotosintesis
Bakteri yang menimbulkan cahaya seringkal didapatkan pada ikan yang membusuk
MORFOLOGI KELOMPOK PADA BAKTERI
Pengamatan bakteri dapat dilakukan secara individula, satu persatu maupun kelompok dalam bentuk koloni
Bila bakteri ditumbuhkan di dalam suatu medium yang tidak cair maka terjadilah suatu kelompok yang dinamakan koloni
Bentuk koloni berbeda-beda untuk tiap spesies dan merupakan ciri khas suatu spesies
Waktu terbentuknya koloni tergantung pada genaration tim,e dari bakteri tersebut
Sifat umum koloni
Ukuran
Bentuk
Tinggi permukaan
Halus kasarnya permukaan
Warna
Kepekatan
Sifat khusus koloni
Sifat yang dibahas pada koloni tergantung apda meia tumbuh, misalnya : agar-agar lempengan, agar-agar miring dan pada tusukan gelatin.
Jenis koloni
Mucoid koloni Koloni yang memiliki kapsul ganas, permukaan basah berlendir
Smooth Koloni Isolasi primer, halus, licin, ukuran sama, homogen ganas, Mis : bakteri gram negatif
Rough koloni koloni mutan strain dari sel induk, koloninya kasar tidak ganas
Lysis koloni Koloni yang terdiri dari bakteri yang kehilangan dinding sel, oleh karena pengaruh penissilin
Bentuk koloni Bakteri
Terima kasih …. !
By. Agus Jatmiko
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri
Nutrien
Bakteri membutuhkan nutrien untuk kehidupan
Nutrien pada bakteri sebagai sumber karbon, sumber nitrogen, sumber energi dan faktor pertumbuhan
Air
Bakteri membuyuthkan air untuk hidup
Air merupakan sebagian besar atau 70-80% komponen sel
Beberapa keadaan dimana air tidak dapat digunakan : adanya solut, koloid dhidrofilik (gel),
air dalam bentuk kristal es
Nilai pH
Bakteri dapat tumbuh pada kisaran pH 3-6 unit
Nilai pH sangat berpengaruh pada bakteri yang tumbuh
Suhu
Masing-masing bakteri mempunyai suhu optimum, minimum dan maksimum untuk pertumbuhannya
Adanya suhu dibawah minimum dan diaktas maksimum menyebabkan aktivitas enzim terhenti dan bahkan akan terjadi denaturasi enzim.
Bakteri berdasarkan adaptasi suhu:
Psikrofil 0-200 C
Mesofil 10-450 C
Termofil 25 - 800 C
Tersedianya Oksigen/tidak
Konsentrasi oksigen di alam mempengaruhi jenis bakteri yang dapat tumbuh.
Komponen Antimikrobe
Komponen dalm suatu bahan dapat menghambat pertumbuhan bakteri.
Komponen antimikrobe dapat terdapat secara alami pada bahan pangan, misalnya laktanin dan faktor antikoliform didalam susu, lisozim di dalam putih telur.
Komponen antimikrobe yang ditambahkan secara senganja adalah : asam benzoat di dalam sari buah, asam propionat didalam roti, asam sorbat dalam keju dll
Bakteri juga dapat menghabta pertumbuhan jasad renik yang lain, misal : asam, alkohol, perioksida dll
Kelembaban
Pengaruh kebasahan dan kekeringan mempengaruhi pertumbuhan bakteri
Bakteri memiliki nilai kelembaban optimum
Bakteri sebenarnya makhluk yang suka akan keadaan basah, bahkan dapat hidup di dalam air. Hanya di dalam air yang tertutup tak dapat hidup subur karena kurangnya udara. Tanah yang cukup basah baik untuk kehidupan bakteri.
Banyak jenis bakteri akan mati jika udara kering
Keadaan kekeringan menyebabkan proses pengeringan protoplasma, yang berakibat berhentinya kegiatan metabolisme
Pengeringan secara perlahan-lahan menyebabkan perusakan sel akibat pengaruh tekanan osmosis dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut
Pengaruh perubahan nilai osmosis
Pada umumnya larutan hipertonik menghambat pertumbuhan bakteri karena dapat menyebabkan plasmolisis.
Medium yang paling cocok bagi kehidupat bakteria dalah medium isotonik terhadap isi sel bakteri,
Pada larutan hipotonis (aquadest) dapat merusak bakteri karena plasmoptisis
Gambar Pengaruh tekanan osmotik terhadap sel bakteri
Pengaruh sinar
Pada umumnya sel bakteri rusak rusak akibat cahaya, terutama pada bakteri yang tidak punya pigmen fotosintetik.
Sinar dengan gelombang pendek akan berpengaruh buruk terhadap bakteri
Sinar dengan gelombang panjang mempunyai daya fotodinamik dan daya biofisik, misal cahaya matahari.
