pendahuluan mikrofar

Mikrobiologi ?

• Ilmu yang mempelajari semua aktifitas hayati mikroorganisme (mikroba)

• Mikroorganisme :

bentuk kehidupan atau organisme yang berukuran kecil/mikroba/ orang awam mengenal istilah kuman

Pengelompokkan Mikroorganisme

Belajar mikroorganisme?

• Setiap hari menusia terpapar secara terus menerus oleh mikroorganisme

• Mikroorganisme terdapat dimana-mana: tanah, air dan udara

• Mikroorganisme dapat menguntungkan atau merugikan manusia

•Pentingnya mikroorganisme

• Manusia membutuhkan mikroorganisme pada ususnya untuk:

- pencernaan

- sintesis beberapa vitamin

(vit B dan vit K)

- perlindungan dari mikroorganisme patogen

• Berperan penting dalam bidang pertanian

• Berperan dalam industri

- pembuatan alkohol dari wine dan beer

– pembuatan roti

– penambah cita rasa keju

– produk susu

• Penting untuk lingkungan

- mendegradasi bahan organik yang berasal dari hewan dan tumbuhan, menjadi gas dan mineral yang dapat di gunakan kembali oleh organisme lain.

Kerugian yang disebabkan oleh mikroorganisme

• Mikroorganisme patogen menyebabkan penyakit

- jumlah patogen sangat sedikit, tetapi pengaruhnya sangat besar terhadap aktivitas manusia

Kedudukan mikroorganisme di alam•

Makluk hidup

1. Tumbuhan ( C- otrotrof ): makanan dr, bhn anorganik lewat proses fotosintesis.

2 . Hewan : makanan dari bhn organik siap pakai (C-heterotrof). Dalam tubuh ( sal, cerna mengalami: pengolahan, pencernakan dan penyerapan.

• Contoh: poriferaChaelenterataPlatelmintesEchinodermataMoluscaAnelidaArtopoda : Insekta; Crustacea dllCordata : Pisces; Amphibi; Reptil Aves; Primata dan Mamalia.

3. Jasad Renik /Protista (Haekel 1866) dikelompokkan:

A. Ekariotik . Golongan ini memiliki struktur sel lebih maju yaitu : sama dengan sel tumbuhan dan bianatang.Yang termasuh gol. Ini ialah : - Algae- Protozoa : Pastigopora (berflagel); Amuba; Sporozoa dan Siliata.- Jamur- Jamur berlendir

B. Prokariotik. Golongan ini berderajad rendah. Yg termasuk keompok ini adalah : - Bakteri; termasuk juga Riketsia ( parasit intrasel obligat ) - Sianobakteria.

• Protista : memiliki bentuk sel yang amat berbeda dg semua jasad lain.

Mikroorganisme : menunjuk pada wujud jasad yg amat kecil.

Virus : Sebagai partikel yg tidak bersel. Harus dibedakan dr semua jasad lain.

Virus :Tidak dapat bereproduksi sendiri, tetapi memerlukan sel hidup untuk bereproduksi

STRUKTUR SEL MIKROORGANISME

POKOK BAHASAN

03.1 STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOT

03.2 STRUKTUR DAN FUNGSI SEL EUKARIOT

SUBPOKOK BAHASAN

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOT

I. Gambaran Umum Struktur sel Prokariot

II. Membran Sel Prokariot

III. Materi Sitoplasma

IV. Dinding Sel Prokariotik

V. Komponen Eksternal Dinding Sel

VI. Khemotaksis

VII. Endospora Bakteri

A. Ukuran, Bentuk, dan Penataan1. Sel prokariot mempunyai bentuk bermacam-macam

seperti bulat (cocci), batang (bacilli), lonjong (coccobacilli), batang bengkok (vibrios), heliks kaku (spirilla), dan heliks fleksibel (spirochetes)


A. Ukuran, Bentuk, dan Penataan (lanjutan)2. Pada fase reproduktif, beberapa sel tetap saling

menempel membentuk rantai, gerombolan (clusters), konfiguarasi planar persegi empat (tetrads), atau konfigurasi kubus (sarcinae)

3. Sedikit bakteri berbentuk pipih (flat) dan beberapa mempunyai lebih dari satu bentuk ( pleomorphic)

4. Ukuran sel prokariot bervariasi, namun secara umum ukurannya lebih kecil dibandingkan sel eukariot; akhir-akhir ini beberapa prokariot berukuran besar (750 nm) telah ditemukan dan dapat dilihat tanpa bantuan mikroskop.

