Bakteri

Berdasarkan Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology domain bakteri dibagi menjadi 20 filum:

BI.               Aquificae                                    BXI.     Chlorobi      

BII.   Thermotogae                                           BXII.    Proteobacteria

BIII.  Thermodisulfobacteria                        BXIII.   Firmicutes            

BIV.  Deinococcus-Thermus                         BXIV.   Actinobacteria

BV.   Chrysiogenetes                                      BXV.    Planctomycetes 

BVI.  Chloroflexi                                                                BXVI.   Chlamydiae         

BVII. Thermomicrobia                                    BXVII.  Spirochaetes

BVIII. Nitrospirae                                             BXVIII. Fibrobacteres

BIX.   Deferribacteres                                     BXIX.   Acidobacteria

BX.    Cyanobacteria                                        BXX.    Flavobacteria

Proteobacteria: fototrofik, khemolitotrofik, metanotrofik. Tersebar dalam kelas Alpha, Beta atau Gammaproteobacteria. Fotosintesis anoksigenik, tidak menghasilkan O2. Mengandung bakterioklorofil dan karotenoid, menghasilkan warna ungu, merah dan coklat. Memiliki sistem membran fotosintetik intrasitoplasmik dan invaginasi membran sitoplasma. Pigmen menyisip di membran intrasitoplamik. Jika intensitas cahaya rendah, jumlah membran dan pigmen meningkat

Mycoplasma tidak berdinding sel. Membran sel lebih tahan terhadap tekanan osmotik karena mengandung sterol. Sel kecil (0,2-0,3 μm), bersifat pleomorfik: kokoid (coccoid) kecil, bentuk menggembung atau berfilamen dengan panjang berbeda-beda, ada yang bercabang. Tahan terhadap antibiotik yang menghambat sintesis dinding sel

Actinobacteria: Mycobacterium. Genus Mycobacterium  terdiri dari organisme yang pada beberapa tahap dari siklus hidupnya memiliki perbedaan jika di cat dengan acid-fast. Cat acid fast Ziehl-Neelsen: cat fuchsin, fenol, alkohol, methylen blue. Organisme acid fast: memiliki asam mikolik (mycolic) di permukaan selnya (lipid ini hanya terdapat pada Mycobacterium). Mycobacterium tuberculosis, penyebab TBC. Virulensi biakan M. tuberculosis berhubungan dengan struktur mirip tali yang panjang di medium agar atau cair.

Actinobacteria berfilamen :Streptomyces. Fase vegetatif terdiri dari matrik yang komplek, terjalin dengan kuat, menghasilkan miselium yang kompak dan terbelit-belit. Jika koloni tumbuh dewasa, terbentuk filamen aerial yang disebut sporofor (sporophore) yang menonjol ke arah atas dari permukaan koloni dan menghasilkan spora. Spora disebut konidia, sangat berbeda dari spora bakteri Bacillus atau Clostridium. Pembentukan spora terjadi oleh terbentuknya dinding melintang (sekat) dalam sporofor multinukleat diikuti pemisahan sel-sel inividu ke dalam spora. Banyak hidup di tanah. Bau yang khas dari tanah merupakan bau metabolit Streptomyces yang disebut sebagai geosmin. Menghasilkan antibiotik misalnya streptomycin, neomycin, tetracycline

