KOMPILASI MATERI MIKROBIOLOGI

Oleh :

Putri Nur Rahmawati 122210101007

Zarin Ilafah 122210101008

Khurmatul Walidah Tahta Alfina 122210101009

Wahyu Wahidatur Rochmah 122210101011

Lili Izamaatin R 122210101012

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS JEMBER

2012

PENGANTAR MIKROBIOLOGI FARMASI

Mikrobiologi merupakan kajian ilmu tentang mikroorganisme. Organisme yang

termasuk ke dalam mikroorganisme adalah bakteri, archaea, fungi (kapang dan khamir),

protozoa, alga mikroskopis, dan virus. Virus, bakteri, dan archaea termasuk ke dalam

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

golongan eukariot. Mikroorganisme terdapat dimana-mana. Interaksinya dengan sesama

mikroorganisme ataupun dengan organisme lain dapat berlangsung dengan cara yang aman

dan menguntungkan maupun merugikan. 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. bioremediasi atau bioaugmentasi,

4. pengendalian hama tanaman,

5. pembuatan bahan pangan,

6. alat produksi dalam industri dan pertambangan.

Sejarah mikrobiologi dimulai dari penemuan mikroskop oleh Robert Hooke pada

tahun 1664. Teori-teori yang menandai awal perkembangan mikrobiologi yaitu teori generatio

spontanea, teori biogenesis, dan teori bibit penyakit. Robert Koch 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.

Peranan mikrobiologi dalam bidang farmasi antara lain sebagai faktor dalam produksi

antibiotik, produksi steroid, produksi vaksin, dan sebagainya. Pengujian mikrobiologi

memanfaatkan mikroorganisme sebagai indikator pengujian. Mikroorganisme dapat

digunakan untuk menen- tukan aktivitas atau potensi suatu bahan, sebagai penentu

konsentrasi komponen tertentu pada campuran kompleks kimia, menguji bahan kimia untuk

menentukan potensi mutagenik atau karsinogenik suatu bahan, serta sebagai model

metabolisme obat mamalia.

PERTUMBUHAN MIKROORGANISME

Tumbuh dalam pengertian umum diartikan sebagai bertambahnya ukuran, sedangkan

berkembang diartikan sebagai bertambahnya kuantitas. Oleh karena itu pertumbuhan dapat

ditunjukkan dengan adanya pertambahan panjang, luas, volume, berat maupun kandungan

tertentu, sedangkan berkembang ditunjukan dengan bertambahnya jumlah individu dan

terbentuknya alat reproduksi.

Waktu generasi sangat bergantung pada cukup tidaknya nutrisi di dalam media

pertumbuhan serta sesuai tidaknya kondisi fisik yang mendukung pertumbuhan

mikroorganisme.

Tahapan pertumbuhan mikroorganisme dapat digambarkan dalam bentuk kurve

pertumbuhan. Kurve pertumbuhan mikroorganisme merupakan gambaran pertumbuhan secara

bertahap yang diukur dari kuantitas (N) sel dalam waktu (t) tertentu.

Adapun perhitungan pertumbuhan mikroba (Sumarsih, 2003):

Dari hasil pembelahan sel secara biner:

1 sel menjadi 2 sel

2 sel menjadi 4 sel : 2

1 menjadi 22

atau 2n

4 sel menjadi 8 sel 22 menjadi 23

atau 2x2x2

Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi:

N = N0 2n

N: jumlah sel akhir, N0: jumlah sel awal, n: jumlah generasi

Waktu generasi = t / n , t: waktu pertumbuhan eksponensial, n: jumlah generasi

Dalam bentuk logaritma, rumus N = N0 2n menjadi:

log N = log N0 + n log 2

log N – log N0 = n log 2

n = log N – log N0 = log N – log N0

log 2 = 0,301

Contoh: N = 108 , N0 = 5×107 , t = 2

Dengan rumus dalam bentuk logaritma:

n = log 108 – log (5x 107) = 8 – 7,6 =1

Jadi waktu generasi = t/n = 2/1 = 2 jam

Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma kurva

pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus, slope = 0,301/ waktu generasi. Dari grafik

pertumbuhan tersebut diketahui bahwa slope = 0,15, sehingga juga diperoleh waktu generasi

= 2 jam.

Fase Pertumbuhan Mikroba

Pertumbuhan mikroorganisme dimulai dari awal pertumbuhan sampai dengan

berakhirnya aktivitas merupakan proses bertahap yang dapat digambarkan sebagai kurve

pertumbuhan.Ada empat macam fase pertumbuhan mikroorganisme, yaitu fase lag, fase log

(fase eksponensial), fase stationer, dan fase kematian.

1. Fase Adapatasi (Lag phase)

Pada fase ini tidak ada pertambahan populasi. Sel mengalami perubahan dalam

komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya, substansi interaseluler bertambah. Ketika

sel dalam fase statis dipindahkan ke media baru, sel akan melakukan proses adaptasi.

Proses adaptasi meliputi sintesis enzim baru yang sesuai dengan medianya dan pemulihan

terhadap metabolit yang bersifat toksik (misalnya asam,alkohol, dan basa) pada waktu

media lama.