A. Ukuran, Bentuk, dan Penataan (lanjutan)

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOT STRUKTUR SEL MIKROORGANISME


This figure illustrates a typical human cell (eukaryotic cell) and a typical bacterium (prokaryotic cell). The cartoon on the left highlights the internal structures of eukaryotic cells, including the nucleus (light blue), the nucleolus (intermediate blue), mitochondria (orange), and ribosomes (dark blue). The drawing on the right demonstrates how bacterial DNA is housed in a structure called the nucleoid (very light blue), as well as other structures normally found in a prokaryotic cell, including the cell membrane (black), the cell wall (intermediate blue), the capsule (orange), ribosomes (dark blue), and a flagellum (also black).









VI. Khemotaksis


SUBPOKOK BAHASAN



A. Membran plasma

1. Membran plasma bakteri terdiri dari phospholipid bilayer dengan permukaan hidrofilik (berhubungan dengan air) dan bagian interior yang hidrofobik (tidak larut dalam air); molekul asimetri tersebut disebut bersifat amfipatik; kebanyakan membran bakteri tidak mempunyai sterol

2. Banyak membran archae terdiri dari membram monolayer daripada bilayer; membran archae lebih detail diterangkan pada bab 20

3. “Fluid mosaic model” adalah model struktur membran yang paling luas dikenal. Dapat dibedakan 2 tipe protein yang berhubungan dengan membran: peripheral (terikat tidak kuat dan mudah lepas) dan integral (tertanam dalam membran dan tidak mudah lepas)

4. Membran sangat terorganisir, asimetris, fleksible, dan dinamis


STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOT


a) Sterol

b) cholesterol

c) hopenoid

Archael membrane structure

Archaeal membranes are also made of lipids and protein

• Branched lipids not fatty acids

• Ether bonds to glycerol

• Polar phosphate, sulfate, or carbohydrate

• Sterols in methane oxidizers

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOTSTRUKTUR SEL MIKROORGANISME




A. Membran plasma (lanjutan)5. Membran plasma memiliki beberapa fungsi

a. Menjaga sitoplasma dan memisahkan sel dari lingkungannya

b. Sebagai barrier yang selektif permeable, membiarkan beberapa molekum keluar masuk sel dan mencegah masuknya molekul lainnya

c. Sebagai tempat berlangsungnya berbagai proses metabolik meliputi respirasi, fotosintesis, sintesis lipid, dan sintesis dinding sel

d. Mengandung molekul reseptor khusus yang mampu mendeteksi dan merespon senyawa kimia di lingkungannya

Transport via membran sel

B. Sistem membran internal 1. Mesosom adalah struktur yang dibentuk oleh

invaginasi membran plasma yang mungkin berperan dalam pembentukan dinding sel selama pembelahan sel dan dalam replikasi dan distribusi kromosom

2. Bakteri fotosintetik memiliki membran plasma yang infolding yang bersifat menambah luas permukaan untuk fotosintesis

3. Bakteri yang memiliki aktivitas respirasi tinggi juga memiliki infolding yang berfungsi menambah luas permukaan untuk aktivitas metabolisme

4. Sistem membran internal ini dapat merupakan agregat vesikel sferis, vesikel rata, atau membran tubular


Membran Sel Prokariot







VI. Khemotaksis


SUBPOKOK BAHASAN

III. Materi sitoplasma

A. Materi sitoplasma adalah

1. bahan antara membran dan nukleoid;

