Adaptasi Mikroorganisme Terhadap Suhu

Bumi sebagai tempat hidup makhluk hidup, termasuk mikroorganisme, mempunyai keragaman suhu yang berbeda- beda antara satu tempat dengan tempat lain. Mikroorganisme tidak bisa mengontrol suhu lingkungannya, sehingga mikroorganisme harus beradaptasi dengan suhu lingkungan agar dapat bertahan hidup.

Ada beberapa istilah yang berhubungan dengan adaptasi mikroorganisme terhadap suhu, yaitu :

Suhu Minimum

Suhu minimum adalah suhu terendah dimana mikroorganisme dapat tumbuh dan melakukan aktivitas metabolisme. Apabila suhu di bawah suhu minimum tersebut, pertumbuhan dan metabolisme akan terhambat.

Suhu maksimum

Suhu maksimum adalah suhu tertinggi dimana suatu mikroorganisme dapat tumbuh dan melakukan aktivitas metabolisme. Apabila suhu di atas suhu maksimum pertumbuhan dan metabolisme akan terhambat dan bila suhu terusnya, sel akan mati karena protein dan asam nukleat terdenaturasi.

Baca Juga : Transport aktif pada Mikroorganisme

Suhu Optimum

Suhu optimum adalah suhu dimana pertumbuhan dan aktivitas metabolisme berjalan paling cepat. Suhu optimum berada di antara suhu minimum dan suhu maksimum.

Tiap-tiap spesies mikroorganisme mempunyai rentang suhu minimum, suhu optimum dan suhu maksimum yang berbeda-beda. Staphylococcus aureus hidup dan tumbuh pada suhu 6⁰C hingga 46⁰C sedangkan rhinoviruse hanya dapat memperbanyak diri jika berada pada suhu 33⁰C hingga 35⁰ C.

Gambar 2. Rentang suhu minimum, suhu optimum, suhu maksimum psikrofil, psikotrof, mesofile, termofil, dan hipertermofil (extreme thermophile)

Berdasarkan rentang suhu adaptasinya, mikroorganisme dikelompokkan menjadi beberapa macam, yaitu :

Psikrofil

Psikrofil adalah mikroorganisme (bakteri, arkhaebakteria, fungi atau alga) yang mempunyai suhu optimum di bawah 15⁰C dan dapat tumbuh pada suhu 0⁰C namun tidak dapat tumbuh pada suhu diatas 20⁰C. Perlakuan khusus harus dilakukan, ketika menumbukan mikroorganisme psikrofil di laboratorium. Inkubasi untuk menumbuhkan mikroorganisme psikrofil harus pada ruangan yang dingin. Inkubasi pada suhu ruang akan menyebabkan mikroorganisme psikrofil mati. Penyimpanan pada suhu dingin tidak akan menghampat pertumbuhan, namun mikroorganisme psikrofil tersebut justru akan tumbuh.

Baca Juga : Transport pasif : Difusi, osmosis dan difusi terfasilitasi

Mikroorganisme psikrofil tidak bisa hidup di dalam tumbuh di dalam tubuh manusia. Mikroorganisme psikrofil mempunyai habitat di tempat tempat dingin seperti salju, daerah kutub dan di laut dalam. Baru-baru ini telah berhasil diisolasi bakteri yang berasal dari antartika. Bakteri tersebut dapat hidup pada suhu -15⁰C.

Beberapa mikroorganisme ada juga yang bersifat fakultatif psikrofil atau psikotrof yaitu dapat tumbuh pada suhu dingin (lambat) tapi pertumbuhannya optimum pada suhu 20⁰C.

Gambar 2.  Chlamydomonas nivalis, merupakan jenis alga psikrofil yang hidup di salju 

\

Mesofil

Mesofil adalah mikroorganisme yang dapat tumbuh pada rentang suhu antara 10⁰C hingga 50⁰C dan suhu optimum pertumbuhan antara 20⁰C hingga 40⁰C. mikroorganisme mesofil dapat hidup pada tubuh manusia, hewan, tanaman, di iklim tropis, dan subtropis,

Mikroorganisme mesofil ada yang bersifat termodurik, yaitu dalam rentang yang singkat dapat bertahan hidup pada suhu yang tinggi. Sebagai contoh adalah Bacillus dan Clostridium. Bakteri termodurik sebenarnya merupakan bakteri mesofil, hanya saja bakteri tersebut biasanya mempunyai organela tambahan sehingga mampu bertahan beberapa saat di suhu yang tinggi.

Baca Juga : Heterotrof dan autotrof

Termofil

Termofil adalah mikroorganisme yang suhu optimum pertumbuhannya diatas 45⁰C. Mikroorganisme termofilik dapat hidup pada suhu 45⁰C hingga 80⁰C sehingga habitatnya merupakan daerah-daerah yang panas, seperti pada kawah gunung aktif,

Selain termofilik, ada juga mikroorganisme hipertermofilik. Mikroorganisme hipertermofilik adalah mikroorganisme yang dapat tumbuh di suhu yang sangat ekstrim, yaitu diantara 80⁰C hingga 121⁰C.

Para ilmuwan saat ini tertarik untuk mengisolasi dan memanfaatkan enzim dari mokroorganisme termofil. Salah satu bakteri termofil yang telah dieksplorasi adalah bakteri Thermus aquaticus. Bakteri tersebut menghasilkan enzim Taq polimerase yang saat ini digunakan dalam proses Polimerase Chain Reaction (PCR). Enzim Taq polimerase adalah enzim yang dapat memperbanyak DNA dan tetap aktif pada suhu tinggi.

Demikian postingan kali ini tentang Adaptasi Mikroorganisme Terhadap Suhu. SEMOGA BERMANFAAT

Read more

Transport aktif pada Mikroorganisme

Transport aktif adalah transport senyawa atau ion ke dalam sel atau keluar sel dengan melawan gradian konsentrasi. Secara alami molekul atau ion akan menyebar atau berdifusi dari konsentrasi tinggi ke  media konsentrasi lebih rendah.

Transport aktif didefinisikan transport senyawa atau ion dengan melawan gradien konsentrasi karena senyawa atau ion ditransportasikan dari konsentrasi yang rendah ke konsentrasi yang tinggi berlawanan dengan difusi senyawa atau ion secara alami. Untuk melawan gradient konsentrasi tersebut, transport aktif membutuhkan energi atau perantara.

