BUKU KOMPILASI

MIKROBIOLOGI

Oleh :

Khurmatul Walidah Tahta Alfina 122210101009

Aulia Putri Kandy 122210101063

Ucik Prastasiwi 1222101010

Banan Muthiatul Afidah 1222101010

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS JEMBER

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberi rahmat dan

hidayah-NYA sehingga kami dapat menyelesaikan tugas kompilasi ini dengan baik.

Buku kompilasi ini dibuat untuk menyelesaikan tugas dari Pak Bawon, yaitu dosen

matakuliah mikrobiologi.

Kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu

menyelesaikan buku kompilasi ini. Dosen dan teman-teman yang telah mengarahkan dan

membimbing kami.

Sebagai manusia kami sadar bahwa buku kompilasi ini jauh dari sempurna. Untuk itu

saya selalu mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pembaca untuk

kesempurnaan buku kompilasi ini.

Akhir kata kami mengucapkan semoga buku kompilasi ini bermanfaat bagi semua

pembaca.

Jember, 17 Maret 2013

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...........................................................................................................

KATA PENGANTAR………………………. ................................................................... .

DAFTAR ISI .................................................................................................................... .

BAB 1. PENGANTAR MIKROBIOLOGI FARMASI .................................................... .

BAB 2. IDENTIFIKASI MIKROBA..................................... ........................................... .

BAB 3. STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA I...........................................................

BAB 4. STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA II........................ ................................ .

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... .

BAB I

PENGANTAR MIKROBIOLOGI FARMASI

1.1 Mikroorganisme dalam Kehidupan

Mikrobiologi adalah cabang ilmu biologi yang menyelidiki organisme mikroskopis

yang berukuran sangat kecil dan hanya dapat diamati dengan menggunakan mikroskop.

Organime yang termasuk ke dalam mikroorganisme adalah bakteri, archaea, fungi

(kapang dan khamir), protozoa, alga mikroskopis, dan virus. Virus, bakteri, dan archaea

termasuk dalam golongan prokariot, sedangkan fungi, protozoa dan alga mikroskopis

termasuk golongan eukariot.

Mikroorganisme ada dimana-mana. Interaksinya dengan sesama mikroorganisme

ataupun dengan organisme lain dapat berlangsung dengan cara yang aman dan

menguntungkan maupun merugikan. Mikroorganisme cenderung diasosiasikan dengan

penyakit-penyakit infeksi maupun pembusukan makanan. Akan tetapi, mayoritas

mikroorganisme justru memberikan kontribusi bagi keseimbangan ekosistem lingkungan

hidup, khususnya bagi kesejahteraan umat manusia.

Peranan mikroorganisme yang menguntungkan bagi kesejahteraan umat manusia

antara lain:

1. Mendaur ulang unsur-unsur kimia menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh hewan

dan tumbuhan.,

2. Mendegradasi limbah,

3. Bioremedasi atau bioaugmentasi,

4. Pengendalian hama tanaman,

5. Pembuatan bahan pangan,

6. Alat produksi dalam industri dan pertambangan

Sebagian kecil mikroorganisme bersifat patogen. Mikroorganisme alami dalam tubuh

kita disebut mikroorganisme normal atau flora normal. Meskipun flora normal ini tidak

patogen, namun dalam keadaan tertentu dapat bersifat patogen dan menimbulkan

penyakit infeksi. Contoh mikroorganisme patogen antara lain bakteri Staphylococcus

aureus dan Escherichia coli dapat menyebabkan diare; Shigella dysentriae yang

menyebabkan disentri; khamir Candida albicans yang menyebabkan kandidiasis, kapang

Aspergilus flavus yang menghasilkan aflatoksin yang dapat meracuni makanan, virus

ebola yang menyebabkan penyakit ebola, human immunodeficiency virus yang

menyebabkan penyakit AIDS, protozoa Toxoplasma gondii yang menyebabkan

toksoplasmosis, dan sebagainya.

1.2 Sejarah Mikrobiologi

Sejarah mikrobiologi dimulai dari penemuan mikroskop oleh Robert Hooke pada

tahun 1664. Melalui mikroskopnya yang terdiri dari dua lensa sederhana, Hooke mampu

melihat ruang-ruang yang ia sebut sebagai sel, yang mengarah pada muculnya teori sel

yang menyatakan bahwa seluruh makhluk hidup tersusun atas sel-sel.

Meskipun Robert Hooke dapat melihat sel dengan bantuan mikroskopnya, namun

tidak adanya metode pewarnaan menyebabkan ia tidak dapat melihat mikroorganisme

dengan jelas. Ilmuwan lain asal Belanda, Antonie van Leuwenhoek (1632-1723)

mungkin adalah orang yang pertama kali mengamati benda hidup dengan menggunakan

mikroskop lensa tunggal yang lebih menyerupai kaca pembesar. Leeuwenhoek menyebut

benda yang diamatinya sebagai animalcules (hewan kecil). Animalcules itu ia peroleh

dari sisa makanan yang menempel pada giginya serta dari air hujan, dan pada masa

selanjutnya kita kenal sebagai bakteri dan protozoa.

Teori Generatio Spontanea

Hingga pertengan abad ke-19 banyak ilmuwan dan filsuf percaya bahwa makhluk

hidup muncul secara spontan dari benda tak hidup. Teori ini dikenal sebagai teori

generatio spontanea yang meyakini bahwa belatung dapat muncul dari material busuk;

ular dan tikus dapat lahir dari tanah lembab, dan lalat dapat tibul dari rabuk. Teori ini

dipercaya sampai pada tahun 1668, saat seorang ilmuwan Italia bernama Francesco

Redi mendemonstrasikan penemuannya yang menunjukkan bahwa belatung bukan

berasal dari daging yang busuk.

Redi melakukan percobaan dengan menggunakan tiga buah tabung terbuka yang

juga berisi daging busuk. Hasil percobaan Redi menunjukkan adanya belatung di atas

daging busuk yang pada tabung terbuka, sedangkan pada tabung tertutup tidak

ditemukan adanya belatung.

Namun, penganut teori generatio spontanea belum sepenuhnya yakin dengan

penemuan Redi. Mereka mengemukakan pendapat bahwa udara segar sangat

diperlukan untuk terjadi generatio spontanea. Tidak adanya belatung pada tabung

berisi daging busuk yang tertutup rapat disebabkan oleh tidak timbulnya generatio

spontanea akibat tidak ada udara segar pada tabung.

Redi melakukan percobaan serupa untuk kedua kalinya dengan mengganti tutup

tabung dengan kain tipis yang berlubang halus untuk memungkinkan masuknya udara

segar ke dalam tabung dan mencegah masuknya lalat. Pada percobaan ini, Redi

berhasil menunjukkan bahwa belatung tidak terjadi secara mendadak dari daging

busuk. Lalat yang tertarik pada daging busuk bertelur di atas daging yang

menyebabkan munculnya belatung pada daging, sedangkan pada tabung yang ditutup

kain, lalat hanya bertelur diatas kain tipis penutup sehingga tidak ditemukan adanya

belatung pada daging meskipun terdapat udara segar pada tabung.

Teori generatio spontanea pada mikroorganisme menguat pada tahun 1745 ketika

seorang berkebangsaan Inggris bernama John Needham menemukan bahwa setelah ia

memanaskan kaldu dan kemudian menempatkannya pada botol tertutup, larutan kaldu

yang telah dingin tersebut segera dikerumuni oleh mikroorganisme. Needham

berpendapat bahwa mikroorganisme muncul secara spontan dari kaldu.

Dua puluh tahun kemudian, seorang ilmuwan Italia bernama Lazzaro Spallanza

menduga bahwa ada kemungkinan mikroorganisme dari udara telah masuk ke dalam

kaldu milik Needham setelah kaldu tersebut dididihkan. Spallanzi menunjukkan

bahwa larutan kaldu yang diletakkan pada botol tertutup dan kemudian dipanaskan

tidak menunjukkan adanya pertumbuhan mikroorganisme. Atas percobaan Spallanzi,

Needham membantahnya dengan mengatakan bahwa daya vital yang ada untuk

terjadinya generatio spontanea telah dirusak oleh pemanasan, dan tidak dapat masuk

ke dalam kaldu karena sumbat pada botol. Pendapat Needham didukung oleh pendapat

Laurent Lavoisier yang menunjukkan pentingnya peranan oksigen bagi kehidupan.

