MIKROBIOLOGI II

KEHIDUPAN MIKROBA

A. Definisi Pertumbuhan Populasi

pertumbuhan yaitu penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad. pada jasad bersel tunggal/uniseluler, pembelahan sel merupakan pertambahan jumlah individu. sedangkan pada jasad bersel banyak/multiseluler, pembelahan merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya.

B. Penghitungan Waktu Generasi

Dari pembelahan sel secara biner dapat dirumuskan sebagai berikut :

                                 N=No2^

ket. : N : jumlah sel akhir ; No : jumlah sel awal ; ^ : jumlah generasi

Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semi logaritma kurva pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus :

slope = 0,301/waktu generasi

C. Pegukuran Pertumbuhan

Pertumbuhan diukir dari perubahan jumlah sel atau berat kering massa sel. jumlah sel dihitung dari jumlah sel total yang tidak membedakan jumlah sel hidup atau mati, dan jumlah sel hidup.

Alat Untuk Menghitung Mikroba

• petroff-Hausser Bacteria Counter (PHBC) untuk menghitung bakteri.
• Haemocytometer untuk khamir, spora, atau sel-sel yang ukurannya relatif lebih besar dari bakteri.

 Cara menghitung jumlah sel hidup bisa menggunakan metode Plate Count atau Colony count yaitu metode taburan permukaan dan metode taburan. Pertumbuhan sel dapat diukur dari massa sel dan secara tidak langsung mengukur turbiditas (tingkat kekeruhan) cairan medium tumbuh.

 Pengukuran Turbiditas dapat dilakukan dengan cara Photomater (penerusan cahaya) dan Spektrofometer (optical density).

D. Pertumbuhan Populasi Mikroba

Untuk mengetahui pertum buhan mikrobia dapat dilakukan dengan  cara membiakan mikrobia, dengan 2 sistem yaitu : - biakan sistem tertutup,pengamatan jumlah sel dalam waktu yang cukip lama akan mem berikan gambaran berdasarkan kurva pertumbuhan. terdapat fase-fase pertumbuhan seperti fase permulaan, fase pertumbuhan yang dipercepat, fase pertumbuhan logaritma, fase pertumbuhan yan mulai dilambat, fase stasioner maksimum, fase kematian dipercepat dan fase kematian logaritma.

-biakan sistem terbuka, sel di[pertahankan terus menerus pada fase pertumbuhan eksponensial atau logaritma.

Faktor Lingkunan Mikroba

 Faktor Abiotik

1. Suhu

a. Suhu Pertumbuhan Mikroba, memerlukan kisaran suhu tertentu, yaitu : suhu minimum, optimum, dan maksimum, yang dikelompokan menjadi mikroba psikrofil (kelompok mikroba yang tumbuh pada suhu 0-30  derajat celsius dengan suhu optimum sekitar 15 derajat celcius), mesofil (kelompok mikroba yang umumnya mem punyai suhu minimum 15 C dengan suhu optimum 25-37 C, dan suhu maksimum 45-55 C), dan termofil (kelompok mikroba yang tahan pada suhu tinggi. mikroba termofil terbagi menjadi dua yaitu mikroba termofil obligat dan mikroba termofil fakiltatif)

b. Pengaruh suhu tinggi, akan mem berikan beberapa macam reaksi, yaitu : titik kematian termal (suu yang dapat mematikan spe sies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu), dan waktu kematian termal (waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap, yang dipengaruhi oleh waktu, suhu, kelem baban, spora, umur mikroba, PH, dan komposisi medium).

c. Pengaruh suhu rendah, dapat menyebabkan gangguan metabolismeme.

2. Kandungan Air

mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya.

3. Tekanan Osmose

Apabila mikroba diletakan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis yaitu erkelupasnya mem bran sitoplasma dari dinding sel akibat meng erutnya sitoplasma. berdasarkan tekanan osmosis yang diperlukan dapat dibedsakan menjadi : mikroba osmofil, mikroba halodurik, dan mikroba halofil.