Bila energi radiasi diabsorbsi oleh sel bakteri akan menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel mikroorganisme. Ionisasi molekum tertentu dari protoplasma dapat menyebabkan kematian, perubahan genetik dan menghambat pertumbuhan
Kebanyakan bakteri tidak dapat mengadakan fotosintesis bahkan setiap ada radiasi dapat berbahaya bagi kehidupan bakteri.
Pengaruh penghancuran secara mekanik
Pengaruh tekanan udara terhadap kehidupan bakteri sangat kecil
Untuk menghentikan pembiakan bakteri diperlukan tekanan 600 atm; dan untuk mematikan diperlukan tenaga sebesar 6000 atm, dan untuk membunuh sporanya diperlukan tekanan 12000 atm
Faktor kimia
Di alam jarang bakteri yang mati akibat terkena zat kimia
Hanya manusia dalam usahanya untuk membebaskan diri dari kegiatan mikrobe meramu zat-zat yang dapat meracuni mikrobe tetapi tidak meracuni dirinya dendiri ataupun makanan.
Zat yang berpengharuh adalah antiseptik, desinfektan, antibiotika
METABOLISME BAKTERI
Setiap makhluk hidup mengadakan pertukaran zat atau metabolisme, yakni mengambil atau mengasimilasikan zat makanan dan membuang sisa sampah yang tidak diperlukan lagi.
Metabolisme juga berarti serentetan reaksi kimia yang terjadi dialam sel hidup.
Penyusunan atau pengambilan zat makann tertentu atau proses sintesis disebut dengan anabolisme
Penggunaan atau pembongkaran zat makanan arau reaksi penguraian bahan organik kompleks menjadi bahan organik yang lebih sederhana disebut katabolisme
Energi hasil katabolisme sebagian digunakan untuk sintesis makro molekul, seperti asam nukleat, lipid, atau polisakarida
Sebelum proses metabolisme diperlukan pengaktifan sub unit yang akan dipakai dan energi tinggi yaitu ATP (Adenosin Triphospate). Energi untuk metabolisme diambil dari dari berbagai proses. Dari proses fermentasi, respirasi dan fotosintesa. Hasil reduksi oksidasi pada semua proses selalu dibentuk ATP, dimana energi yang dibebaskan tersimpan untuk untuk proses selanjutnya.
Anabolisme
Merupakan salah satu fase metabolisme
Disebut juga dengan biosintesis
Biosintesis membutuhkan energi
Bahan baku proses anabolisme adalah zat makanan
Enzim dan zat makanan
Kegiatan kimiawi yang dilakukan oleh sel amat rumit
Kerumitannya : beragamnya bahan yang digunakan sebagai nutrien oleh sel dan berbagai ragam substansi yang disentesis menjadi komponen sel
Dalam suatu kegiatan fisiologik, seperti penyusunan zat organik, pencernaan makanan, pembongkaran zat makanan dibutuhkan suatu penggiat atau biokatalisator yang dinamakan Enzim
Enzim merupakan substansi yang ada dalam sel dalam jumlah yang amat kecil dan mampu menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang berkaitan dengan proses seluler dan kehidupan
Tak mungkin suatu kehidupan tanpa enzim
Mekanisme Kerja Enzim
Sifat penting yang terdapat pada enzim adalah kemampuannya untuk mengikat reaktan dengan disertai peningkatan konsentrasi reaktan setempat dan kecepatan reaksi setempat
Model tempat katalitik yang dikemukakan oleh Emil Fischer memperlihatkan interaksi antara substrat dan enzim lewat analogi “Lock and key” (model lubang dan anak kunci atau model cetakan (template)
Gambaran mekanisme kerja enzim sederhana
Gambaran mekanisme kerja enzim kompleks
Gambaran inhibitor enzim
Di dalam sebuah sel terdapat ribuan ribuan jenis enzim yang berbeda-beda
Di dalam sel hidup kesemua enzim beserta kegiatannya harus terkoodinasi sedemikian rupa sehingga produk-produknya yang sesuai dapat terbentuk dan tersedia pada tempat yang tepat dalam jumlah yang tepat pada waktu yang tepat dan dengan penggunaan energi yang seminimum mungkin.
Enzim sebagai katalis hayati yang berjumlah amat sedikit, mempunyai kemampuan unik untuk mempercepat berlangsungnya reaksi kimiawi tanpa enzim tersebut terkonsumsi atau berubah setelah reaksi selesai.
Enzim berfungsi spesifik, artinya hanya untuk suatu jenis reaksi tertentu
Sekalipun semua enzim pada mulanya dihasilkan didalam sel, beberapa enzim diekskresikan melalui dinding sel dan dapat berfungsi diluar sel.