(Gambar Percobaan Francesco Redi)

Teori Biogenesis

Pada tahun 1858, ilmuwan Jerman bernama Rudolf Virchow mengemukakan teori

biogenesis, yang menyatakan bahwa semua sel hidup hanya dapat timbul dari sel

hidup yang ada sebelumnya. Pada tahun 1861, seorang ilmuwan Perancis bernama

Louis Pasteur melakukan percobaan yang mendukung teori biogenesis. Pasteur

mendemonstrasikan bahwa mikroorganisme terdapat di udara dan dapat

mengontaminasi larutan steril, namun udara itu sendiri tidak dapat menciptakan

mikroorganisme.

Pasteur mengisi beberapa botol berleher pendek dengan kaldu sapi dan selanjutnya

mendidihkannya. Beberapa kaldu yang lain segera ditutup setelah kaldu mendidih.

Setelah beberapa hari, pada botol yang terbuka ditemukan banyak kontaminan

mikroorganisme, sedangkan pada botol yang tertutup tidak ditemukan kontaminan

mikroorganisme.

Dari hasil ini, Pasteur berpendapat bahwa mikroorganisme di udara merupakan

agen yang bertanggung jawab atas terjadinya kontaminasi pada kaldu milik Needham.

Selanjutnya Pasteur meletakkan kaldu pada botol berleher panjang yang dibengkokkan

seperti huruf S dengan ujung yang terbuka. Kaldu dididihkan dan didinginkan. Pada

pengamatan selama beberapa minggu, tidak ditemukan adanya kontaminasi

mikroorganisme pada kaldu.

Desain botol yang unik pada percobaan Pasteur memungkinkan udara masuk ke

dalam botol, namun leher botol yang melengkung menyebabkan mikroorganisme di

udara yang dapat mengontaminasi kaldu terperangkap. Pasteur menunjukkan bahwa

mikroorganisme terdapat pada benda tak hidup, benda padat, benda cair, maupun

udara. Lebih lanjut Pasteur juga mendemonstrasikan bahwa kehidupan

mikroorganisme dapat dimusnahkan dengan pemanasan dan metode pemanasan

tersebut dapat dirancang untuk mengeblok akses mikroorganisme di udara terhadap

lingkungan yang mengandung nutrisi. Penemuan ini merupakan dasar dari teknik

aseptic, yaitu teknik pencegahan kontaminasi mikroorganisme yang tidak dikehendaki,

yang saat ini menjadi standar kerja di laboraturim serta standar bagi tindakan medis.

Satu langkah kunci yang menetapkan kaitan antara mikoorganisme dengan

penyakit muncul saat sekelompok pedagang dari Perancis bertanya pada Pasteur

bagaimana bir serta anggur dapat terasa asam. Mereka berharap menemukan metode

yang dapat mencegah pembusukan saat minuman tersebut didistribusikan ke tempat

yang jauh. Pada saat itu banyak ilmuwan yakin bahwa udara dapat mengubah gula

dalam suatu cairan menjadi alcohol. Pasteur menemukan bahwa mikroorganisme yang

disebut dengan yeast (khamir) dapat mengubah gula menjadi alcohol dalam kondisi

anaerob. Proses ini disebut fermentasi dan digunakan dalam pembuatan bir dan

anggur. Pengasaman dan pembusukan bir dan anggur disebabkan adanya kontaminasi

mikroorganisme lain yang disebut bakteri. Dengan adanya oksigen, bakteri dapat

mengubah alcohol pada minuman menjadi cuka (asam asetat).

Pemecahan yang diberikan Pasteur untuk mengatasi masalah pembusukan pada bir

dan anggur adalah dengan memanaskan bir dan anggur hingga bakteri pembusuk mati.

Proses ini dikenal sebagai pasteurisasi, yang saat ini umum digunakan untuk

membunuh bakteri pembusuk dan bakteri yang secara potensial berbahaya pada

minuman susu serta beberapa minuman beralkohol.

(Gambar Percobaan Pasteur)

Teori Bibit Penyakit

Seorang dokter Inggris bernama Joseph Lister (1827-1912) menerapkan secara

praktis konsep baru tentang penyakit dan infeksi, yaitu berasal dari mikroorganisme.

Lister adalah orang pertama yang melakukan langkah pencegahan infeksi sesudah

operasi pembedahan dengan menggunakan teknik aseptic. Lister menggunakan larutan

fenol encer untuk menutup luka ataupun sebagai aerosol selama prosedur operasi

pembedahan. Hal ini menandai permulaan usaha untuk mengendalikan

mikroorganisme penyebab penyakit.

Rober Koch (1843-1910) memulai pendekatan ilmiah terhadap bidang

mikrobiologi kedokteran. Pada tahun 1884 Koch membuat aturan yang dikenal sebagai

postulat Koch, yang menetapkan hubungan sebab-akibat antara mikroorganisme dan

penyakit. Koch menemukan bakteri berbentuk batang Bacillus anthracis dalam darah

sapi yang mati karena penyakit antraks. Koch menumbuhkan bakteri tersebut pada

media bernutrisi dan menyuntikkan kultur bakteri tersebut pada sapi yang sehat.

Ketika sapi tersebut sakit dan mati, Koch mengisolasi bakteri dari darah sapi tersebut

dan membandingkannya dengan kultur bakteri yang lebih dahulu diisolasi. Koch

menemukan bahwa kedua kultur bakteri tersebut berisi bakteri yang sama.

Postulat Koch berisi empat aturan, yaitu:

1. Agen penyebab penyakit terdapat pada hewan yang sakit dan tidak terdapat pada

hewan yang sehat;

2. Agen penyebab penyakit dapat diisolasi dan ditumbuhkan dalam kultur murni;

3. Agen penyebab penyakit akan menimbulkan penyakit yang saat sama saat

diinokulasikan pada hewan yang sehat; dan

4. Agen penyebab penyakit dapat diisolasi kembali.

Penemuan Koch melalui postulat Koch ini membuktikan bahwa bakteri adalah

penyebab penyakit.

1.3 Manfaat Mikroorganisme Dalam Bidang Farmasi

Produk antibiotik

Produksi antibiotik dilakukan dalam skala besar pada tangki fernentasi dengan

ukuran besar. Sebagai contoh Penicillium chrysogenum ditumbuhkan dalam 100.000

liter fermentor selama kurang lebih 200 jam. Mula-mula suspensi spora P.

chrysogenum ditumbuhkan dalam larutan media bernutrisi. Kultur diinkubasi selama

24 jam pada temperatur 24 °C dan selanjutnya ditransfer ke tangki inokulum. Tangki

inokulum digojlok teratur untuk mendapatkan aerasi yang baik selama satu hingga dua

hari.

Pada proses produksi penisilin G (benzil penisilin), media bernutrisi yang

mengandung gula asam fenilasetat (Phenylacetic acid, PAA) ditambahkan secara

kontinyu. Asam fenilasetat ini digunakan untuk membuat rantai samping benzil pada

penisilin G [5]. Penisilin G diekstraksi dari _ltrat dan dikristalisasi.

Untuk membuat penisilin semisintetik, penisilin G dicampur dengan bakteri yang

menskresi enzim asilase. Enzim ini akan melepas gugus benzil dari penisilin G dan

mengubahnya menjadi 6 aminopenicillanic acid (6-APA). Aminopenicillanic acid

adalah molekul yang digunakan untuk membuat jenis penisilin jenis lain. Berbagai

gugus kimia di- tambahkan pada aminopenicillanic acid untuk menghasilkan turunan

penisilin yang memiliki spektrum antibakteri yang lebih luas atau lebih poten

Produksi antibiotik melalui pemanfaatan mikro organisme dilakukan melalui

fermentasi. Adapun sistem fermentasi yang telah berkembang yaitu:

1. Sistem Continue

Media selalu ditambahkan dari luar dan hasilnya dipanen secara berkala.