Cyanobacteria. Merupakan group yang besar, heterogen secara morfologi dan ekologi, bersifat fototrof oksigenik. Dalam sejarah: organisme fototrof yang berperan mengubah atmosfer yang pada awalnya anoksik menjadi oksik. Ukuran sel bervariasi mulai dari berdiameter 0,50-1,0 μm sampai sebesar 40 μm (pada spesies Oscillatoria princeps). Struktur dinding sel mirip bakteri Gram-negatif, memiliki peptidoglikan. Banyak yang menghasilkan selubung berlendir, atau semacam lapisan selubung yang mengikat kelompokan sel-sel atau filamen. Sistem membran fotosintetik sering komplek dan berlapis-lapis. Pada Cyanobacteria yang sederhana, membran tilakoid tersusun sebagai lingkaran konsentris di sekitar tepian sitoplasma. Memiliki satu macam klorofil yaitu klorofil a dan memiliki pigmen biliprotein: fikobilin (phycobilin) yang berfungsi sebagai pigmen aksesori untuk fotosintesis. Satu kelas fikobilin yaitu fikosianin (phycocyanin) berwarna biru dan bersama dengan klorofil a yang berwarna hijau menghasilkan warna biru-hijau. Beberapa Cyanobacteria menghasilkan fikoeritrin (phycoerythrin) yang merupakan fikobilin berwarna merah, sehingga spesies yang memiliki fikoeritrin berwarna coklat. Cyanobacteria yang hidup sebagai plankton memiliki vesikula gas yang berfungsi mengatur bouyancy sel, sehingga sel tetap berada di suatu posisi dalam kolom air yang mendapatkan penyinaran optimal. Beberapa Cyanobacteria berfilamen membentuk sel khusus: heterokis, yang bulat dan biasanya sel-sel yang membesar terdistribusi sepanjang filamen atau berlokasi di dekat salah satu ujung filamen

Chlamydia. Genus Chlamydia dan Chlamydophila merupakan parasit obligat dengan kapasitas metabolisme rendah. Chlamydophila psitacci: menyebabkan penyakit psittacosis, penyakit epidemi pada burung yang dapat menjalar ke manusia menyebabkan gejala semacam pneumonia. Chlamydophila trachomatis: menyebabkan trachoma, melemahnya mata yang dicirikan oleh kornea yang berbintik dan berpembuluh, dapat menyebabkan kebutaan. Dinding sel tipe Gram-negatif

Planctomyces

Genus Planctomyces

Verrucomicrobia. Membentuk prosteka. Genus Verrucomicrobium dan Prosthecobacter membentuk 2 atau beberapa prosteka. Pembelahan secara simetris, sel induk dan anakan mengandung prosteka. Flavobacteria. Flavobacteria memiliki anggota beragam, dari aerob obligat sampai anaerob obligat

Cytophaga. Bentuk batang, panjang, ramping, gram-negatif sering memiliki ujung runcing, bergerak dengan meluncur. Banyak anggota Cytophaga dapat menguraikan polisakarida seperti selulosa, agar atau khitin. Enzim selulase tidak bersifat ekstraseluler melainkan melekat di selubung sel. Ada yang bersifat patogen pada ikan misalnya Cytophaga columnaris penyebab penyakit columnaris, dan Cytophaga psychrophyla penyebab penyakit air-dingin

Bakteri belerang hijau. Menggunakan H2S sebagai donor elektron, mengoksidasinya menjadi S0 kemudian menjadi SO4- (seperti pada bakteri belerang ungu). Sebagian besar spesies dapat mengasimilasi senyawa organik dalam jumlah sedikit dalam cahaya (fotoheterotrof). Autotrofi tidak melalui siklus Calvin tetapi kebalikan arah dari siklus asam sitrat. Contoh genus: Chlorobium

Spirochetes. Gram-negatif, motil, terpilin, bentuk ramping dan lentur. Tersebar di lingkungan akuatik dan dalam tubuh hewan. Penyebab penyakit misalnya sifilis (Treponema pallidum). Sel terbuat dari silinder protoplasma terdiri dari daerah yang terselubungi dinding sel dan membran sitoplasma. Motilitas oleh adanya flagela tunggal atau banyak yang ada di ujung. Flagela melipat ke arah menjauh dari ujung tumbuhnya sepanjang protoplasma dan berada di periplasma, disebut endoflagela. Protoplasma dan endoflagela dikelilingi oleh lapisan-lapisan membran fleksibel disebut selubung luar.