Ada 2 tipe enzim
Eksoenzim atau enzim ekstraseluler
Endoenzim atau enzim intraseluler
Fungsi utama dari eksoenzim adalah melangsungkan perubahan-perubnahan pada nutrien disekitarnya sehingga memungkinkan nutrien tersebut memasuki sel, dengan perkataan lain mengambil makanan yang ada disekeliling sel.
Sifat-sifat umum enzim
Enzim menggiatkan atau kadang-kadang memulai suatu proses
Enzim bekerja secara khusus.
Enzim merupakan protein dan dalam bentuk koloid
Banyak enzim yang dapat bekerja bolak-balik
Enzim tidak tahan temperatur yang tinggi
Enzim dipengaruhi oleh pH, konsentrasi, suhu, substrat dan oleh hasil akhir
Koenzim
Banyak enzim memerlukan pembantu yang disebut koenzim
Koenzim ini biasanya suatu zat anorganik seperti K, Mg, Fe.
Namun ada pula enzim yang terhambat pekerjaannya karena unsur Hg, F
Bagian proteinnya disebut apoenzim
Bila bergabung antara apoenzim dengan dengan koenzim disebut dengan holoenzim
Karakteristik Apoenzim, Koenzim dan Holoenzim
Beberapa enzim mengandung vitamin sebagai bagian pelengkap
Beberapa vitamin B merupakan komponen utama Koenzim
Beberapa vitamin beserta bentuk koenzimnya
Dalam beberapa hal, bagian nonprotein suatu enzim dapat berupa logam, misalnya : besi pada enzim katalase.
Jadi banyak enzim membutuhkan penambahan ion-ion logam (Mg2+, Mn2+, Fe2+, Zn2+ dll)
Ion tersebut dinamakan koenzim anorganik atau kofaktor
Enzim bersifat tidak stabil
Penamaan dan Klasifikasi Enzim
Tata nama enzim telah diresmikan menurut Persetujuan International dengan bantuan “Commision on Enzymes of the International Unio Biochemistry”
Nama yang sudah biasa tetap digunakan
Untuk menamakan enzim digunakan akhiran –ase dan ini hanya digunakan untuk enzim tunggal, misalnya suksinat dehidrogenase
Tipe reaksi kimiawi kimiawi yang dikatalisis enzim merupakan dasar bagi klasifikasi dan penamaan enzim
Bagi setiap enzim memiliki 2 nama, yakni nama kerja dan nama sistematik
Nama kerja kerja lebih pendek dan lebih mudah digunakan, sedangkan nama resmi atau nama sistematik dibentuk berdasarkan aturan yang pasti, yaitu memberikan petunjuk mengenai apa subtratnya dan macam reaksi yang dikatalisnya.
Misalnya enzim heksokinase, nama ini merupakan nama kerja dari heksose fosfotransferase, yakni enzim yang menambahkan sebuah gugusan fosfat pada glukosa
Kelas-kelas utama enzim
Kelas 1 : Oksidoreduktase
Rekasi katalitiknya adalah dalam reaksi transfer elektron (pemindahan elektron atau aton H). Enzim kelas ini etrbagi menjadi :
Oksidase
Enzim dehidrogenase pengubahan zat organik menjadi hasil oksidasi
Katalase menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan hidrogen
Reduktase
Kelas 2 : transferase
Enzim transferase mentransfer gugusan fungsional (fosfat, amino, metil dll)
Salah satu enzim kelas ini adalah transamianse, yang berperan memindahkan gugusan amina dari suatu asam amino ke suatu asam organik sehingga hasil akhir berubah menjadi suatu asam amino
Kelas 3 : Hidrolase
Kelas hidrolase merupakan sekumpulan enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Enzim ini dibagi atas :
Karbohidrase
Esterase
Proteinase
Karbohidrase
Yakni enzim yg menguraikan golongan karbohidrat. Kelompok ini masih dipecah-pecah menurut jenis karbohidrat yang diuraikan :
Amilase, yakni menguraikan amilum (polisakarida) menjadi mattosa (disakarida)
Maltase menguraikan maltosa menjadi glukosa
Sukrase sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa
Laktase mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa
Selulase menguraikan selulase – menjadi selobiosa
Pektinase, menguraikan pektin menjadi asam pektin
Esterase
Enzim yang mengubah golongan ester
Misalnya Lipase mengbah lemak menjadi gliserol dan asam lemak
Misal : Fosfatase menguraikan suatu ester menjadi asam fosfat
Proteinase
Enzim yang menguraikan gol. Protein
Contoh : Peptidase (menjadi asam amino), gelatinase (mjd gelatin), renin (menguraikan kasein dari susu)