2. Sistem Batch.

Produksi steroid

Homon steroid sangat penting peranannya dalam dunia kesehatan. Misalnya

kortison dan steroid lain yang serupa diketahui dapat digunakan untuk mengobati

gejala yang berhubungan dengan alergi dan berbagai respons inflamasi oral dan untuk

mengobati ketidak seimbangan homonal. tidak ada penambahan media dan

pemanenan hasil pada akhir periode fermentasi, sehingga hanya dapat bertahan selama

beberapa jam atau hari. Sistem ini cocok untuk produksi skala kecil(laboratorium)

Produksi Vaksin

Vaksin merupakan senyawa yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme untuk

menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain.Banyak ditemukan mikroorganisme

yang mengandung substansi dengan aktivitas antibiotik.Vaksin diproduksi oleh strain

mutan patogen virulen tanpa menghilangkan antigen yang diperlukan untuk

menimbulkan respons imun. Perkembangan bidang bioteknologi memungkinkan

produksi seluruh seluruh vaksin baru. Beberapa vaksin baru ini ditujukan bagi target

baru, dan beberapa lagi lebih efektif dan memiliki efek samping lebih sedikit

dibandingkan vaksin tradisional yang ada saat ini.

Produksi vitamin dan asam amino

Vitamin merupakan faktor nutrisi esensial bagi manusia. Beberapa vitamin dapat

diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, dan digunakan sebagai suplemen

makanan. Misalnya vitamin B12 dapat diproduksi sebagai produk samping pada

fermentasi antibiotik oleh Streptomyces. Vitamn B12 juga diperoleh dari fermentasi

Propionibacteriaum shermanii atau Paracoccus denitrificans.

Masalah utama produksi asam amino komersial melalui fermentasi

mikroorganisme adalah adanya mekanisme alam kontrol pengaturan mikroorganisme

yang membatasi jumlah asam amino yang dihasilkan dan dilepaskan dari sel. Masalah

ini dapat diatasi dengan strain mikroorganisme yang direkayasa secara genetis

sehingga tidak memiliki mekanisme kontrol seperti strain asli (wild type)

Produksi asam organik

Beberapa asam organik seperti asam asetat, asam glikonat, asam sitrat, asam

giberelat, dan asam laktat dhasilkan melalui fermentasi mikroorganisme. Asam

organik antara lain digunakan dalam industri makanan, miasalnya sebagai pengawet

makanan.

Produksi Enzim

Enzim yang disolasi dari mikroorganisme dapat diaplikasikan pada berbagai

macam industri. Misalnya, enzim proteose yang diisolasi dari bahan pembersih.

Protease merusak dan melarutkan protein yang mengotori pakaian. Enzim yang

dihasilkan untuk proses-proses industri meliputi protease , amilase, glikosa isomerase,

glukosa oksidase, renin, pektinase, dan lipase.empat macam enzim yang secara luas

diproduksi oleh mikroganisme adalah protease, glukamilase,α-amilase, dan glukosa

isomerase.

Produksi alkaloid ergot

Alkaloid, beberapa diantaranya dapat dimanfaatkan dalam terapi, umumnya

diperoleh dari tanaman, namun alkaloid ergot dihasilkan dari fungi. Alkaloid ergot

pertama kali diperoleh dari sklerotium Ascomycetes, yaitu Claviceps purpurae. Istilah

ergot digunakan untuk menunjukkan bahwa alkaloid jenis ini dihasilkan oleh fungi.

Alkaloid ergot dibedakan menjadi 2 kelompok berdasarkan atas kandungan asam

lisergat dan clavin.

Produksi protein manusia

Adanya proses rekayasa genetik dengan pemanfaatan mikroorganisme

meningkatan peran industri farmasi dlam memproduksi protein manusia. Melalui

tehnik rekombinasi DNA, sekuens DNA manusia yang mengkode berbagai protein

dapat digabungkan dengan genum bakteri, dan dengan menumbuhkan bakteri

rekonbioanan dalam fermentor, maka protein manusi dapat diproduksi secara

komersial.

BAB II

IDENTIFIKASI MIKROBA

Berdasarkan pengamatan dan perbandingan sekuens nukleotida pada RNA ribosom

(rRNA), diketahui terdapat tiga kelompok sel yaitu kelompok sel eukariotik, dan dua

kelompok sel prokariotik, yaitu bakteri dan archaea.

Kelompok sel prokariot ditandai dengan adanya materi genetik yang menyebar,

sedangkan kelompok eukariot ditandai dengan adanya materi genetik yang dilindungi oleh

membran.

Bakteri adalah organisme prokariotik dengan berbagai macam bentuk (morfologi), antara

lain coccus (bulat), bacillus (batang), atau spiral. Sifatnya pun ada yang monomorfik (hanya

memiliki satu bentuk) dan ada pula yang pleomorfik (memiliki beberapa bentuk).

2.1 Jenis Bakteri Berdasarkan Struktur Dinding selnya

Bakteri berdasarkan struktur dinding selnya dibagi ke dalam beberapa jenis, yaitu:

Gram (+), disusunoleh lapisan peptidoglikan (murein) dengan dinding yang lebih

tebal.

Gram (-), di atas peptidoglikan ada membran luar dan ada ruang feriplasma

Bakteri yang tidak berdinding sel

Bakteri denga dinding sel yang spesifik, contoh: basil TBC

2.2 Pewarnaan Mikroorganisme

Karena sebagian besar mikroorganisme tidak berwarna, maka untuk dapat melakukan

pengamatan di bawah mikroskop diperlukan pewarnaan mikroorganisme dengan

menggunakan pewarna. Pewarnaan mikroorganisme pada dasarnya adalah prosedur

mewarnai mikroorganisme dengan menggunakan zat warna yang dapat menonjolkan

stuktur tertentu dari mikroorganisme yang ingin kita amati. Sebelum mikroorganisme

tersebut diwarnai, mikroorganisme tersebut harus difiksasi terlebih dahulu. Tahapan

pewarnaan bakteri adalah sebagai berikut :

1. Bakteri terlebih dahulu difiksasi dengan panas sehingga membentuk noda pada kaca

objek, diwarnai dengan pewarna crystal violet sehingga seluruh sel bakteri berwarna

ungu.

2. Selanjutnya, pewarna dicuci dan pada noda spesimen ditetesi iodine. Iodine disini

berfungsi sebagai penambah kekuatan warna. Saat penambahan pewarna iodine ini,

bakteri Gram (+) akan berwarna ungu lebih tua, sedangkan pada Gram (-) seperti tidak

ada perubahan warna.

3. Kemudian noda spesimen dicuci dengan alkohol. Alkohol ini berfungsi untuk

menghilangkan warna pada peptidoglikan.

4. Dan tahapan yang terakhir adalah pewarnaan spesimen dengan safranin (red dye) yang

merupakan pewarna basa berwarna merah. Pada pewarnaan ini, bakteri Gram (+) tetap

berwarna ungu (violet), sedangkan bakteri Gram (-) berwarna merah.

Perbedaan warna pada kedua bakteri ini terjadi karena adanya perbedaan struktur pada

dinding selnya. Dinding sel bakteri Gram (+) banyak mengandung peptidoglikan,

sedangkan dinding sel bakteri Gram (-) banyak mengandung lipopolisakarida.

Kompleks crystal violet-iodine yang masuk pada sel bakteri Gram (+) tidak dapat

tercuci oleh alkohol karena adanya lapisan peptidoglikan yang kokoh, sedangkan pada

bakteri Gram (-), alkohpol akan merusak lapisan lipopolisakarida sehingga dinding sel

bakteri tampak transparan, yang akan berwarna merah setelah diberi safranin.

1. Untuk pewarnaan pada bakteri yang memiliki dinding sel spesifik, seperti pada Basil

TBC yang memiliki kandungan lilin pada dinding selnya dapat dilakukan pewarnaan

tahan asam atau yang lebih dikenal sebagai pengecatan Ziehl-Neelsen.