4. Ion-ion dan listrik

a. kadar ion hidrogen (PH), mikroba umumnya menyukai PH netral (7). berdasarkan PH nya mikroba dapat dikelompokan menjadi 3, yaitu : mikroba asidofil, mikroba mesofil, dan mikroba alkalifil.

b. Buffer, merupakan campuran garam monobasik dan dibasik maupun senyawa-senyawa organik am,foter.

c. Ion-ion lain, berupa logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Fb.

d. listrik, mikroba yang diarusi listrik bisa menyebabkan : terjadinya elektrolisis pada medium pertumbuhan, menghasilkan panas, mengalami elektroforesis, terjadinya shock, dan adanya radikal ion dari ionisasi radiasi dan terbenuknya ion logam dari elektroda juga menyebabkan kematian mikroba.

e. Radiasi, menyebabkan ionisasi molekul-molekil di dalam protoplasma, merusak mikroba yang tidan mempunyai pigme n fotosintesis, cahaya mempunyai pengaruh germisida, dapat mem bunu7h mikroba dan menyebabkan terjadinya mutasi pada mikroba.

f. Tegangan muka, menyebabkan permukaan cairan menyerupai membran yang elastis, muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan proto plasma, zat-zat seperti sabun, detyerjen, dan zat-zat pembasah (surfaktan) dapat mengurangi tegangan muka cairan atau larutan.  umumnya mikbroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi.

g. Tekanan hidrostatik, mempengaruhi metabilosme dan pertumbuhan mikroba. Tekanan hidrostatik yang lebih tinggi dapat menghambat atau menghentikan pertumbuhan, juga menyebabkan denaturasi protein. Akan tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi ( mikroba barotoleran), dan ada mikroba yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi ( barofilik).

h. Getaran, getaran mekanik dapat merusak dinding sel dan membran sel mikroba.

FAKTOR BIOTIK 

1. Interaksi dalam satu populasi mikroba

a. Interaksi positif (kooperasi), menyebabakan meningkatnya percepatan peertumbuhan dan kepadatan populasi.

b. Interaksi negatif ( kompetisi), menyebabkan turunnya kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi.

2. Interaksi antar berbagai macam populasi mikroba, apabila dua populasi berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam interaksi diantaranya :

a. Netralisme, adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi.

b. Komensalisme, adalah hubungan antara dua populasi terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh.

c. Sinergisme, apabila asosiasi melibatkan dua populasi atau lebih dalm keperluan nutrisi bersama disebut sintropisme.

d. Mutualisme ( simbiosis ), adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan.

e. Kompetisi, hubungan negatif antara dua populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian.

f. Amensalisme ( antagonisme), satu bentuk asosiasi antar spesies mikroba yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan.

g. Parasitisme, terjadi antara dua populasi, populasi satu  diuntungkan ( parasit ) dan populasi lain dirugikan ( inang)

h. Predasi, hubungan terjadi apabila satu organisme predator memegang atau memakan dan mencerna organisme lain.

NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA 

Medium pertumbuhan adalah tempat untuk menumbuhkan mikroba. Mikroba memerlukan nutrisi untuk memenuhi kebutuhan energi dan untuk bahan pembangun sel, untuk sintesa protoplasma, dan bagian sel lain. Setiap mikroba memerlukan nutrisi tertentu.

A. Fungsi Nutrisi Untuk Mikroba 

Setiap unsur nutrisi mempunyai peran tersensiri dalam fisiologi sel, unsur tersebut diberikan ke dalam medium sebagai kation garam anorganik yang jumlahnya berbeda-beda. Mikroba yang dapat menggunakan makanan dalam bentuk padat disebut holozoik, mikroba yang dapat menggunakan makanan dalam bentuk cair disebut holofitik. Bahan makanan yang digunaka oleh jasad hidup dapat berfungsi sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron. Dalam garis besar bahan makanan di bagi mebnjadi 7 golongan, yaitu : air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor tumbuh, dan sumber nitrogen.

B Penggolongan Mikroba Berdasarkan Nutrisi Dan Oksigen 

1. Berdasarkan sumber karbon, jasad dibedakan menjadi jasad ototrof  dan heterotrof. Jasadv heterotrof  didedakan lagi menjadi jasad saprofit dan parasit.