Mikroorganisme seringkali hidup di lingkungan dengan nutrisi yang minim dan nutrisi-nutrisi tersebut seringkali tidak bisa masuk ke dalam sel dengan mekanisme transport pasif karena konsentrasinya di lingkungan rendah, sehingga mikroorganisme harus melakukan mekanisme transport aktif.

Mikroorganisme mempunyai mekanisme transport aktif yang sangat efektif sehingga terkadang nutrient yang berada dalam sel konsentrasinya ratusan kali lebih banyak daripada di luar sel.

Baca Juga : Transport pasif : Difusi, osmosis dan difusi terfasilitasi

Ada beberapa hal yang perlu diketahui dalam transport aktif pada mikroorganisme, yaitu :

1. Transport aktif bisa juga searah dengan gradient konsentrasi namun kecepatannya dalam difusi dipercepat.

2. Kebanyakan difasilitasi oleh protein membran

3. Kebanyakan membutuhkan ATP (energi)

Jenis-Jenis Transport aktif

Ada beberapa jenis transportasi aktif yang terjadi pada mikroorganisme, yaitu :

1. Carrier-mediated active transport

Carrier-mediated active transport adalah transport aktif yang difasilitasi oleh protein carrier dan melibatkan ATP. Protein carrier akan mengikat senyawa terlarut yang sebelumnya telah terikat oleh protein tertentu (solute binding protein). Ketika ikatan terjadi, ATP yang juga menempel pada protein carrier akan teraktifasi dan mengeluarkan energi. Energi tersebut kemudian digunakan untuk mendorong molekul untuk masuk atau keluar sel melewati protein carrier.

Arah dari transportasi aktif model ini memiliki dua arah, yaitu bisa masuk ke dalam atau ke dalam sel. Beberapa bakteri akan mengangkut gula, asam amino, vitamin dan fosfat ke dalam sel. Beberapa bakteri menggunakan mekanisme transport aktif ini untuk mengeluarkan ion-ion tertentu keluar sel, ion tersebut adalah K⁺, Na⁺, H⁺.

Gambar 1. Transport aktif pada mikroorganisme model Carrier-mediated active transport; Senyawa atau yang masuk ke dalam sel difasilitasi oleh protein karier dan melibatkan ATP

Baca Juga :Heterotrof dan autotrof

2. Group translocation

. Group translocation juga merupakan transport aktif pada sel yang difasilitasi oleh suatu protein membran tertentu namun ketika melewati protein membran tersebut, senyawa yang ditransport dikonversi menjadi senyawa lain. Senyawa lain hasil konversi tersebut biasanya langsung digunakan oleh sel untuk proses metabolismenya. Misalnya ketika fruktosa ditransport ke dalam sel, pada membran sel, fruktosa tersebut ditambah dengan gugus fosfat sehingga langsung bisa masuk dalam proses metabolisme.

Gambar 2. Transport aktif pada mikroorganisme model Group translocation; Ketika melewati protein karier, senyawa yang ditransport akan diubah atau dimodifikasi menjadi senyawa lain

3. Endositosis

Endositosis adalah suatu proses dimana suatu sel menelan partikel, cairan, atau senyawa yang ukurannya besar. Terkadang suatu sel, termasuk sel dari mikroorganisme memerlukan senyawa, atau bahkan sel lain yang ukurannya besar. Senyawa yang dibutuhkan tersebut sangat sulit jika dimasukkan dalam sel melalui protein membran sel, oleh karena itu, senyawa yang dibutuhkan tersebut akan dimasukkan ke dalam sel dengan mekanisme endositosis. Awalnya, membran sel akan memanjang dan mengelilingi senyawa tersebut, kemudian menelannya.

Baca Juga : Sumber dan Bentuk Nutrisi Bakteri

Berdasarkan bentuk senyawa yang ditelan oleh sel, endositosis dibedakan menjadi 2, yaitu fagositosis dan pinositosis.

Gambar 3. Proses fagositosis pada mikroorganisme; Fagositosis merupakam salah satu variasi dari endositosis; Disebut fagositosis jika sel memakan atau menelan benda atau partikel padat.

Fagositosis adalah proses ditelannya partikel padat atau solid oleh sel. Fagositosis seringkali dilakukan oleh amoeba untuk menelan makanannya. Sel darah putih juga menggunakan mekanisme fagositosis untuk menelan sel-sel lain yang telah rusak.

Pinositosis adalah proses ditelannya cairan oleh suatu sel. Mekanisme pinositosis dilakukan oleh sel untuk menelan tetesan minyak atau nutrisi ddalam bentuk larutan.

Gambar 3. Proses pinositosis pada mikroorganisme; Pinositosis merupakan salah satu variasi dari endositosis; disebut pinositosis jika sel memakan atau menelan nutrisi dalam bentuk larutan.

Demikian postingan tentang Transport aktif pada Mikroorganisme, Semoga Bermanfaat

Read more

Transport pasif : Difusi, osmosis dan difusi terfasilitasi

Difusi

Difusi adalah perpindahan suatu molekul atau senyawa dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah. Semua molekul di alam, baik dalam bentuk padat, cairan ataupun gas memiliki kecenderungan untuk terus bergerak atau melakukan perpindahan. Contoh terjadinya difusi adalah ketika setitik parfum menetes di dalam kamar, seketika bau parfum tersebut akan menyebar ke seluruh kamar. Difusi juga terjadi ketika segumpal gula dimasukkan ke dalam secangkir teh, gula tersebut berangsur-angsur akan menyebar ke seluruh the walaupun tanpa diaduk terbukti the akan terasa manis.

Baca Juga : Heterotrof dan autotrof

Ada dua macam difusi yang terjadi pada sel, yaitu osmosis dan difusi terfasilitasi.

Osmosis

Osmosis adalah proses difusi air melewati membran selektif permeable. Air dapat melewati membran tersebut, namun molekul atau senyawa lain yang terlarut tidak bisa melewatinya. Ketika ada dua larutan dengan konsentrasi berbeda dipisahkan oleh membran selektif permeable, air akan berdifusi dari larutan dengan konsentrasi air yang tinggi menuju larutan dengan konsentrasi air yang lebih rendah hingga konsentrasi air dari kedua larutan tersebut sama.