Read More

PATOGENESIS BAKTERI

Tropisme jaringan: bakteri tertentu memiliki preferensi terhadap jaringan tertentu
Spesifisitas spesies: bakteri patogen tertentu menginfeksi hanya spesies tertentu
Spesifisitas genetik dalam spesies: strains tertentu dalam suatu spesies secara genetik imun terhadap patogen

Postulat Koch

• Mikroorganisme yang diduga patogen harus ada di semua kasus penyakit dan tidak ada di hewan yang sehat 
• Mikroorganisme tersebut harus dapat diisolasi dari hewan yang sakit dan ditumbuhkan sebagai biakan murni 
• Sel-sel dari biakan murni mikroorganisme tersebut harus dapat menyebabkan penyakit di hewan yang sehat 
• Mikroorganisme tersebut harus dapat diisolasi kembali dan sama dengan mikroorganisme awal 

Beberapa spesifikasi perlekatan:

• contoh: Streptococcus mutants banyak ditemukan dalam plak gigi tetapi tidak di permukaan epitel lidah. Sebaliknya S. salivarius banyak melekat di sel epitel lidah tetapi tidak di plak gigi 
• contoh: Neisseria gonorrhoea menginfeksi manusia; E. coli K-88 menginfeksi babi 
• contoh: babi (varietas) tertentu tidak mudah terinfeksi E. coli K-88 

Proses Infeksi:

Sering dimulai dari bagian membran mukosa yang tersusun atas satu atau beberapa lapisan sel-sel epitel dan berhubungan dengan lingkungan luar.  Membran ini ada di berbagai bagian tubuh seperti saluran urogenital, respirasi dan gastrointestinal. Membran mukosa sering diselubungi lapisan pelindung yang merupakan glikoprotein, disebut mucus. 

PERLEKATAN (ADHERENCE)

Tahap-tahap perlekatan

•  Perlekatan nonspesifik/reversible
•  Perlekatan spesifik/permanen
• Biasanya perlekatan reversible mendahului perlekatan permanen tetapi pada beberapa kasus terjadi sebaliknya atau perlekatan spesifik tak akan pernah terjadi.

Perlekatan terjadi oleh 2 faktor: ligand & reseptor

• Ligand bakteri (adhesin): makromolekul yang merupakan komponen dari permukaan sel bakteri yang berinteraksi dengan reseptor di sel inang. Adhesin dapat berupa: komponen dari kapsula, dinding sel, pili atau fimbriae 
• Kapsula: lapisan yang berada di permukaan sel bakteri,berupa polisakarida (jarang berupa protein) dan merupakan matriks yang tersusun rapat
• Pili dan fimbriae: struktur berfilamen tersusun atas protein, berada di permukaan sel bakteri.

    Perbedaan pili dan fimbriae belum ada konsensus. Beberapa pendapat:

• Fimbriae dikode gen-gen yang terletak di kromosom, pili dikode oleh gen-gen di plasmid. Fimbriae lebih pendek, jumlahnya banyak di tiap sel, fungsi untuk perlekatan
• Pili lebih panjang, jumlah 1 atau beberapa di tiap sel, ada yang berfungsi untuk perlekatan, ada yang berfungsi untuk transfer gen (konjugasi)

Reseptor: makromolekul di permukaan sel eukaryotik sebagai tempat mengikat  ligand/adhesin spesifik (komplemen ligand). Reseptor biasanya berupa residu karbohidrat atau peptida.

ADESHIN

Adhesin yang umum pada E. coli: fimbriae. Galur (strain) tunggal E. coli dapat mengekspresikan lebih dari satu tipe fimbriae yang dikode oleh bagian-bagian yang berbeda dari kromosom  Keragaman genetik ini memungkinkan organisme beradaptasi terhadap perubahan lingkungan dan memperluas kesempatan untuk tumbuh di permukaan yang berbeda-beda dari inangnya. Banyak tipe fimbriae adhesif E. coli kemungkinan merupakan perkembangan dari fimbriae asal yang mirip dengan fimbriae tipe 1 dan tipe 4. Fimbriae tipe 1 pada E. coli memungkinkannya dapat mengikat D-manosa di permukaan sel eukaryotik. Sisi pengikatan pada fimbriae terletak di protein minor (28-31 kDa)  di ujung atau menyisip sepanjang fimbriae.