2. Berdasarkan sumber energi, dibedakan menjadi jasad fototrof ( jika menggunakan energi cahaya ), dan jasad khemotrof ( jika menggunakan energi dari reaksi kimia). Jika di dasarkan atas sumber energi dan karbonnya maka dikenal dengan jasad fotoototrof, fotoheterotrof, khemoototrof dan khemoheterotrof.

3. Berdasarkan sumber donor elektron, digolongkan menjadi jasad litotrof dan organotrof.

4. Berdasarkan kebutuhan oksigen, dibedakan menjadi jasad aerob, anaerob, mikroaerob, aerob fakultatif dan kafnofil.

C. Interaksi Antar Jasad Dalam Menggunakan Nutrien 

Bentuk interaksi " Cross Feeding" merupakan bentuk sederhana dari simbiosis mutualistik. Dalam interaksi ini pertumbuhan jasad yang satu tergantung pada pertumbuhan jasad yang lainnya, karena kedua jasad tersebut saling memerlukan faktor tumbuh esensial yang disekresikan oleh masing-masing jasad. Mikroba yang dapat mensintesis bahan selnya dari senyawa organik sederhana akan mensekresikan berbagai vitamin atau asam amino yang sangat penting untuk mikroba lainnya.

D. Medium Pertumbuhan Mikroba 

Susunan dan kadar nutrisi suatu medium untuk pertumbuhan mikroba harus seimbang agar mikroba dapat tumbuh optimal.Dalam medium yang terlalu pekat aktivitas metabolisme dean pertumbuhan mikroba dapat berubah. Medium memerlukan pH tertentu tergantung pada jenis jasad yang ditumbuhkan.

E. Macam Medium Pertumbuhan 

1. Medium dasar atau basal mineral

2. Medium sintetik

3. Medium kompleks

4. Medium diperkaya

ENZIM MIKROBA

A. Mekanisme bekerjanya enzim

Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan car menurukan energi aktivasi

B. Struktur Enzim

Umumnya enzim tersusun dari protein, protein penyusun enzim dapat berupa protein sederhana atau protein yang terikat pada gugusan non-protein, banyak enzim yang hanya terdiri dari protein saja tripsin

C. Penggolongan Enzim

- Penggolongan enzim berdasarkan tempat terjadinya ( endoenzim & eksoenzim )

- berdasarkan daya katalisnya ( oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase, ligase, dan enzim lain dengan tatanama yang berbeda seperti pepsin dan tirosin.

- Penggolongan enzim berdasarkan cara terbentuknya ( enzim konstitusif dan adptif )

D. Faktor-faktror yang mempengaruhi Reaksi Enzimatik

- Substrat ( reaktan ), suhu, kemasan ( pH ), penghambat enzim (inhibitor), penghambat tidak bersaing ( non-competitif), penghambat umpan balik ( feedback inhibitor ), penghambat reseptor penghambat alosterik, aktivator ( penggiat ) atau kofaktor dan penginduksi.

BIOENERGETIK MIKROBA

A. Biooksidasi dan pemindahan energi

Energi yang berasal dari cahaya harus di ubah menjadi energi kimia sebelum digunakan dalam endergonik.

B. Fermentasi adalah merupakan bagian perombakan gula secara anaerob.

C. Respirasi : proses oksidasi biologis dengan oksigen sebagai aseptor elektronnya yang terakhir. Melalui 2 tahap yaitu siklus krebs dan siklus asam glikosilat.

D. Fotosintesis : fosforilasi pada fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energi

E. Penggunaan Energi oleh Jasad

Energi digunakan dalam setiap reaksi endergenik dan reaksi eksergonik. Untuk memulai reaksi diperlukan energi aktivasi.

F. Katabolisme Makromolekul

1. Peruraian karbohidrat

2. Peruraian lemak : enzim lifase memecah lemak menjadi gliserol dan enzim lemak .

3. Peruraian protein : enzim protease poli--peptidase, oligo peptidase, di-peptidase) merombak protein menjadi peptida yang lebih sederhana/ asam amino.

4. Peruraian asam nukleat

Enzim nuklease, nukleotidase, nukleosida, fosforilase dan nukleosida hidrilase akan memecah asam nukleat menjadi oligi. di atau mononukleotida, dan selanjutnya menjadi gula ribosa/deoksi, asam fosfat, base purin & base pirimidin.