Membran sel mikroorganisme juga mempunyai sifat selektif permeable, yaitu air dapat dengan mudah berdifusi masuk atau keluar sel, namun beberapa senyawa lain tidak bisa berdifusi keluar masuk ke dalam sel.

Ada beberapa kondisi yang mementukan proses osmosis dalam sel, yaitu :

- Isotonik

Isotonik adalah kondisi dimana konsentrasi air di dalam sel dan di luar sel sama.

- Hipotonik

Hipotonik adalah kondisi dimana konsentrasi air di di luar sel lebih tinggi (konsentrasi terlarut rendah ) daripada di dalam sel. Kondisi tersebut menyebabkan air di luar sel akan cenderung masuk ke dalam sel. Jika berada dalam lingkungan hipotonik, sel tanda dinding sel akan membengkak dan bahkan pecah. Namun hampir semua bakteri dapat bertahan atau toleran pada lingkungan hipotonik karena bakteri memiliki dinding sel. Dinding sel tersebut berfungsi menahan sel agar tidak pecah.

Baca Juga : Plasmodium Penyebab Penyakit Malaria

Gambar 1. Kondisi sel tanpa dinding sel ketika berada dalam lingkungan isotonik (kiri), hipotonik (tengah) dan hipertonik (kanan)

- Hipertonik

Hipertonik adalah kondisi dimana konsentrasi air di di luar sel lebih rendah (konsentrasi terlarut tinggi) daripada di dalam sel. Kondisi tersebut menyebabkan air di dalam sel akan cenderung keluar sel. Keluarnya air dari dalam sel menyebabkan sel menyusut. Hal tersebut dapat menyebabkan sel rusak bahkan mati. Namun sel yang memiliki dinding sel, seperti sel bakteri sedikit lebih tahan dalam kondisi hipertonik karena dinding sel dapat menngurangi kerusakan sel. Meskipun demikian, pertumbuhan bakteri akan terhambat ketika berada dalam kondisi hipertonik sehingga hal tersebut dimanfaatkan untuk proses pengawetan, seperti pada penggaraman ikan yang bertujuan agar ikan tidak cepat membusuk.

Gambar 2. Sel ketika dinding sel ketika berada dalam lingkungan isotonik (kiri), hipotonik (tengah) dan hipertonik (kanan)

Beberapa organisme melakukan adaptasi untuk dapat bertahan hidup di lingkungannya. Alga dan amoeba yang hidup di air tawar (hipotonik) harus melakukan adaptasi karena air akan terus masuk ke dalam selnya. Alga mempunyai dinding sel yang mencegah agar sel tidak pecah, Amoeba tidak mempunyai dinding sel, sehingga amoeba menggunakan vakuola kontraktil untuk memompa air secara terus menerus keluar dari sel.

Mikroba yang hidup di lingkungan dengan kadar garam tinggi (hipertonik) juga melakukan adaptasi untuk tetap bertahan hidup. Halobakteria yang hidup di laut mati (kadar garam tinggi) melakukan adaptasi dengan menyerap garam ke dalam selnya sehingga terbentuk kondisi isotonik dengan lingkungannya.

Baca Juga : Sumber dan Bentuk Nutrisi Bakteri

Difusi terfasilitasi (facilitated diffusion)

Senyawa-senyawa non-polar seperti air, oksigen dan protein terlarut dapat dengan mudah berdifusi keluar atau masuk ke dalam sel. Namun proses difusi melewati membran sel tersebut tidak bisa terjadi dengan mudah pada senyawa-senyawa yang bersifat polar meskipun gradient / perbedaan konsentrasi cukup besar. Padahal sel membutuhkan banyak senyawa-senyawa yang bersifat polar untuk metabolismenya, sehingga sel melakukan mekanisme yang disebut dengan difusi terfasilitasi (facilitated diffusion) untuk membawa masuk senyawa atau ion polar ke dalam selnya.

Difusi terfasilitasi (facilitated diffusion) adalah proses difusi senyawa atau ion ke dalam sel yang dibantu atau difasilitasi oleh suatu protein membran (carrier protein). Protein membran (carrier protein) tersebut akan berikatan dengan senyawa / ion yang akan difasilitasi kemudian melalui protein tersebut masuk ke dalam sel.

Protein membran (carrier protein) yang memfasilitasi proses difusi tersebut bersifat sepesifik, artinya satu protein tersebut hanya memfasilitasi difusi satu senyawa / ion saja. Sebagai contoh, carrier protein yang memfasilitasi proses difusi glukosa berbeda dengan carrier protein yang memfasilitasi proses difusi sodium. Carrier protein yang memfasilitasi proses difusi glukosa tidak bisa memfasilitasi proses difusi sodium.

Gambar 3. Difusi terfasilitasi (facilitated diffusion) yang terjadi pada membran fosfolipid bilayer

Demikian postingan tentang Transport pasif : Difusi, osmosis dan difusi terfasilitasi. SEMOGA BERMANFAAT

Read more

Heterotrof dan autotrof

Unsur Karbon (K) sangat diperlukan oleh makhluk hidup di bumi ini, termasuk bakteri, karena merupakan penyusun utama dari berbagai struktur tubuhnya. Berdasarkan sumber karbonya, organisme digolongkan menjadi 2, yaitu heterotrof dan autotrof.

Heterotrof

Heterotrof adalah organisme yang sumber karbonnya dalam senyawa organik. Kerena hampir semua senyawa organik berasal dari makhluk hidup, organisme heterotroph dapat dikatakan bahwa sumber karbonnya berasal dari organisme lain. Sumber karbon bagi heterotrof dapat berupa karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat.


Baca Juga : Pertumbuhan, Reproduksi dan Rekombinasi Bakteri

 Mikroorganisme heterotrof kebanyakan adalah kemoorganotrof yang mendapatkan karbon dan energi dari senyawa organik. Proses pemanfaatan senyawa organik tersebut melalui proses respirasi atau fermantasi dan menghasilkan energi dalam bentuk ATP.

Semua organisme kemoheterotrof membutuhkan senyawa organik namun cara mendapatkan senyawa organik tersebut berbeda-beda. Ada yang pemakan rumput atau predator namun mikroorganisme kemoheterotrof lebih dominan sebagai saprobic dan symbiont.