Kelas 4 : Liase
Enzim ini dalam reaksi katalitik penambahan ikatan ganda pada molekul dan juga pengusiran gugusan kimiawi
Kelas 5: Isomerase
Berperan dalam reaksi isomerasi (pengubahan sutu senyawa menjadi isomer)
Kelas 6 : Ligase
Berperan dalam pembetukan ikatan disertai pemecahan atau penambahan ATP
Katabolisme
Katabolisme merupakan rekasi kimiawi yang membebaskan energi melalui perombakan nutrien
Pernafasan merupakan proses disimilasi yg berlangsung dalam sel hidup
Jika oksigen yang diperlukan dalam proses ini berasal dari udara bebas pernafasan aerob
Pernafasan Aerob
Dalam pernafasan aerob, mikrobe menggunakan glukosa atau zat organik lain sebagai substrat untuk dioksidasikan menjadi karbondioksida dan air. Sedangkan mikrobenya sendiri memperoleh energi
Persamaan kimia pernafasan aerob yg sempurna dengan menggunakan glukosa sebagai substratnya adalah :
C6H12O6 + 6O2 CO2 + 6H2O + 675 Kcal
Pernafasan Anaerob
Beberapa mikrobe dapat hidup tanpa menggunakan oksigen bebeas, bahka ada mikrobe yang malahan mati jika terkena udara bebas
Mikroba anaerob tidak menggunakan oksigen bebas, mikroba tidak dapat memanfaatkan oksigenb bebas karena tidak mempunyai enzim untuk mereduksi oksigen tersebut
Bukti adanya pernafasan anaerob adalah percobaan fermentasi
Pernafasan anerob dapat terlaksana dengan 2 cara, yakni :
Pernafasan anaerob antar molekul
Pernafasan anaerob intramolekul
Pernafasan antar molekul hampir sama dengan pernafasan aerob, bedanya adalah bahwa pernafasan antar molekul itu oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi substrat tidak diperoleh dari udara bebas namun dari suatu senyawa; sedang yang direduksi bukan oksigen, melainkan suatu senyawa pula.
Penerimaan hidrogen dapat berupa zat seperti nitrat, nitrit, karbonat atau sulfat.
Energi yang ditimbulkan dari proses ini tidak begitu banyak
Pernafasan intramolekul terjadi pengubahan suatu molekul tanpa mengalami oksidasi sama sekali; bagian dari suatu molekul kehilangan atao hidrogen, sedangkan bagian lain dari molekul mendapat tambahan atom Hidrogen, Sebagai contoh proses alkoholisasi yang dilakukan oleh sel saccharomyces dengan glukosa sebagai substrat
Zat yang dihasilkan oleh Mikrobe
Gas
Gas yang ditimbulkan dari atau hasil pemboingkaran berupa : LKarbondioksida
Hidrogen
Metana
Nitrogen
Hidrogen sulfida
Amoniak
Asam
Asam yang ditimbulkan dari kegiatan bakteri dapat berupa :
Asam belerang (H2SO4)
Asam nitrat
Asam susu
Asam cuka
Asam lemak
Toksin
Eksotoksin
Endotoksin
Termogenesis
Dalam proses pernafasantimbul panas disamping energi
Proses ini misalnya didalam timbunan pupuk kandang, timbunan jerami dll
Fotosintesis
Bakteri yang menimbulkan cahaya seringkal didapatkan pada ikan yang membusuk
MORFOLOGI KELOMPOK PADA BAKTERI
Pengamatan bakteri dapat dilakukan secara individula, satu persatu maupun kelompok dalam bentuk koloni
Bila bakteri ditumbuhkan di dalam suatu medium yang tidak cair maka terjadilah suatu kelompok yang dinamakan koloni
Bentuk koloni berbeda-beda untuk tiap spesies dan merupakan ciri khas suatu spesies
Waktu terbentuknya koloni tergantung pada genaration tim,e dari bakteri tersebut
Sifat umum koloni
Ukuran
Bentuk
Tinggi permukaan
Halus kasarnya permukaan
Warna
Kepekatan
Sifat khusus koloni
Sifat yang dibahas pada koloni tergantung apda meia tumbuh, misalnya : agar-agar lempengan, agar-agar miring dan pada tusukan gelatin.
Jenis koloni
Mucoid koloni Koloni yang memiliki kapsul ganas, permukaan basah berlendir
Smooth Koloni Isolasi primer, halus, licin, ukuran sama, homogen ganas, Mis : bakteri gram negatif
Rough koloni koloni mutan strain dari sel induk, koloninya kasar tidak ganas
Lysis koloni Koloni yang terdiri dari bakteri yang kehilangan dinding sel, oleh karena pengaruh penissilin
Bentuk koloni Bakteri
Terima kasih …. !
Langganan:
Postingan (Atom)