Dengan keanekaragaman genetik protein adhesin ini, bakteri dapat melekat ke berbagai reseptor. Pseudomonas, Vibrio dan Neisseria memiliki pili tipe IV yang mengandung subunit protein dengan asam amino (sering fenilalanin) termetilasi, di atau dekat ujung amino. Pili N-metilfenilalanin merupakan penentu virulensi dalam patogenesis infeksi paru oleh Pseudomonas aeruginosa pada penderita cystic fibrosis.

Beberapa spesifikasi perlekatan:

• Tropisme jaringan: bakteri tertentu memiliki preferensi terhadap jaringan tertentu. contoh: Streptococcus mutants banyak ditemukan dalam plak gigi tetapi tidak di permukaan epitel lidah. Sebaliknya S. salivarius banyak melekat di sel epitel lidah tetapi tidak di plak gigi
• Spesifisitas spesies: bakteri patogen tertentu menginfeksi hanya spesies tertentu. contoh: Neisseria gonorrhoea menginfeksi manusia; E. coli K-88 menginfeksi babi
• Spesifisitas genetik dalam spesies: strains tertentu dalam suatu spesies secara genetik imun terhadap patogen. contoh: babi (varietas) tertentu tidak mudah terinfeksi E. coli K-88

INVASI

•  beberapa bakteri patogen bertempat tinggal di permukaan epitel
•  beberapa spesies dapat menembus barrier sel epitel tetapi tetap di tempat kedatangannya
•  beberapa yang lain mengikuti aliran darah dan masuk sistem lain 

Contoh:

Shigella melakukan penetrasi dengan cara mengaktifkan sel-sel epitel usus menjadi bersifat endositik. Shigella biasanya tidak menyebar melalui aliran darah

Salmonella typhi menembus sel epitel masuk aliran darah

Jika pertumbuhan bakteri menyebar luas, sebagian akan masuk ke aliran darah dalam jumlah besar, kondisi ini disebut bakteremia

VIRULENSI: INVASIVENESS DAN TOKSISITAS

• Virulensi: kemampuan relatif patogen menyebabkan  penyakit/kerusakan pada inang, ditentukan oleh adanya invasiveness dan toksisitas
• Invasiveness: kemampuan patogen tumbuh dalam jaringan inang dalam jumlah banyak dan menghambat fungsi inang  (memiliki kemampuan melawan pertahanan tubuh inang)
• Toksisitas: kemampuan patogen menyebabkan penyakit dengan menghasilkan toksin yang menghambat fungsi  inang atau membunuh inang

Invasiveness

• Invasi patogen ke inang didukung oleh adanya produksi substansi ekstraseluler yang disebut invasin
• Invasin pada umumnya berupa protein (enzim) yang bersifat menyerang sel inang secara lokal dan atau memacu pertumbuhan dan penyebaran patogen
• Invasin mirip eksotoksin tetapi eksotoksin lebih mematikan dan spesifik

Invasin

Spreading factor

Merupakan enzim bakteri yang mempengaruhi secara fisik matriks jaringan dan ruang antar sel, membantu penyebaran patogen

Hialuronidase: dihasilkan oleh streptococci, staphylocci dan clostridia. Enzim ini menyerang interstitial cement dari jaringan konektif dengan depolimerisasi asam hialuronat.