Saprobic adalah mikroorganisme yang hidup bebas dan memakan sisa-sisa organisme yang telah mati. Symbiont adalah organisme yang sumber nutrisinya diperoleh dari organisme hidup. Kedua definisi tersebut tidaklah absolut karena beberapa organisme saprobic dapat beradaptasi untuk memakan organisme hidup dan organisme symbiont dapat beradaptasi untuk memakan sisa-sisa organisme.

Organisme saprobic berperan sebagai sampah-sampah senyawa organik seperti serasah tanaman, kotoran hewan dan organisme yang mati. Jika organisme saprobic berhenti bekerja, maka bumi akan dipenuhi oleh sampah-sampah organik dan nutrient yang terkandung di dalamnya tidak terdaur ulang.

Hampir semua organisme saprobic merupakan bakteri atau jamur, keduanya memliki dinding sel sehingga tidak dapat menelan sisa-sisa bahan organik yang berukuran besar. Oleh karena itu, bakteri atau jamur mampu menghasilkan enzim ekstraselular yang dapat mencerna atau memecah senyawa besar menjadi lebih kecil dan lebih sederhana, sehingga dapat dimasukkan ke dalam sel bakteri atau jamur.

Enzim ekstraseluler mampu memecah senyawa besar menjadi lebih kecil dan lebih sederhana, sehingga dapat dicerna oleh sel bakteri atau jamur.

Banyak organisme saprobic yang hidupnya benar-benar hanya bergantung pada sisa-sisa bahan organik yang ada di tanah atau di air dan tidak mampu hidup dalam tubuh oganisme hidup, organisme tersebut seringkali dinamakan dengan organisme non patogenik.

Baca Juga : Sumber dan Bentuk Nutrisi Bakteri

Organisme heterotroph yang hidup di dalam tubuh, menginfeksi dan bergantung organisme lain disebut dengan parasit. Parasit yang tumbuh dan hidup di dalam jaringan yang seharusnya steril serta menyebabkan kerusakan bahkan kematian inang disebut dengan patogen.

Organisme saprobic juga dapat beradaptasi dan dapat menginfeksi organisme lain yang rentan. Organisme saprobic tersebut dinamakan dengan fakultatif parasit.

Ada beberapa parasit yang dinamakan dengan obligat parasit. Obligat parasit adalah organisme yang hidupnya benar-benar bergantung terhadap organisme lain atau inang dan tidak bisa hidup di luar inang tersebut.

Autotrof

Autotrof adalah organisme yang menggunakan CO₂ sebagai sumber karbonnya karena organisme autotrof mampu mengubah CO₂ menjadi senyawa organik.

Berdasarkan sumber energinya, organisme autotrof digolongkan menjadi dua, yaitu fotoautotrof dan kemoautotrof.

Fotoautotrof

Fotoautotrof adalah organisme yang menggunakan sinar matahari sebagai sumber energinya atau dengan kata lain organisme fotoaututrof adalah organisme yang dapat melakukan fotosintesis. Organisme fotoautotrof mempunyai suatu pigmen khusus yang berfungsi menyerap energi matahari yang kemudian dimanfaatkan untuk mengubah CO₂ menjadi senyawa organik.

Ada dua macam variasi dari fotosintesis, yaitu fotosintesis oksigenik dan fotosintesis non-oksigenik.


Baca Juga : Neisseria gonorrhoeae, Bakteri penyebab Penyakit Gonorrhea

Fotosintesis oksigenik adalah fotosintesis yang dalam prosesnya selain menghasilkan senyawa organik (karbohodrat) juga menghasilkan oksigen (O₂). Fotosintesis oksigenik terjadi pada tanaman, alga, dan cyanobacteria. Ciri dari organisme yang melakukan fotosintesis oksigenik adalah memiliki klorofil untuk menyerap energi matahari. Berikut adalah persamaan dari fotosintesis oksigenik :

Fotosintesis non-oksigenik adalah fotosintesis yang dalam prosesnya tidak menghasilkan oksigen (O₂). Karakteristik fotosintesis non-oksigenik adalah sebagai berikut :

- Menangkap energi matahari menggunakan pigmen yang disebut dengan bakterioklorofil.

- Sumber ion hidrogennya adalah gas hidrogen sulfida

- Selain menghasilkan senyawa organik (karbohidrat), juga menghasilkan sulfur

- reaksi dapat terjadi di lingkungan tanpa oksigen.

Berikut persamaan fotosintesis non-oksigenik :

Kemoautotrof

Kemoautotrof adalah organisme yang memanfaatkan senyawa kimia anorganik sebagai sumber energinya. Bakteri kemoautotrof biasanya hidup di daerah-daerah yang sangat ekstrim karena bakteri tersebut sama sekali tidak membutuhkan cahaya matahari ataupun senyawa organik.

Salah satu contoh kemoautotrof adalah bakteri metanogen atau seringkali disebut dengan archaebakteria. Habitat dari archaebakteria merupakan lingkungan yang ekstrim, yaitu di perairan yang panas, kawah gunung merapi dan bagian terdingin dan terdalam dari lautan.

Bakteri metanogen memproduksi gas metana dengan mereduksi gas CO₂ menggunakan gas hidrogen pada kondisi anaerob. Berikut reaksinya :

Demikian postingan tentang Heterotrof dan autotrof, SEMOGA BERMANFAAT.

Read more

Sumber dan Bentuk Nutrisi Bakteri

Nutrisi dan Nutrien

Habitat adalah tempat hidup yang cocok untuk makhluk hidup. Di alam, makhluk hidup, termasuk bakteri, terpapar berbagai kondisi alam yang beragam dan mempengaruhi kelangsungan hidupnya. Faktor lingkungan yang sangat mempengaruhi makhluk hidup terutama bakteri adalah nutrisi, sumber energi, suhu, kandungan gas, air, garam, pH, radiasi dan organisme lain.

Untuk dapat hidup di alam atau lingkungan, bakteri melakukan proses adaptasi. Adaptasi adalah mekanisme penyesuaian anatomi dan fisiologi makhluk hidup termasuk bakteri untuk dapat bertahan hidup di lingkungan.