BAB III

STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA I

3.1 Pengertian Sel

Makhluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan

organisme multiselular yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya

masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 1013

sel.Namun

demikian, seluruh tubuh semua organisme berasal dari hasil pembelahan satu sel.

Contohnya, tubuh bakteri berasal dari pembelahan sel bakteri induknya, sementara tubuh

tikus berasal dari pembelahan sel telur induknya yang sudah dibuahi.

Sel-sel pada organisme multiseluler tidak akan bertahan lama jika masing-masing

berdiri sendiri. Sel yang sama dikelompokkan menjadi jaringan, yang membangun organ

dan kemudian sistem organ yang membentuk tubuh organisme tersebut. Contohnya, sel

otot jantung membentuk jaringan otot jantung pada organ jantung yang merupakan

bagian dari sistem organ peredaran darah pada tubuh manusia. Sementara itu, sel sendiri

tersusun atas komponen-komponen yang disebut organel.

3.2 Jenis Sel Berdasarkan Intinya

a. Sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalam

sitoplasma (sel yang memiliki satu system membrane). Yang termasuk dalam

kelompok ini adalah bakteri dan alga biru.

b. Sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu system

membran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua

makhluk hidup kecuali bakteri dan alga biru.

Struktur sel prokariotik lebih sederhana dibandingkan struktur sel eukariotik. Akan

tetapi, sel prokariotik mempunyai ribosom (tempat protein dibentuk) yang sangat banyak.

Sel prokariotik dan sel eukariotik memiliki beberapa perbedaan sebagai berikut :

a.) Sel Prokariotik

Tidak memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membran inti sel yang

dinamakan nucleoid.

Organel-organelnya tidak dibatasi membran.

Membran sel tersusun atas senyawa peptidoglikan.

Diameter sel antara 1-10mm.

Mengandung 4 subunit RNA polymerase.

Susunan kromosomnya sirkuler.

b.) Sel Eukariotik

Memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran inti dan dinamakan nucleus.

Organel-organelnya dibatasi membran.

Membran selnya tersusun atas fosfolipid.

Diameter selnya antara 10-100mm.

Mengandungbanyak subunit RNA polymerase.

Susunan kromosomnya linier.

Sel prokariotik dibagi menjadi 2 yaitu :

a) Bakteri.

b) Arcahae.

3.3 Bakteri

Organisme prokariotik dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu Eubakteri

yang merupakan bakteri sejati dan Archaea. Archaea secara morfologi serupa dengan

eubakteri, namun memiliki perbedaan dalam hal ciri-ciri fisiologis. Kelompok bakteri

terdiri atas semua organisme prokariotik patogen dan nonpatogen yang terdapat di

daratan dan perairan, serta organisme prokariotik yang bersifat fotoautotrof. Kelompok

archaea meliputi organisme prokariotik yang tidak memiliki peptidoglikan pada dinding

selnya, dan umumnya hidup pada lingkungan yang bersifat ekstrem.

Spesies bakteri dapat dibedakan berdasarkan morfologi (bentuk), komposisi kimia

(umumnya dideteksi dengan reaksi biokimia), kebutuhan nutrisi, aktivitas biokimia, dan

sumber energi (sinar matahari atau bahan kimia).

Struktur bakteri

Struktur eksternal sel bakteri meliputi glikokaliks, flagela, filamen aksial,

fimbria, dan pili. Glikokaliks (selubung gula) merupakan istilah bagi substansi yang

mengelilingi sel, dan digambarkan sebagai kapsul. Kapsul merupakan struktur yang

sangat terorganisasi dan tidak mudah dihilangkan. Ketebalan kapsul bervariasi dan

fungsinya bagi bakteri antara lain sebagai perlekatan bakteri pada permukaan,

pelindung sel bakteri terhadap kekeringan, perangkap nutrisi, dan proteksi bakteri.

Mayoritas kapsul terdiri atas polisakarida yang mengandung bagian glukosa, gula

amino, rhamnosa, 2-keto-3-deoxygalactonic acid, asam uronat dari bermacam-

macam gula, dan beberapa asam organik, misalnya piruvat dan asetat. Tidak semua

bakteri mengandung kapsul. Bakteri yang memiliki kapsul polisakarida yaitu

Streptococcus pneumoniae dan Klebsiella sp. Sedangkan bakteri yang memproduksi

kapsul asam D-glutamat yaitu bakteri Bacillus anthracis dan Bacillus subtilis.

Slime (Lapisan lendir) Sebagian besar material kapsul diekskresikan oleh

bakteri ke dalam media pertumbuhannya sebagai lapisan lendir (slime). Secara

spesifik, lapisan lendir ini tersusun dari eksopolisakarida, glikoprotein, dan

glikolipid. Fungsi lapisan lendir pada bakteri adalah untuk melindungi bakteri dari

pengaruh lingkungan yang membahayakan, misalnya antibiotikdan kekeringan,

memerangkap nutrisi dan air, lapisan lendir memungkinkan bakteri untuk menempel

pada permukaan yang halus, dan lapisan lendir memungkinkan koloni bakteri untuk

bertahan pada proses sterilisasi kimiawi menggunakan klorin, iodin, dan bahan kimia

lainnya.

Flagela merupakan filamen yang mencuat dari sel bakteri dan berfungsi untuk

pergerakan bakteri. Flagela berbentuk panjang dan ramping. Ada 5 macam tipe

bakteri berdasarkan jumlah dan letak flagelanya, yaitu atrikus (bakteri yang tidak

memiliki flagela), monotrikus (1 flagela), lofotrikus (1 atau lebih flagela pada satu

ujung sel), amfitrikus (sekelompok flagela pada masing masing ujung sel), dan

peritrikus (flagela terdistribusi di seluruh permukaan sel). Flagela memiliki 3 bagian

dasar, yaitu filamen (yang mengandung protein flagelin), kait tempat filamen

tertanam, dan bagian dasar (basal body) yang memaku flagela pada dinding sel dan

membran plasma. Rotasi flagela dapat searah ataupun berlawanan arah jarum jam di

sepanjang sumbu flagela. Gerakan flagela ini memungkinkan bakteri mendekati dan

menjauhi stimulus atau rangsang (taksis), misalnya stimulus kimia (kemotaksis),

stimulus udara (aerotaksis), stimulus medan magnet (magnetotaksis), dan stimulus

cahaya (fototaksis).

Filamen aksial (endoflagela) adalah kumpulan benang yang muncul pada ujung

sel di bawah selaput luar sel dan berpilin membentuk spiral di sekeliling sel. Rotasi

filamen menimbulkan pergerakan selaput luar sel dan memungkinkan arah gerak

bakteri berbentuk spiral. Contohnya adalah pada Treponema pallidum dan

Leptospira interrogans.

Fimbria (jamak: fimbriae) termasuk golongan protein yang disebut lektin yang

dapat mengenali dan terikat pada residu gula khusus pada polisakarida permukaan

sel. Hal itu menyebabkan bakteri berfimbria cenderung saling melekat satu sama lain

atau melekat pada sel hewan. Kemampuan organisme tertentu seperti Neisseria

gonorrhoeae dan Escherichia coli enterotoksin untuk menimbulkan penyakit

berkaitan dengan dimilikinya fimbria.

Pili (tunggal: pilus) secara morfologi sama dengan fimbria. Umumnya pili lebih

panjang dibandingkan fimbria. Pili berperan khusus dalam transfer molekul genetik

(DNA) dari satu bakteri ke bakteri lainnya pada peristiwa konjugasi. Karena

fungsinya yang spesifik pada transfer DNA bakteri, maka pili sering disebut sebagai

pili seks.

Dinding sel bakteri merupakan struktur kompleks dan berfungsi sebagai

penentu bentuk sel, pelindung sel dari kemungkinan pecah ketika tekanan air di

dalam sel lebih besar dibandingkan di luar sel, serta sebagai pelindung isi sel dari

perubahan lingkungan di luar sel.