2. tidak nampak pada pengamatan mikroskop elektron tetapi sering tampak dengan ribosom dan badan inklusi;

3. walaupun tidak memiliki sitoskeleton sejati sitoplasma bakteri memiliki protein sistem seperti sitoskeleton


B. Badan inklusi

1. Banyak badan inklusi berupa granula bahan organik atau anorganik yang dibentuk sel untuk ‘future use’; beberapa dibatasi oleh membran, yang lain diselubungi oleh membran satu lapis

2. Vakuola gas adalah tipe badan inklusi yang ditemukan pada cyanobacteria dan spesies akuatik lainnya; vakuola ini berperan dalam menjaga organisme tetap terapung dan berada dekat permukaan habitat perairan

3. Magnetosom adalah badan inklusi yang mengandung besi dalam bentuk magnetite; digunakan oleh bakteri untuk berorientasi terhadap bidang magnet bumi

III. Materi sitoplasma STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOT


Inclusions: Reserve deposits in the cytoplasm of cells.

Not found in all cell types:

1. Metachromatic Granules: Contain inorganic phosphate that can be used in the

synthesis of ATP. Stain red with blue dyes. Found in bacteria, algae, protozoa, and fungi. Characteristic of Corynebacterium diphtheriae,

causative agent of diphtheria. Useful for identification

purposes.

CHROMATOPHORE

MAGNETOSOMES

C. Ribosom

1. Ribosom adalah struktur kompleks yang terdiri dari protein dan RNA

2. Komponen tersebut bertanggung jawab terhadap sintesis protein sel

3. Ribosom prokariot memiliki struktur yang sama dengan ribosom eukariot tetapi lebih kecil ukurannya



RIBOSOMES

D. Nukleoid

1. Nukleoid adalah daerah yang berbentuk ireguler dimana ditemukan kromosom prokariot

2. Pada kebanyakan prokariot, nukleoid mengandung single circular chromosome, walaupun beberapa memiliki lebih dari satu kromosom atau mempunyai satu atau lebih kromosom linear

3. Nukleoid tidak dibatasi oleh membran, tetapi sering tampak berasosiasi dengan membran plasma atau mesosom

4. Kromosom bakteri adalah molekul DNA yang terkemas secara efisien dengan membentuk loop dan coil

III. Materi sitoplasma03.1 STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOT

03. STRUKTUR SEL MIKROORGANISME

5. Selain kromosom, banyak bakteri mempunyai plasmid; plasmid biasanya molekul DNA sikuler, tertutup, kecil

D. Nukleoid (lanjutan)

a. Plasmid dapat melakukan replikasi secara terpisah dari kromosom bakteri

b. Plasmid tidak dibutuhkan untuk pertumbuhan dan reproduksi bakteri, tetapi plasmid dapat membawa gen yang memberikan keuntungan bagi bakteri (resistensi obat, aktivitas metabolik yang meningkat, dll.)


. STRUKTUR SEL MIKROORGANISME







VI. Khemotaksis


SUBPOKOK BAHASAN

A. Dinding sel adalah struktur kaku yang terletak di sebelah luar membran plasma; memberi bentuk khas sel dan menjaga sel dari proses lisis osmotik

1. Dinding sel kebanyakan bakteri mengandung peptidoglycan; dinding sel archae tidak ada peptidoglycan dan tersusun dari proteins, glycoprotein, atau polysaccharida

2. Dinding sel bakteri gram positif berbeda dengan dinding sel bakteri gram negatif, tetapi keduanya mempunyai ruang periplasma, yang biasanya mengandung berbagai protein; protein tersebut dapat terlibat dalam pemasukan nutrisi , transport elektron, sintesis peptidoglycan atau dalam modifikasi senyawa toksik



Dinding sel bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif :

B. Peptidoglycan (murein) adalah polimer polysaccharida yang terdapat dalam dinding sel bakteri; terdiri dari rantai polisaccharida yang dihubungkan secara silang oleh jembatan peptida