Salah satu kebutuhan bakteri yang harus didapatkan dari alam adalah nutrisi. Nutrisi adalah adalah komponen-komponen atau senyawa-senyawa kimia yang dibutuhkan oleh bakteri untuk bertahan hidup. Senyawa-senyawa kimia tersebut dinamakan dengan nutrient.

Secara umum, semua makhluk hidup juga membutukan bioelement. Bioelement tersebut adalah karbon, hidrogen, oksigen, fosfor, kalium, nitrogen, belerang, kalsium, besi, natrium, klor, magnesium, dan beberapa elemen lainnya.

Ada nutrient yang disebut dengan nutrisi essensial. Nutrisi essensial adalah nutrisi atau bioelement yang dibutuhkan oleh makhluk hidup dan harus didapat dari luar selnya / dari alam.

Nutrisi essensial dikatagorikan menjadi 2 jenis, yaitu makronutrien dan mikronutrien.

Makronutrien adalah nutrisi essensial yang dibutuhkan dalam jumlah yang relatif besar dan mempunyai peran penting dalam metabolisme serta struktur sel. Contoh dari makronutrien adalah gula dan asam amino. Kedua senyawa tersebut tersusun dari unsur karbon, hidrogen, oksigen.

Mikronutrien atau yang disebut dengan trace elemen adalah nutrisi essensial atau senyawa yang dibutuhkan dalam jumlah yang lebih sedikit. Mikronutrien biasanya terlibat dalam berbagai reaksi enzimatis dan menjaga struktur protein. Contoh dari  mikronutrien adalah mangan, zinc, nikel dll

Kebutuhan akan mikronutrien tiap-tiap spesies bakteri berbeda-beda. Kebutuhan mikronutrien tiap-tiap spesies tersebut dalam ditentukan atau dipelajari di laboratorium. Di laboratorium, bakteri ditumbuhkan dalam suatu media tanpa ditambahkan mikronutrien tertentu dan dilihat apakah bakteri tersebut dapat hidup tanpa mikronutrien tersebut.

Berdasarkan kandungan karbon, nutrient juga dikelompokkan menjadi dua, yaitu nutrien organik dan nutrient anorganik. 

Nutrien organik adalah nutrien yang tersusun dari unsur karbon (O) dan hidrogen (H). Nutrien organik tersebut bervariasi dari bentuk yang paling sederhana, contohnya metana (NH₄), hingga ke bentuk polimer kompleks seperti karbohidrat, lemak, protein, dan asam amino.

Nutrien anorganik adalah nutrien yang tersusun tanpa unsur karbon (O) dan hidrogen (H). Nutrien anorganik berasal dari tanah, terkandung dalam air, dan di air. Contoh dari nutrien anorganik diantaranya adalah logam dan garamnya (magnesium sulfate, ferric nitrate,sodium phosphate), gas (oksigen, karbondioksida) dan air.

Kandungan Nutrien pada Sel

Sebelum mengetahui dan menyimpulkan kebutuhan nutrien dari makhluk hidup, termasuk bakteri, perlu dipahami kandungan senyawa-senyawa atau unsur-unsur yang terkandung dalam sel. Berikut adalah kandungan nutrien yang berada dalam bakteri Escherichia coli :

- Air merupakan penyusun terbesar, yaitu sekitar 70 % dari sel bakteri Escherichia coli dan sekitar 97 % dari berat kering sel tersusun dari senyawa organik.

- Hampir seluruh senyawa organik penyusun sel adalah protein

- Sekitar 96 % penyusun sel adalah unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfat dan sulfur

- Unsur-unsur yang diserap maupun yang dibutuhkan oleh sel hampir semuanya bukan merupakan bentuk murni.

- Pada sebuah sel sederhana, yaitu sel bakteri Escherichia coli, terdapat sekitar 5.000 senyawa yang berbeda. Senyawa-senyawa tersebut hanya berasal dari beberapa macam nutrien yang diserap oleh sel, diantaranya (NH₄)SO₄, FeCl₂, NaCl, mikronutrien, glukosa, KH₂PO₄, MgSO₄, CaHPO₄, dan air.

Sumber dan Fungsi nutrisi essensial serta trace elemen

1. Karbon

Di alam, unsur karbon berbentuk gas karbondioksida (CO₂), karbonat (CO₃^2-) dan senyawa organik. Unsur karbon berasal dari udara, tanah / sedimen, makhluk hidup.

Fungsi =

Gas karbondioksida (CO₂) merupakan hasil dari proses respirasi dan digunakan oleh tanaman untuk proses fotosintesis.

karbonat (CO₃^2-) merupakan senyawa penyusun dindin sel dan kerangka.

Senyawa organik merupakan penyusun struktur semua makhluk hidup dan virus.

2. Nitrogen

Unsur nitrogen tersedia di alam dalam bentuk gas N₂, nitrate (NO₃^-), nitrit (NO₂^-), ammonium (NH₃), nitogen organik (protein, asam amino). Unsur nitrogen dapat diperoleh dari udara, tanah, air, dan makhluk hidup. Sekitar 79% penyusun gas di atmosfer adalah unsur nitrogen.

Nitrogen dapat dimanfaatkan oleh organisme oleh alga, tanaman dan beberapa bakteri dalam bentuk nitrate (NO₃^-), nitrit (NO₂^-), ammonium (NH₃). Hewan dan protozoa memperoleh nitrogen dari nitrogen organik. Semua organisme menggunakan NH₃ untuk membentuk asam amino dan asam nukleat.

3. Oksigen

Di alam, oksigen tersedia dalam bentuk gas O₂, oksida, dan air (H₂O). Oksigen dapat diperoleh dari air, tanah, dan merupakan hasil dari proses fotosintesis. Gas oksigen dibutuhkan organisme yang bersifat aerob untuk proses metabolismenya.

4. Hidrogen

Unsur tersedia di alam dalam bentuk gas H₂, H₂O, hidrogen sulfida (H₂S), metana (CH₄) dan senyawa organik. Hidrogen dapat diperoleh dari perairan, rawa, lumpur

gunung berapi, organisme

Fungsi =

Air merupakan senyawa yang paling mendominasi dalam sel dan merupakan pelarut untuk berbagai reaksi metabolik. Gas H₂, hidrogen sulfida (H₂S) adalah gas yang dapat dihasilkan dan dipergunakan oleh bakteri dan archaebakteria. Ion H⁺ sangat penting untuk tranfer energi dalam sel dan sangat penting untuk menjaga kestabilan pH dalam sel.