Berdasarkan dinding selnya, bakteri dibagi menjadi 4 macam yaitu :

1. Bakteri Gram positif

2. Bakteri Gram negatif

3. Bakteri tanpa dinding sel (microplasma)

4. Bakteri dengan dinding sel yang unik.

Struktur internal sel bakteri

Struktur di dalam dinding sel bakteri disebut dengan struktur internal sel bakteri.

Di dalam dinding sel bakteri terdapat sitoplasma yang merupakan substansi yang

menempati ruangan sel bagian dalam. Selain di kelilingi oleh dinding sel, sitoplasma

juga dikelilingi oleh membran sel (membran plasma) dan kadang-kadang terdapat

lapisan di sebelah luar dinding sel berupa kapsul atau lapisan lendir (slime layer).

Membran plasma (inner membrane) adalah struktur tipis yang terdapat di

sebelah dalam dinding sel dan menutup sitoplasma sel. Membran plasma tersusun

atas fosfolipid berlapis ganda dan protein, membentuk model mosaik cairan (fluid

mosaic model). Pada eukariot, membran plasma juga tersusun dari karbohidrat dan

sterol, misalnya kolesterol.

Membran plasma berfungsi sebagai sekat selektif material yang ada di dalam

dan di luar sel (bersifat selektif permeabel bagi transport material ke dalam dan ke

luar sel). Materi yang melewati membran plasma dikelompokkan menjadi dua

kelompok besar, yaitu mikromolekul dan makromolekul. Membran plasma juga

berfungsi untuk memecah nutrien dan memproduksi energi. Pada beberapa bakteri,

pigmen dan enzim yang terlibat dalam fotosintesis ditemukan pada membran plasma

yang melipat ke arah sitoplasma (disebut kromatofor atau tilakoid). Membran plasma

juga merupakan tempat aksi bagi beberapa agen antimikroba.

Pergerakan material mikromolekul melewati membran plasma dapat

berlangsung satu arah (symport) maupun pada arah yang saling berlawanan (antiport)

dan dapat melalui beberapa proses transpor, yaitu proses transpor aktif dan transpor

pasif. Proses pasif (passive transport) meliputi difusi sederhana, difusi dipermudah,

dan osmosis. Proses difusi mengandung arti bahwa molekul dapat bergerak melewati

membran secara langsung. Difusi selalu mengikuti gradien konsentrasi yang

membatasi konsentrasi maksimum di dalam sel (atau di luar sel jika yang

melewatinya merupakan produk samping). Efektivitas proses difusi juga dibatasi

oleh kecepatan difusi molekul sehingga selain difusi (yang umumnya digunakan

adalah air), sel harus menggunakan proses transpor yang lain sesuai kebutuhannya.

Pada difusi sederhana, molekul atau ion bergerak dari daerah dengan konsentrasi

ion tinggi ke daerah dengan konsentrasi ion rendah. Pada difusi dipermudah

(facilitated diffusion), substansi ditranspor melalui protein pembawa (transporter atau

permease) yang terdapat pada membran plasma. Transporter mengikat substansi pada

satu sisi membran dan memindahkannya ke sisi lain membran dengan mengubah

bentuk transporter. Kecepatan proses transpor ini dibatasi oleh ketersediaan saluran

(channel) protein yang terbatas. Pada proses osmosis terjadi perpindahan molekul

terlarut dari area konsentrasi tinggi ke rendah melewati membran selektif permeabel.

Pada proses transpor material secara aktif, energi dalam bentuk ATP digunakan

untuk memindahkan molekul melalui membran plasma. Proses transpor aktif

merupakan satu-satunya proses yang dapat mentranspor molekul dari gradien

konsentrasi rendah ke tinggi (up concentration gradient). Seperti halnya difusi

dipermudah, transpor aktif juga dibatasi ketersediaan protein transporter. Transporter

pada proses ini spesifik bagi substansi yang akan ditranspor.

Terdapat dua kategori umum proses transpor aktif, yaitu transpor aktif primer

dan sekunder. Transpor aktif primer membutuhkan energi (biasanya berupa hidrolisis

ATP atau aliran elektron) yang mengakibatkan perubahan konformasi dan

memfasilitasi transpor molekul melewati membran. Sebagai contoh adalah pompa

natrium-kalium. Pompa natrium-kalium mentranpor kalium ke dalam sel dan natrium

ke luar sel dalam waktu yang sama. Proses transpor ini memerlukan ATP.

Transpor aktif sekunder menggunakan energi untuk membentuk gradien

konsentrasi yang pada akhirnya digunakan untuk memfasilitasi proses transpor

molekul. Sebagai contoh adalah E. coli yang menggunakan energi untuk membentuk

gradien proton (H+) dan memompa proton ke luar dari sel. Proton ini kemudian

berikatan dengan laktosa pada permease laktosa dari protein transmembran.

Permease laktosa menggunakan energi proton untuk mentranspor laktosa ke dalam

sel. Proses transpor ini bergerak ke arah yang sama dan biasa disebut symport. Proses

ini berlaku juga untuk mentranspor arabinosa dan beberapa asam amino. Dua jenis

transpor aktif saling berkaitan, dalam arti mekanisme transpor aktif primer

menimbulkan suatu gradien yang memungkinkan terjadinya transpor aktif sekunder.

Terdapat sebuah tipe khusus transpor aktif yaitu group translocation, di mana

substansi yang ditranspor (contoh: glukosa) diubah secara kimiawi selama transpor

melalui membran. Tipe transpor ini menggunakan energi berupa komponen fosfat

berenergi tinggi, yaitu phosphoenolpyruvic acid (PEP).

Saat bakteri menggunakan mekanisme transpor group translocation untuk

mentranspor glukosa melalui membran sel, fosfat berenergi tinggi dari PEP ditransfer

ke molekul glukosa untuk membentuk glukosa-6-fosfat, dan selanjutnya ditranspor

melewati membran.

Pengangkutan makromolekul melewati membran plasma terjadi melalui proses

endositosis, yaitu pengangkutan makromolekul ke dalam sel; eksositosis, yaitu

pengangkutan makromolekul ke luar sel; dan pertunasan (budding). Pada ketiga

proses tersebut, makromolekul yang ditranspor berada dalam vesikuli yang terpisah

dari makromolekul lainnya yang terlarut dalam sitosol.

Struktur internal sel bakteri yang lain adalah daerah inti (daerah nukleoid) yang

mengandung kromosom bakteri; ribosom yang berperan pada sintesis protein; badan

inklusi yang merupakan organel penyimpan nutrisi; dan endospora (resting cell),

yaitu struktur dengan dinding tebal dan lapisan tambahan pada sel bakteri yang

dibentuk di sebelah dalam membran sel. Endospora berfungsi sebagai pertahanan sel

bakteri terhadap panas ekstrem, kondisi kurang air, dan paparan bahan kimia serta

radiasi.

Hanya dua genus bakteri dengan kemampuan membentuk struktur khusus

berupa endospora yang penting dalam dunia kesehatan yaitu Bacillus dan

Clostridium yang bersifat Gram positif. Endospora terbentuk selama kondisi

lingkungan tidak memungkinkan bakteri pembentuknya bertahan hidup. Apabila

kondisi lingkungan kembali memungkinkan untuk hidup, endospora akan

berkecambah dan menjadi sel bakteri vegetatif yang berkembang biak dengan cara

yang normal.

Endospora merupakan sel yang tahan terhadap kekeringan karena mempunyai

dinding sel yang tebal dan lapisan tambahan. Endospora terbentuk di dalam sel dan

mampu tumbuh menjadi organisme vegetatif yang baru. Salah satu karakteristik

endospora bakteri adalah susunan kimiawinya, yaitu mengandung sejumlah besar

asam dipikolinat, yang mencapai 5-10% berat kering endospora.

Struktur endospora terdiri atas inti (core), korteks, dan selubung (coat). Inti

tersusun atas sitoplasma terdehidrasi (dehydrated), DNA, ribosom, enzim, dan lain

sebagainya. Korteks tersusun atas modifikasi lapisan dinding sel (peptidoglikan)

yang tidak saling-silang (cross-linked) sebagaimana pada sel vegetatif. Selubung

tersusun atas protein yang bersifat impermeabel terhadap bahan-bahan kimiawi.