2. Fase Perbanyakan (Logaritma atau eksponensial)

Pada fase ini pembiakan bakteri berlangsung paling cepat. Jika ingin mengadakan

piaraan yang cepat tumbuh, maka bakteri dalam fase ini baik sekali untuk dijadikan

inokolum. Sel akan membelah dengan laju yang konstan massa menjadi dua kali lipat

dengan laju yang sama, aktivitas metabolit konstan dan keadaan pertumbuhan yang

seimbang. Setelah memperoleh kondisi ideal dalam pertumbuhannya, sel melakukan

pembelahan. Karena pembelahan sel merupakan persamaan ekponensial, maka fase itu

disebut juga fase eksponensial. Pada fase perbanyakan jumlah sel meningkat pada batas

tertentu (tidak terdapat pertumbuhan bersih jumlah sel), sehingga memasuki fase statis.

Pada fase perbanyakan sel melakukan konsumsi nutrien dan proses fisiologis lainnya.

Pada fase itu produk senyawa yang di inginkan oleh manusia terbentuk, karena senyawa

terbentuk merupakan senyawa yang di inginkan pada fase perbanyakan adalah etanol,

asam laktat dan asam organik lainnya.

3. Fase Statis/Konstan

Pada fase ini terjadi penumpukan produk beracun dan atau kehabisan nutrien.

Beberapa sel mati sedangkan yang lain tumbuh dan membelah. Jumlah sel hidup menjadi

tetap. Fase ini menunjukan jumlah bakteri yang berbiak sama dengan jumlah bakteri yang

mati, sehingga kurva menunjukan garis yang hampir horizontal. Pada fase statis biasanya

sel melakukan adaptasi terhadap kondisi yang kurang menguntungkan. Adaptasi ini dapat

menghasilkan senyawa yang di inginkan manusia misalnya antibiotika dan antioksidan.

4. Fase Kematian

Pada fase ini sel menjadi mati lebih cepat dari pada terbentuknya sel-sel baru, laju

kematian mengalami percepatan menjadi eksponensial bergantung pada spesiesnya, semua

sel mati dalam waktu beberapa hari atau beberapa bulan. Penyebab utama kematian adalah

autolisis sel dan penurunan energi seluler. Beberapa bakteri hanya mampu bertahan

beberapa jam selama fase statis dan akhirnya masuk ke dalam fase kematian, sementara

itu beberapa bakteri hanya mampu bertahan sampai harian dan mingguan pada fase statis

dan akhirnya masuk ke fase kematian. Beberapa bakteri bahkan mampu bertahan sampai

puluhan tahun sebelum mati, yaitu dengan mengubah sel menjadi spora.

Persyaratan Fisik Dan Kimia Pertumbuhan Mikroba

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan

menjadi faktor fisik dan faktor kimia. Faktor fisik meliputi temperatur, pH, tekanan osmotik,

aktivitas air, dan radiasi. Faktor kimia meliputi karbon, oksigen, mikroelemen atau unsur

kelumit ( trace element ), dan faktor-faktor pertumbuhan organik.

Pengukuran Pertumbuhan Mikroorganisme

Pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur berdasarkan konsentrasi sel (jumlah sel per

satuan isi kultur) ataupun densitas sel (berat kering dari sel-sel persatuan isi kultur). Densitas

sel adalah kuantitas yang lebih bermakna, sedangkan dalam penelitian mengenai inaktivasi

mikroorganisme, konsentrasi sel adalah kuantitas yang bermakna (Pratiwi,

2008).Pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur dengan dua cara, yaitu secara langsung dan

tidak langsung.

Pengukuran secara langsung

Pengukuran pertumbuhan mikroorganisme secara langsung dapat dilakukan dengan beberapa

cara, yaitu:

Pengukuran menggunakan bilik hitung (counting chamber)

Pengukuran menggunakan electronic counter

Pengukuran dengan plating technique

Pengukuran secara tidak langsung

Metode pengukuran pertumbuhan mikroorganisme secara tidak langsung dapat dilakukan

dengan cara sebagai berikut.

Pengukuran kekeruhan (turbidity)

Pengukuran aktivitas metabolik

Pengukuran berat sel kering (BSK)

IDENTIFIKASI MIKROBA

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).

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

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

(-), alkohol akan merusak lapisan lipopolisakarida sehingga dinding sel bakteri tampak

transparan, yang akan berwarna merah setelah diberi safranin.

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.

STRUKTUR DAN FUNGSI MIKROBA

Pengertian Sel

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

multiselular yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya masing-masing.

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.

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.

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

Struktur eksternal sel bakteri meliputi glikokaliks, flagela, filamen aksial, fimbria, dan pili.

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.

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

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

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.

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.

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.

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.

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. Transpor aktif sekunder menggunakan energi untuk membentuk

gradien konsentrasi yang pada akhirnya digunakan untuk memfasilitasi proses transpor

molekul. 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).

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.

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.

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

sporulasi atau sporogenesis. 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.

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 negative

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

(petritrichous)

Motil atau nonmotil.

Bentuk flagela dapat

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

endospore

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

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.

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.

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 tidak 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