5. Fosfor

Fosfat (PO₄^3-) merupakan bentuk fosfor yang ada di alam. Fosfor dapat diperoleh dari bebatuan, deposit mineral, dan tanah. Fosfat merupakan komponen penyusun DNA dan RNA yang merupakan materi genetik bagi semua organisme. Fosfat ditemukan dalam ATP dan NAD yang berperan dalam berbagai reaksi metabolisme. Selain itu, fosfat itu juga ditemukan dalam fosfolipid yang berperan penyusun membran sel.

6. Sulfur

Sulfur tersedia di alam bentuk sulfur murni, sulfat (SO₄^2-) dan sulfydril (SH). Sulfur dapat diperoleh dari deposit mineral, sedimen vulkanik dan tanah.

Sulfur dapat dioksidasi oleh beberapa bakteri untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi. Unsur sulfur merupakan penyusun dari vitamin B1 dan gugus sulfidril. Gugus sulfidril tersebut merupakan penyusun dari ikatan disulfide pada beberapa asam amino.

7. Potassium dan Sodium

Potassium dan sodium dapat dimanfaatkan oleh organisme dalam pentuk ion, yaitu ion K⁺ dan ion Na⁺. Di alam, sumber dari kedua unsur tersebut dari deposit mineral, tanah, dan air laut. Potassium berperan dalam sintesis protein dan transportasi senyawa melewati membran sel. Sodium berperan memelihara tekanan osmotik dari sel.

8. Kalsium

Kalsium dapat dimanfaatkan bakteri dalam bentuk ion Ca⁺. Di alam, kalsium berasal dari sedimen laut, bebatuan dan tanah. Kalsium merupakan penyusun dari cangkang (CaCO₃), menstabilkan dinding sel, menambah resistensi dari endospore bakteri.

9. Magnesium

Di alam, Magnesium bisa didapati dan dimanfaatkan oleh organisme dalam bentuk ion magnesium (Mg²⁺). Sumber dari magnesium adalah sedimen geologi, bebatuan dan tanah. Magnsium merupakan atom pusat pada klorofil, diperlukan untuk fungsi membran, ribosom dan beberapa enzim.

10. Klorida

Klorida dapat dimanfaatkan oleh organisme dalam bentuk ion klorida (Cl^-). Sumber klorida adalah air laut dan garam di danau. Ion klorida (Cl^-) berperan dalam transport membran dan sangat dibutuhkan oleh bakteri halofilik untuk menjaga tekanan osmotiknya.

11. Zink

Unsur zink dapat dimanfaatkan oleh organisme dalam bentuk ion (Zn²⁺). Sumber zink adalah bebatuan dan tanah. Zink berperan sebagai kofaktor enzim dan mengatur gen eukariotik.

12. Besi

Besi dapat dimanfaatkan oleh organisme dalam bentuk ion (Fe²⁺). Sumber besi di alam adalah bebatuan dan tanah. Besi berperan penting dalam fungsi sitokrom.

13. Mikronutrien

Beberapa mikronutrien yang dibutuhkan oleh organisme diantaranya adalah tembaga, kobalt, nikel, molibdenum, mangan, yodium. Sumber mikronutrien di alam adalah sedimen geologi dan tanah. Mikronutrien diperlukan organisme dalam jumlah sedikit sebagai kofaktor reaksi enzimatis.

Demikian postingan tentang Sumber dan Bentuk Nutrisi Bakteri, Semoga Bermanfaat

Read more

Neisseria gonorrhoeae, Bakteri penyebab Penyakit Gonorrhea

Karakteristik Neisseria

Bakteri genus Neisseria merupakan kelompok bakteri yang berbentuk kokus dan dan termasuk bakteri gram negatif. Bakteri genus Neisseria dapat dibedakan dari bakteri lain berdasarkan morfologinya.

Secara morfologi, sel Bakteri genus Neisseria berbentuk bulat sempurna. Sel-sel berpasang-pasang dengan satu sisi datar saling menempel. Sel tidak membentuk flagel ataupun spora namun sering kali memilii fimbrie. Sel dapat membentuk kapsul dan memiliki membran luar yang tersusun dari lipopolysaccharide.

Morfologi bakteri genus Neisseria dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron perbesaran 52.000 kali

Sebagian besar bakteri genus Neisseria merupakan obligat parasit, yaitu tidak bisa bertahan atau tidak bisa hidup lama di alam bebas / diluar inang.

Bakteri genus Neisseria aerobic atau mikroaerofilik dan dapat melakukan metabolisme oksidatif. Menghasilkan enzim katalase dan enzim sitokrom oksidase.

Bakteri dari genus Neisseria yang paling dianggap patogen pada manusia adalah adalah Neisseria gonorrhoeae dan Neisseria meningitides. Kedua bakteri tersebut membutuhkan media yang diperkaya dengan nutrisi dan CO₂ tambahan agar bisa ditumbukan di media.

Baca Juga : Media Bakteri : Media Simmons Citrate Agar atau Media SCA

Neisseria gonorrhoeae

Neisseria gonorrhoeae atau sering disebut dengan gonococcus merupakan bakteri yang menyebabkan gonorrhea. Gonorrhea merupakan penyakit kelamin yang menular dan telah dikenal sejak jaman kuno. Nama gonorrhea berawal dari seorang dokter Yunani, Claudius Galen, yang menyangka bahwa penyakit gonorrhea diakibatkan oleh aliran cairan semen yang berlebihan. Penyakit gonorrhea sempat beberapa lama disamakan dengan penyaki sifilis sebelum para ahli dapat mengisolasi dan menumbuhkan bakteri Neisseria gonorrhoeae dari pasien yang terifeksi.

Faktor virulensi pada bakteri Neisseria gonorrhoeae

Neisseria gonorrhoeae dengan mudah dapat menginfeksi manusia karena peran dari fimbrie dan molekul pada permukaan sel yang berfungsi mempermudah sel bakteri tersebut menempel pada jaringan epitel inang. Selain itu, fimbriae juga berperan memperlambat proses fagositosis oleh sel makrofag dan neutrophil. Protease yang dihasilkan oleh bakteri Neisseria gonorrhoeae juga menambah virulensi karena dapat memecah lgA. 