Proses pembentukan endospora dalam sel vegetatif (sel induk) dikenal sebagai

proses sporulasi atau sporogenesis. Pada tahap pertama sporulasi, kromosom bakteri

direplikasi dan sebagian kecil membran sitoplasma menonjol ke arah dalam dan

terpisah membentuk septum bakal spora. Septum bakal spora ini merupakan

membran lapis ganda yang mengelilingi kromosom dan sitoplasma. Struktur ini

secara keseluruhan terbungkus oleh sel induk, disebut spora depan (forespore).

Selanjutnya terbentuk dinding tebal peptidoglikan di antara dua lapis membran dan

selubung tebal spora yang terbuat dari protein mengelilingi sisi luar membran.

Selubung protein inilah yang mengakibatkan adanya resistensi endospora terhadap

berbagai bahan kimia.

Diameter endospora dapat berukuran sama, lebih kecil, lebih besar daripada

diameter sel vegetatif. Berdasarkan spesiesnya, endospora dapat terletak pada ujung

(terminal), dekat dengan ujung (subterminal), ataupun di tengah (sentral) sel

vegetatif. Ketika endospora masak, dinding sel vegetatif hancur (lisis) sehingga sel

mati dan endospora dilepaskan.

Endospora kembali ke bentuk vegetatif melalui proses yang disebut germinasi.

Germinasi dipacu oleh tekanan fisik atau kerusakan kimia pada selubung endospora.

Selanjutnya enzim endospora akan memecah lapisan tambahan yang mengelilingi

endospora, air, memasuki sel, dan proses metabolisme kembali aktif. Karena satu sel

vegetatif membentuk satu endospora yang setelah proses germinasi tetap menjadi

satu sel, sporulasi bakteri bukan merupakan proses reproduksi karena proses ini tidak

meningkatkan jumlah sel.

Meskipun endospora sejati hanya ditemukan pada bakteri Gram positif, satu

spesies bakteri dari golongan Gram negatif yaitu Coxiella burneti membentuk

struktur serupa endospora yang tahan terhadap panas dan bahan kimia serta dapat

diwarnai dengan pewarnaan endospora.

3.4 Dinding sel (gram + dan gram -)

Dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan (juga dikenal sebagai murein), yang

menyebabkan kakunya dinding sel. Peptidoglikan merupakan polimer (molekul besar)

yang terdiri atas perulangan disakarida yang tersusun atas monosakarida N-

acetylglucosamine (NAG) dan N-acetylmuramic acid (NAM). NAG dan NAM melekat

pada suatu peptida yang terdiri atas 4 atau 5 asam amino, yaitu L-alanin, D-alanin, asam

D-glutamat, dan lisin atau asam diaminopimelat, dan membentuk selubung mengelilingi

sel. Pada struktur dinding sel bakteri ini ditemukan konfigurasi D-asam amino yang

berbeda dengan konfigurasi asam amino di alam yang umumnya dalam bentuk L.

Dinding sel bakteri Gram positif mengandung banyak lapisan peptidoglikan

(murein) yang membentuk struktur yang tebal dan kaku, dan asam teikoat (teichoic acid)

yang mengandung alkohol (gliserol atau ribitol) dan fosfat. Ada 2 macam asam teikoat,

yaitu asam lipoteikoat (lipoteichhoic acid) yang merentang di lapisan peptidoglikan dan

terikat pada membran plasma, dan asam teikoat dinding (wall teichoic acid) yang terikat

pada lapisan peptidoglikan.

Dinding sel bakteri Gram negatif mengandung satu atau beberapa lapis

peptidoglikan dan membran luar (outer membrane). Peptidoglikan terikat pada

lipoprotein pada membran luar. Terdapat daerah periplasma, yaitu daerah yang terdapat

di antara membran plasma dan membran luar. Periplasma berisi enzim degradasi

konsentrasi tinggi serta protein-protein transpor. Dinding sel bakteri Gram negatif tidak

mengandung asam teikoat, dan karena hanya mengandung sejumlah kecil peptidoglikan,

maka dinding sel bakteri Gram negatif ini relatif lebih tahan terhadap kerusakan mekanis.

Komponen Kimia Dinding Sel

Gram positif Gram negatif

Lipoteicoic acid (LTA) Lipopolisakarida (LPS)

Teichoic Acid Fosfolipid

Peptidoglikan (murein) Peptidoglikan (murein)

Protein Lipoprotein

Fosfolipid Protein

Karakteristik gram positif dan gram negatif

Karakteristik Gram positif Gram negatif

Dinding sel Homogen dan tebal (20-80 nm)

serta sebagian besar tersusun dari

peptidoglikan. Polisakarida lain

dan asam teikoat dapat ikut

menyusun dinding sel.

Peptidoglikan (2-7 nm)

di antara membran dam

dan luar, serta adanya

membran luar (7-8 nm

tebalnya) yang terdii dari

lipid, protein, dan

lipopolisakarida.

Bentuk sel Bulat, batang atau filamen Bulat, oval, batang lurus

atau melingkar seprti

tand koma, heliks atau

filamen; beberapa

mempunyai selubung

atau kapsul

Reproduksi Pembelahan biner Pembelahan biner,

kadang-kadang

pertunasan

Metabolisme kemoorganoheterotrof Fototrof,

kemolitoautotrof, atau

kemoorganoheterotrof

Motilitas Kebanyakan nonmotil, bila motil

tipe flagelanya adalah petritrikus

Motil atau nonmotil.

Bentuk flagela dapat

(petritrichous) bervariasi-

polar,lopotrikus

(lophtrichous), petritrikus

(petritrichous).

Anggota

tubuh

(Apendase)

Biasanya tidak memiliki

apendase

Dapat memiliki pili,

fimbriae, tangkai

Endospora Beberapa grup dapat membentuk

endspora

Tidak dapat membentuk

endospora

BAB IV

STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA II

4.1 Archaea

Ciri-ciri Archaea:

Prokaryota

Pseudopeptidoglikan

Genom:Sirkular

Mengandung Histon pada DNA

Ribosom mirip bakteri

Hidup pada kondisi ekstrem (suhu tinggi, garam tinggi, dll)

Not known to cause disease in humans or animals

3 kingdoms of Archaea

1. Crenaarchaeota

2. Euryarchaeota

3. Korarchaeota

Contoh Archaea (Halofilik)

Seawater evaporation ponds

African “soda lake” high alkalinity, high

salinity

Contoh Archaea (Termofilik)

Morfologi Archaea

Bentuk Archaea sama dengan Bakteri

o Coccus

o Bacillus

o Spiral

Pyrodictiumabyssi (dasar laut suhu 1100C)

Cakram dengan jalinan benang tubulus

Struktur Archaea

Dinding sel Archaea

Penyusun kimia dinding sel:

Pseudomurein

N acetyltalosamnuricAcid +N acetylglucosamine

Metanokondroitin

Polimern asetilgalaktosamin, asam glukoronat dan glukosa

Metanosarcinasp

Glikoprotein

Asam amino bermuatan negative tinggi dan berikatan dengan Na

Halobacterium sp

Membran plasma Archaea

Kandungan protein sangat tinggi

Jenis lipid bermacam-macam

o Fosfolipid, Sulfolipid, glikolipid

o Lipid : isoprena→bercabang

StrukturMembran

o Bilayer: gliserol+C20 HC

o Monolayer : Gliserol tetrameter (gliserol+C40 HC)

o Bercabang

Ikatan eter dengan gliserol

4.2 Fungi

Fungi atau jamur banyak kita temukan di lingkungan sekitar kita. Jamur tumbuh subur

terutama di musim hujan karena jamur menyukai habitat yang lembab. Akan tetapi, jamur

juga dapat ditemukan hampir di semua tempat dimana ada materi organik. Jika

lingkungan di sekitarnya mengering, jamur akan menjalani tahapan istirahat atau

menghasilkan spora. Cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang jamur disebut

mikologi.