Kolagenase: dihasilkan oleh Clostridium histolyticum dan Clostridium perfringens. Merusak kolagen penyusun otot

Neurominidase: dihasilkan oleh patogen usus seperti Vibrio cholerae dan Shigella dysentriae. Enzim ini mendegradasi asam neuraminik (= asam sialik) yang merupakan intercellular cement dari sel epitel mukosa intestinal

Streptokinase yang dihasilkan oleh streptococci dan staphylokinase yang dihasilkan oleh staphylococci. Kinase mengubah plasminogen yang bersifat inaktif menjadi plasmin yang merusak fibrin di darah dan mencegah pembekuan darah sehingga bakteri lebih mudah berdifusi

Read More

Produksi Industrial Asam Amino

•Produksi asam amino adalah perusahaan multi-miliar dolar. Kesemuanya dua puluh asam amino diproduksi, meskipun dalam jumlah yang sangat berbeda.

•Asam amino digunakan sebagai aditif pakan hewan “animal feed additives” (lisin, metionin, treonin), penguat rasa “flavor enhancers” (monosodium glutamat, serin, asam aspartat) dan sebagai nutrisi khusus di bidang medis.
•Asam glutamat, lisin dan metionin adalah asam amino yang paling banyak dijual. Asam glutamat dan lisin dibuat melalui fermentasi; metionin dibuat oleh sintesis kimia. Produsen utama asam amino adalah Jepang, AS, Korea Selatan, Cina dan Eropa.
•Industri asam amino berakar pada praktek persiapan makanan di Jepang. Rumput laut telah digunakan selama berabad-abad di sana dan di negara-negara Asia lainnya sebagai bahan penyedap.

•In1908, Kikunae Ikeda dari Tokyo Imperial University mengisolasi prinsip penguat rasa dari kombu rumput laut (Laminaria japonica) sebagai kristal monosodium glutamat (MSG).

•Menambahkan MSG untuk daging, sayuran dan hampir semua jenis lain dari makanan jadi membuatnya gurih, sifat ini disebut umami.

Read More

Pengantar Mikrobiologi

lApa yang anda pikirkan ketika mendengar kata mikrobiologi?

Organisme sangat kecil dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop

Kuman yang dapat menimbulkan penyakit

lBEBERAPA JENIS MIKROBA

Escherichia coli (A)  Cyanobacterium (B) Jamur (C)

Virus Ebola (D)

Parasit protozoa (E)

lCABANG MIKROBIOLOGI
(DASAR)

1.Keanekaragaman (Virologi, Bakteriologi, Mikologi, Protozoologi, Parasitologi)

2.Fisiologi Mikroba

3.Genetika Mikroba

4.Ekologi Mikroba

5.Patogenesis

6.Immunologi

7.Epidemologi

lCABANG MIKROBIOLOGI
(APLIKASI)

1.Mikrobiologi Medis (Kemoterapi)

2.Mikrobiologi Industri (Teknologi Fermentasi)

3.Mikrobiologi Lingkungan (Bioremediasi)

4.Rekayasa Genetika

5.Mikrobiologi Makanan (Biosafety)

lPOSTULAT KOCH

lAgen penyebab khusus harus dijumpai pada setiap kasus penyakit.

lOrganisme penyebab penyakit dapat diisolasi dalam kultur murni.

lInokulasi kultur tersebut ke orang sehat atau hewan harus menghasilkan penyakit yang sama.

lOrganisme penyebab penyakit dapat diisolasi dari orang atau hewan yang terinokulasi dan sama dengan kultur murninya.

Read More

FERMENTASI

LAPORAN PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI

A. TUJUAN
Terampil membuat produk makanan terfermentasi.

B. DASAR TEORI

1.Fermentasi

Salah satu syarat untuk mempertahankan hidup adalah penyedi-aan energi yang sinambung. Energi ini diperoleh dengan cara menya-dap energi kimia yang terbentuk dalam molekul organik yang disin-tesis oleh fotosintesis. Proses pelepasan energi yang menyediakan energi bagi keperluan sel itu dikenal dengan istilah proses respi-rasi (Loveless, 1991).
Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi. Namun demiki-an respirasi pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi H2O. Yang disebut substrat respirasi a- dalah setiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan menjadi CO2 dan air. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediat-interme-diat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi (Anonim, 2009).

Read More