Epidemiologi dan Patologi

Gonorrhea adalah Penyakit Menular Seks (PMS) yang menginfeksi hampir seluruh manusia di berbagai belahan dunia. Di Amerika Serikat dilaporkan bahwa terjadi 300.000 kasus Gonorrhea per tahun. Namun kenyataannya infeksi Gonorrhea di Amerika Serikat bisa lebih besar dari jumlah tersebut karena beberapa orang yang terifeksi tidak menunjukkan gejala-gejala sakit.

Pengidap penyakit Gonorrhea sebagian besar adalah remaja dewasa dengan kisaran umur diantara 18 hingga 24 tahun yang mempuyai kecenderungan untuk bergonta ganti pasangan dalam berhubungan sex.

Berdasarkan penelitian, jumlah bakteri  Neisseria gonorrhoeae yang mulai dapat menimbulkan infeksi pada manusia adalah 100-1.000 CPU. bakteri  Neisseria gonorrhoeae tidak dapat bertahan lebih dari 1 atau 2 jam di luar tubuh inang, sehingga penularan dapat terjadi secara efektif jika terjadi kontak langsung.

Bakteri Neisseria gonorrhoeae menempel pada jaringan epitel menggunakan fimbrie, kemudian menyerang jaringan ikat dibawahnya. Pada hari ke-2 sampai hari ke-6 akan mulai muncul reaksi inflamasi. Akan tetapi terkadang infeksi bakteri  Neisseria gonorrhoeae tidak menunjukkan gejala. Sebanyak 10% laki-laki yang terinfeksi Neisseria gonorrhoeae tidak menimbulkan gejala sakit, sedangkan 50% perempuan yang terinfeksi tidak menimbulkan gejala sakit. 

Baca Juga : Uji Biokimia Bakteri : Uji Katalase Bakteri

Infeksi pada organ reproduksi pria

Infeksi Bakteri Neisseria gonorrhoeae pada organ reproduksi pria penyebabkan urethritis yang ditandai dengan rasa sakit saat ingin mengeluarkan urin. Dan urin yang keluar terkadang bercampur dengan nanah. Infeksi seringkali hanya terjadi pada saluran urogenital bagian distal, namun terkadang juga dapat menyebar hingga uretra, kelenjar prostat dan epididymis. Bekas infeksi Neisseria gonorrhoeae pada saluran sperma tersebut terkadang menyisakan jaringan parut yang menyebabkan terjadinya infertilitas.

Letak infeksi Neisseria gonorrhoeae pada organ reproduksi Pria

Gejala yang muncul pada pria yang terinfeksi Neisseria gonorrhoeae; saluran uretra menngeluarkan nanah

Infeksi pada organ reproduksi Wanita

Berdekatannya saluran kemih / urin dengan organ reproduksi menyebabkan kedua sistem organ tersebut dapat terinfeksi bakteri Neisseria gonorrhoeae ketika berhubungan seksual. Gejala yang ditimbulkan pada wanita yang terinfeksi adalah timbulnya keputihan dan kesakitan saat mengeluarkan urine jika infeksi terjadi pada uretra. Penyakit lebih serius akan diderita oleh wanita yang terinfeksi jika bakteri tersebut menyebar hingga uterus atau tuba fallopi. Salah satu penyakit yang ditimbulkannya adalah salpingitis atau lebih dikenal dengan pelvic inflammatory disease (PID) atau penyakit radang panggul. Penyakit tersebut ditandai dengan deman, sakit perut dan nyeri. Sama halnya pada pria, bekas infeksi Neisseria gonorrhoeae dapat menyebabkan infertilitas jika menutupi saluran tuba fallopi.

Letak infeksi Neisseria gonorrhoeae pada organ reproduksi wanita

Infeksi selain di organ reproduksi

Selain pada organ reproduksi dan saluran kemih, Bakteri Neisseria gonorrhoeae dapat menginfeksi berbagai organ serta berbagai cara penularan. Hubungan anal sex dapat menularkan Neisseria gonorrhoeae dan menyebabkan proctitis. Oral sex dengan orang yang terinfeksi dapat menyebabkan pharyngitis and gingivitis. Infeksi juga dapat terjadi pada mata dan menyebabkan conjunctivitis yang serius akibat gaya hidup tidak higienis.

Beberapa kejadian juga menunjukkan bahwa bakteri Neisseria gonorrhoeae dapat masuk ke aliran darah dan kemudian menginfeksi sendi dan kulit.

Infeksi Bakteri Neisseria gonorrhoeae dapat terjadi juga bayi yanga baru dilahirkan. Bayi tersebut tertular Bakteri Neisseria gonorrhoeae selama proses kelahiran akibat ibu dari tersebut terinfeksi telah terinfeksi sebelumnya. Bayi tersebut mengalami infeksi serius dibagian mata dan menimbulkan keratitis, ophthalmia neonatorum, bahkan kebutaan. 

Baca Juga : Karakteristik dan Faktor virulensi Bakteri Staphylococcus aureus

Diagnosis

Diagnosis infeksi Bakteri Neisseria gonorrhoeae sangat mudah dilakukan yaitu dengan melakukan pengecatan gram pada eksudat dari uretra, vagina, serviks, dan mata. Seseorang diduga terinfeksi Bakteri Neisseria gonorrhoeae jika ditemukan bakteri gram negatif, diplococcus diantara neutrofil karena Neisseria gonorrhoeae yang difagositosit oleh neutrofil tetap hidup di dalam sel tersebut.

Hasil pewarnaan gram dari nanah pasien yang terinfeksi Neisseria gonorrhoeae; terlihat bakteri gram positif di dalam sel neutrofil

Demikian postingan tentang Neisseria gonorrhoeae, Bakteri penyebab Penyakit Gonorrhea. Semoga bermanfaat

Read more

Karakteristik dan Faktor virulensi bakteri Streptococcus

Karakteristik bakteri Streptococcus

Genus bakteri Streptococcus merupakan bakteri yang bersifat komensalisme atau patogen pada manusia dan hewan namun sebagian juga dapat hidup di lingkungan bebas. Bakteri Streptococcus dalam media, terutama media cair, tersusun bergandengan membentuk seperti rantai, atau manik-manik. Koloni bakteri Streptococcus tidak berpigmen, dan tampak berkilau.