Perbedaan jamur dengan tumbuhan tinggi (kingdom plantae) antara lain tubuh jamur

berupa talus (tubuh sederhana yang tidak mempunyai akar, batang, dan daun) sedangkan

tumbuhan sudah mempunyai akar, batang dan daun. Selain itu, jamur tidak berklorofil

sehingga, tidak membutuhkan cahaya matahari untuk menghasilkan makanan. Jamur

bersifat heterotrof saprofit atau heterotrof parasit. Sedangkan tumbuhan, memiliki klorofil

sehingga bersifat fotoautotrof, yaitu mampu membuat makanannya sendiri dengan

bantuan cahaya matahari.

Jamur memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1. Merupakan organisme eukariot

2. Berkembang biak dengan menghasilkan spora

3. Dinding selnya tidak mengandung selulosa, melainkan karbohidrat kompleks

(termasuk kitin)

4. Tidak memiliki flagela dalam daur hidupnya

5. Memiliki hifa, miselium

6. Bersifat multiseluler kecuali yeast (khamir)

Beberapa ahli mikologi membagi jamur menjadi dua kelompok berdasarkan bentuk

tubuhnya, yaitu kapang (mold) dan khamir (yeast). Kebanyakan jamur termasuk dalam

kelompok kapang. Tubuh vegetatif kapang berbentuk filamen panjang bercabang yang

seperti benang, disebut hifa. Hifa akan memanjang dan menyerap makanan dari

permukaan substrat (tempat hidup jamur). Hifa-hifa membentuk jaring-jaring benang

kusut, disebut miselium. Hifa berfungsi mensekresi enzim untuk mencerna makanan dan

mengabsorbsi nutrisi melalui dinding sel. Beberapa hifa bersifat senositik (hifa tak

bersekat), artinya hifa-hifa tidak terpisah dalam ruang-ruang atau sel-sel, melainkan

membentuk sebuah sel raksasa berinti banyak. Jenis hifa lain ada yang terpisah dalam

ruang-ruang oleh septa (dinding). Setiap sel dapat mengandung lebih dari satu sel.

Perhatikan gambar berikut.

Jamur dalam kelompok khamir bersifat uniseluler (berinti satu), bentuknya bulat atau

oval. Khamir ditemukan hampir di semua tempat, seperti di tanah, daun, buah serta pada

tubuh manusia. Khamir juga penting dalam pembuatan roti dan makanan fermentasi.

Berikut beberapa karakteristik khamir dan kapang:

KHAMIR KAPANG

Uniseluler

Tidak berfilamen

Pseudohifa saat bereproduksi

Reproduksi melalui pertunasan

Bentuk oval atau bulat

Multiseluler

Jamur berfilamen

Membentuk hifa

Reproduksi menggunakan spora

Bentuk panjang

Struktur Sel Jamur

1. Kapsul

Hanya ada pada berapa jamur seperti cryptococcus neoformans (encapsulated yeast).

Struktur kimianya polisakarida, berfungsi untuk antifagositik supaya tidak difagisitosis

oleh sistem pertahanan tubuh dan sebagai faktor virulensi (keganasan).

2. Dinding sel

Strukturnya multilayer yaitu polisakarida (~90%) terdiri dari polimer heksosa dan

heksosamin, Protein dan glikoprotein (~10%), berfungsi untuk menjaga bentuk,

kekakuan dan kekuatan, serta menjaga dari tekanan osmotik.

3. Membran sel

Strukturnya bilayer terdiri dari phospolipid dan sterol (ergosterol, zymosterol), bersifat

semipermeable, berfungsi untuk melindungi sitoplasma, transpor zat, dan

memfasilitasi sintesis dinding sel dan kapsul.

4. Sitoplasma

5. Nukleus

6. Retikulum Endoplasma

7. Mitokondria

8. Vakuola

Reproduksi Jamur

Sebagian besar jamur bereproduksi dengan spora

mikroskopik, yaitu sel reproduktif yang tidak motil. Spora

biasanya dihasilkan oleh hifa aerial yang terspesialisasi. Hifa

aerial pada beberapa jamur membentuk struktur kompleks yang

disebut badan buah (fruiting body). Spora dihasilkan dalam badan

buah. Ada tiga bentuk struktur reproduktif pada jamur, yaitu

gametangium, sporangium, dan konodiofor. Gametangium adalah

struktur tempat pembentukan gamet. Sporangium adalah struktur

tempat dibentuknya spora. Konidiofor adalah hifa terspesialisasi yng menghasilkan

spora aseksual yang disebut konidia.

4.3 Virus

Virus adalah parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis.

Virus bersifat parasit obligat, hal tersebut disebabkan karena virus hanya dapat

bereproduksi di dalam material hidup dengan menginvasi dan memanfaatkan sel makhluk

hidup karena virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk bereproduksi sendiri.

Biasanya virus mengandung sejumlah kecil asam nukleat (DNA atau RNA, tetapi t idak

kombinasi keduanya) yang diselubungi semacam bahan pelindung yang terdiri atas

protein, lipid, glikoprotein, atau kombinasi ketiganya. Genom virus akan diekspresikan

menjadi baik protein yang digunakan untuk memuat bahan genetik maupun protein yang

dibutuhkan dalam daur hidupnya.

Istilah virus biasanya merujuk pada partikel-partikel yang menginfeksi sel-sel

eukariota (organisme multisel dan banyak jenis organisme sel tunggal), sementara istilah

bakteriofage atau fage digunakan untuk jenis yang menyerang jenis-jenis sel prokariota

(bakteri dan organisme lain yang tidak berinti sel).

Virus sering diperdebatkan statusnya sebagai makhluk hidup karena ia tidak dapat

menjalankan fungsi biologisnya secara bebas jika tidak berada dalam sel inang. Karena

karakteristik khasnya ini virus selalu terasosiasi dengan penyakit tertentu, baik pada

manusia (misalnya virus influenza dan HIV), hewan (misalnya virus flu burung), atau

tanaman (misalnya virus mosaik tembakau/TMV).

Struktur dan anatomi virus

Virus adalah organisme subselular yang karena ukurannya sangat kecil, hanya dapat

dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Ukurannya lebih kecil daripada bakteri

sehingga virus tidak dapat disaring dengan penyaring bakteri. Virus terkecil berdiameter

hanya 20 nm (lebih kecil daripada ribosom), sedangkan virus terbesar sekalipun sukar

dilihat dengan mikroskop cahaya.

Genom virus dapat berupa DNA ataupun RNA. Genom virus dapat terdiri dari DNA

untai ganda, DNA untai tunggal, RNA untai ganda, atau RNA untai tunggal. Selain itu,

asam nukleat genom virus dapat berbentuk linear tunggal atau sirkuler. Jumlah gen virus

bervariasi dari empat untuk yang terkecil sampai dengan beberapa ratus untuk yang

terbesar. Bahan genetik kebanyakan virus hewan dan manusia berupa DNA, dan pada

virus tumbuhan kebanyakan adalah RNA yang beruntai tunggal.

Bahan genetik virus diselubungi oleh suatu lapisan pelindung. Protein yang menjadi

lapisan pelindung tersebut disebut kapsid. Bergantung pada tipe virusnya, kapsid bisa

berbentuk bulat (sferik), heliks, polihedral, atau bentuk yang lebih kompleks dan terdiri

atas protein yang disandikan oleh genom virus. Kapsid terbentuk dari banyak subunit

protein yang disebut kapsomer.

Beberapa jenis virus memiliki unsur tambahan yang membantunya menginfeksi

inang.Virus pada hewan memiliki selubung virus, yaitu membran menyelubungi kapsid.

Selubung ini mengandung fosfolipid dan protein dari sel inang, tetapi juga mengandung

protein dan glikoprotein yang berasal dari virus. Selain protein selubung dan protein

kapsid, virus juga membawa beberapa molekul enzim di dalam kapsidnya. Ada pula

beberapa jenis bakteriofag yang memiliki ekor protein yang melekat pada "kepala"

kapsid. Serabut-serabut ekor tersebut digunakan oleh fag untuk menempel pada suatu

bakteri. Partikel lengkap virus disebut virion. Virion berfungsi sebagai alat transportasi

gen, sedangkan komponen selubung dan kapsid bertanggung jawab dalam mekanisme

penginfeksian sel inang.

Replikasi virus

Replikasi virus terdiri atas beberapa tahapan-tahapan yaitu pelekatan virus, penetrasi,

pelepasan mantel, replikasi genom dan ekspresi gen, perakitan, pematangan, dan

pelepasan.

Pelekatan Virus

Pelekatan virus merupakan proses interaksi awal antara partikel virus dengan molekul

reseptor pada permukaan sel inang. Pada tahap ini, terjadi ikatan spesifik antara molekul

reseptor seluler dengan antireseptor pada virus. Beberapa jenis virus memerlukan

molekul lainnya untuk proses pelekatan yaitu koreseptor.

Molekul reseptor yang target pada permukaan sel dapat berbentuk protein (biasanya

glikoprotein) atau residu karbohidrat yang terdapat pada glikoprotein atau glikolipid.

Beberapa virus kompleks seperti poxvirus dan herpesvirus memiliki lebih dari satu

reseptor sehingga mempunyai beberapa rute untuk berikatan dengan sel.

Reseptor virus mempunyai beberapa kelas yang berbeda :

1. molekul immunoglobulin-like superfamily

2. reseptor terkait membran

3. saluran dan transporter transmembran

Penetrasi

Penetrasi terjadi pada waktu yang sangat singkat setelah pelekatan virus pada reseptor

di membran sel. Proses ini memerlukan energi Tiga mekanisme yang terlibat:

Translokasi partikel virus

Proses translokasi relatif jarang terjadi di antara virus dan mekanisme belom

sepenuhnya dipahami benar, kemungkinan diperantarai oleh protein di dalam virus

kapsid dan reseptor membran spesifik.

Endositosis virus ke dalam vakuola intraseluler

Proses endositosis merupakan mekanisme yang sangat umum sebagai jalan masuk

virus ke dalam sel. Tidak diperlukan protein virus spesifik selain yang telah digunakan

untuk pengikatan reseptor.

Fusi dari envelope dengan membran sel (untuk virus yang berenvelope)

Proses fusi virus berenvelop dengan membran sel baik secara langsung maupun

dengan permukaan sel maupun mengikuti endositosis dalam sitoplasma. Diperlukan

adanya protein fusi spesifik dalam envelop virus, misalnya : HA influenza dan

glikoprotein transmembran (TM) Rhinovirus.

Pelepasan Mantel

Tahap ini terjadi setelah proses penetrasi dimana kapsid virus baik seluruhnya maupun

sebagian dipindahkan ke dalam sitoplasma sel inang. Pada tahap ini genom virus

terekspos dalam bentuk kompleks nukleoprotein. Dalam beberapa kasus, tahap ini

berlangsung cukup sederhana dan terjadi selama fusi pada membran virus dengan

membran plasma. untuk virus lainnya, tahap ini merupakan proses multistep yang

melibatkan jalur endositosis dan membran nukleus.

Replikasi Genom dan Ekspresi Gen

Strategi replikasi dari beberapa virus tergantung pada material genetik alami dari virus

tersebut. Dalam hal ini, virus dibagi dalam 7 kelompok seperti pengelompokan [[David

Baltimore]. Proses ekspresi gen akan menentukan semua proses infeksi virus (akut,

kronis, persisten, atau laten).

Kelas I : DNA Utas Ganda

Kelompok ini dibagi menjadi dua kelompok :

1. Replikasi terjadi di inti dan relatif tergantung kepada faktor-faktor seluler

(Adenoviridae, Polyomaviridae, Herpesviridae)

2. Replikasi terjadi di sitoplasma (Poxviridae). virus ini melibatkan semua faktor-

faktor yang penting untuk transkripsi dan replikasi dari genomnya, dan kebanyakan tidak

tergantung pada perangkat replikasi dari inangnya.

Kelas II : DNA Utas Tunggal

Replikasi terjadi di dalam nukleus, melibatkan bentuk utas ganda intermediate

sebagai cetakan untuk sintesis utas tunggal DNA turunannya (Parvoviridae)

Kelas III : RNA Utas Ganda

Virusnya memiliki genom yang tersegmentasi. masing-masing segmennya

ditranskripsi secara terpisah untuk menghasilkan monosistronik mRNA individual.

contoh : Reoviridae

Kelas IV : RNA Utas Tunggal (+)

Virus dengan polisistronik mRNA dimana kelas ini genom RNA membentuk mRNA

yang ditranslasikan untuk membentuk suatu polyprotein yang dipecah membentuk

protein matang. Contoh : Picornaviridae

Kelas V : RNA Utas Tunggal (-)

Genom pada kelas ini dibagi menjadi dua tipe :

1. Genom tidak bersegmen (Rhabdoviridae), Tahap pertama dalam replikasi adalah

transkripsi dari genom RNA utas (-) oleh virion RNA-dependent RNA polimerase

untuk menghasilkan monosistronik mRNA yang juga sebagai cetakan untuk

replikasi genom.

2. Genom bersegmen (Orthomixoviridae), replikasi terjadi di dalam nukleus dimana

monosistronik mRNA untuk masing-masing gen virus dihasilkan oleh

transkriptase virus.

Kelas VI : RNA Utas Tunggal (+) dengan DNA Intermediate

Genom Retrovirus RNA utas tunggal (+) bersifat diploid dan tidak dipakai secara

langsung sebagai mRNA tetapi sebagi template untuk reverse transkriptase menjadi

DNA.

Kelas VII : DNA Utas Ganda dengan RNA Intermediate

Virus kelompok ini bergantung kepada reverse transkriptase, tetapi berbeda dengan

retrovirus, prosesnya terjadi di dalam partikel virus selama maturasi (Hepadnaviridae).

Perakitan

Perakitan merupakan proses pengumpulan komponen-komponen virion pada bagian

khusus di dalam sel. Selama proses ini, terjadi pembentukan struktur partikel virus.

Proses ini tergantung kepada proses replikasi di dalam sel dan tempat di mana virus

melepaskan diri dari sel. mekanisme perakitan bervariasi untuk virus yang berbeda-beda.

Contoh : proses perakitan Picornavirus, Poxvirus, dan Reovirus terjadi di sitoplasma,

sementara itu proses perakitan Adenovirus , Poliovirus, dan Parvovirus terjadi di nukleus.

Pematangan

Pematangan merupakan tahap dari siklus hidup virus dimana virus bersifat infeksius.

pada tahap ini terjadi perubahan struktur dalam partikel virus yang kemungkinan

dihasilkan oleh pemecahan spesifik protein kapsid untuk menghasilkan produk yang

matang. protease virus dan enzim seluler lainnya biasanya terlibat dalam proses ini.

Pelepasan

Semua virus kecuali virus tanaman melepaskan diri dari sel inang melalui dia

mekanisme :

1. untuk virus litik (semua virus non-selubung), pelepasan merupakan proses yang

sederhana, dimana sel yang terinfeksi terbuka dan virus keluar.

2. untuk virus berselubung, diperlukan membran lipid ketika virus keluar dari sel

melewati membran , proses ini dikenal sebagai budding.

Proses pelepasan partikel virus kemungkinan bisa merusak sel(Paramyxovirus,

Rhabdovirus, dan Togavirus) , dan kemungkinan sebagian lagi tidak merusak sel

(Retrovirus).

DAFTAR PUSTAKA

Pratiwi, Sylvia Utami Tunjung. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Jakarta: Erlangga

Triatmoko, B. 2010. Bahan Ajar Pengantar Mikrobiologi Farmasi. Jember: Fakultas Farmasi

Universitas Jember.

http://www.geocities.ws/bpurnomo51/mik_files/mik4.pdf

http://download.fa.itb.ac.id/filenya/Handout%20Kuliah/Bio%20Sintesis%20Senyawa%20Oba

t/PERTUMBUHAN%20MIKROORGANISME.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_%28biologi%29