Secara umum sel bakteri Streptococcus berbentuk bulat namun sel bakteri Streptococcus juga terlihat berbentuk bulat telur atau batang ketika sel masih muda dan aktif membelah.

Ciri khas koloni bakteri Streptococcus sp yaitu koloni bergantdengan memanjang membentuk struktur seperti rantai 

Bakteri Streptococcus merupakan bakteri yang tidak membentuk spora dan non-motile.

Bakteri Streptococcus bersifat fakultatif anaerob dan mampu memfermentasi segala bentuk gula serta seringkali memproduksi asam laktat.

Bakteri Streptococcus  bersifat katalase negatif (-) yaitu tidak memproduksi enzim katalase. Namun Bakteri Streptococcus mempunyai enzim peroksidase yang mampu menginaktivasi hidrogen peroksida sehingga bakteri Streptococcus mampu menggunakan oksigen.

Sebagian besar bakteri dari genus Streptococcus cukup sensitif terhadap pengeringan, panas, desinfektan. Beberapa bakteri yang termasuk genus Streptococcus, misalnya pneumococcus dan enterococci mempunyai kekebalan terhadap antibiotik.

Baca Juga : Pertumbuhan, Reproduksi dan Rekombinasi Bakteri

Klasifikasi spesies – spesies bakteri dari genus Streptococcus pertama kali diklasifikasikan oleh Rebecca Lancefield pada tahun 1930an. Rebecca Lancefield mengelompokkan genus Streptococcus menjadi 17 group (group A. group B, group C…..dan seterusnya sesuai abjad) berdasarkan keberadaan karbohidrat penyusun dinding sel nya. Namun sistem tersebut masih mempunyai beberapa kekurangan yaitu beberapa spesies tidak mempunyai karbohidrat dinding sel sehingga membutuhkan proses identifikasi tambahan.

Teknik identifikasi yang sering digunakan untuk identifikasi menumbuhkan Streptococcus pada media blood agar. Koloni bakteri Streptococcus pyogenes dalam media blood agar membentuk zona β-hemolysis sedangkan koloni bakteri Streptococcus pneumoniae membentuk zona α-hemolysis.

a)  zona β-hemolysis, zona terang yang oleh lisisnya hampir seluruh sel darah merah; merupakan ciri utama dari  genus bakteri Streptococcus group A, Streptococcus pyogenes misalnya. b). zona α-hemolysis, zona yang agak buram jika dibandingkan dengan  zona β-hemolysis merupakan ciri utama dari   bakteri Streptococcus pneumoniae (Group NI)

Faktor Virulensi Bakteri Streptococcus sp

Antigen Permukaan 

Bakteri Streptococcus mempunyai beberapa antigen permukaan yang mempengaruhi virulensi. Berikut antigen permukaan yang dimiliki Bakteri Streptococcus :

- C-karbohidrat

C-karbohidrat adalah polisakarida yang khusus ditemukan pada dinding sel. C-karbohidrat memberikan cukup kontribusi terhadap virulensi dan pathogenesis. C-karbohidrat juga dapat melindungi Bakteri Streptococcus dari ancaman enzim lisosim yang merupakan salah satu mekanisme pertahanan inang .

Baca Juga : Karakteristik dan Faktor virulensi Bakteri Staphylococcus aureus

- Asam lipoteichoic

Asam lipoteichoic berperan untuk menempelnya Streptococcus pyogenes  pada sel epitel kulit dan faring.

- M-protein

M-protein adalah protein spesifik yang dimiliki oleh bakteri genus Streptococcus. M-protein mempunyai variasi hingga 80 subtipe. M-protein dapat membentuk struktur runcing pada permukaan sehingga dapat menghalangi proses fagositosis sel inang.

Beberapa antigen permukaan yang dimiliki oleh bakteri Streptococcus sp (kiri); Detail dan posisi antigen  M-protein  pada  bakteri Streptococcus sp (kanan)

Toxin

Selain beberapa antigen yang menempel pada permukaan sel, bakteri Streptococcus juga menghasilkan beberapa toxin, diantaranya :

- Streptolysin

Streptolysin adalah toksin yang dihasilkan oleh Streptococcus group A. Streptococcus group A dicirikan dengan sifatnya yang beta-hemolytic. Streptolysin merupakan toksin yang dapat melisiskan darah.  Ada dua type Streptolysin, yaitu Streptolysin O (SLO) dan streptolysin S (SLS). Streptolysin dapat menimbulkan kerusakan pada berbagai sel dan jaringan seperti sel leukosit, sel hati, dan otot jantung.

- erythrogenic

Erythrogenic adalah toksin yang memicu terjadinya deman karena mempengaruhi sistem regulasi suhu dalam tubuh.

Baca Juga : Kloning DNA / Gen pada Bakteri dengan Memanfaatkan Enzim Restriksi dan DNA Ligase

Enzim

Streptococcus, juga menghasilkan enzim yang mempengaruhi virulensinya, yaitu :

- Streptokinase

Streptokinase adalah enzim yang dihasilkan oleh bakteri Streptococcus. Toksin Streptokinase dapat menggumpalkan fibrin sehingga dapat menghidarkan bakteri Streptococcus dari sistem pertahanan inang.

- Hyaluronidase

Hyaluronidase adalah suatu enzim yang salah satunya dihasilkan oleh bakteri Streptococcus. Enzim hyaluronidase berfungsi memecah jaringan pengikat sehingga mempermudah bakteri Streptococcus menyebar atau menginvasi suatu jaringan.

- Streptodornase (DNase)

Streptodornase merupakan jenis DNAse yang dihasilkan oleh bakteri Streptococcus. Streptodornase berperan menghidrolisis DNA inang.  

Demikian postingan tentang Karakteristik dan Faktor virulensi bakteri Streptococcus. Semoga Bermanfaat

Kata Kunci :

bakteri Streptococcus adalah, ciri ciri bakteri Streptococcus, koloni bakteri Streptococcus, mengapa bakteri Streptococcus menyebabkan penakit, racun pada bakteri Streptococcus, enzim pada bakteri Streptococcus, klasifikasi bakteri Streptococcus, antigen permukaan pada bakteri Streptococcus

Read more