C. Dinding sel bakteri Gram positif terdiri dari lapisan tebal peptidoglycan dan asam teikoat



IN GRAM POSITIVES PEPTIDOGLYCAN MAY BE AS MUCH AS 40 LAYERS THICK

MOST OF THE CELL WALL (90%) MAY BE MADE UP OF PEPTIDOGLYCAN, BUT THE REMAINDER MAY BE OF ACIDIC POLYSACCHARIDE CALLED TEICHOIC ACID (THEY ARE NEGATIVELY CHARGED MOLECULES)

Composition :

Peptidoglycan (Murein): Made up of a repeating disaccharide attached by polypeptides to form a lattice.

Disaccharide component: Made up of two monoscaccharides: N-acetylglucosamine (NAG) N-acetylmuramic acid (NAM)

Alternating disaccharides (NAG-NAM) are linked together in rows of 10 to 65 molecules.

NAG-NAM Peptidoglycan Disaccharide

D. Dinding sel bakteri Gram negatif :

1. Terdiri lapisan petidoglycan tipis yang diselubungi oleh outer membrane yang terdiri dari lipid, lipoprotein, dan molekul lipopolysaccharida (LPS). LPS dapat berperan dalam sistem proteksi dan dapat berfungsi sebagai endotoksin, menyebabkan beberapa gejala kha infeksi bakteri Gram negatif; tidak terdapat asam teikoat pada dinding sel Gram negatif .

2. Outer membran bersifat lebih permeable daripada membran plasma karena adanya protein porin yang membentuk channel dimana molekules kecil (600-700 daltons) dapat lewat



E. Mekanisme pewarnaan Gram meliputi:

1. ‘constricting’ lapisan peptidoglycan yang tebal pada sel gram positif, sehingga mencegah hilangnya pewarna crystal violet selama proses dekolorisasi;

2. lapisan peptidoglycan yang lebih tipis pada sel Gram negatif tidak mampu menahan pewarna, dan kemudian bakteri lebih mudah mengalami dekolorisasi ketika dilunturkan oleh alkohol



F. Dinding sel dan proteksi osmotik :

1. mencegah pembengkakan dan lisis ketika bakteri berada pada lingkungan hipotonis;

2. tetapi, pada lingkungan hipertonis, membran plasma terpisah dari dinding sel dan sel mengalami plasmolisis



STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOT03. STRUKTUR SEL MIKROORGANISME






VI. Khemotaksis


SUBPOKOK BAHASAN


A. Kapsul, selaput lendir, dan S layer

1. Kapsul dan selaput lendir (juga disebut glycocalyx):

a. adalah lapisan polysaccharida yang terletak di bagian luar dinding sel;

b. kapsul menjaga bakteri dari fagositosis, desikasi, infeksi viral, dan bahan toksik hidrofobik seperti detergen;

c. juga menambah kemampuan bakteri menempel pada suatu permukaan dan motilitas gliding

d. Kapsul tersusun teratur dan selaput lendir terdifusi dan tidak teratur

03.1 STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOT03. STRUKTUR SEL MIKROORGANISME

2. S layer

a. adalah lapisan protein atau glycoprotein yang tersusun secara teratur terdapat pada bakteri dan archaea,

b. diduga S layer merupakan satu-satunya lapisan di luar membran plasma;

c. menjaga sel dalam menghadapi fluktuasi ion dan pH, stres osmotik, enzim hidroliti, atau bakteri predasi Bdellovibrio

A. Kapsul, selaput lendir, dan S layer (lanjutan)



B. Pili dan fimbriae :

1. struktur seperti rambut yang pendek dan tipis

2. merupakan alat bagi bakteri untuk melekat pada:

a. suatu permukaan (fimbrae)

b. bakteri lain selama proses sexual mating (pili)



C. Flagela dan motilitas

1.Flagela adalah struktur lokomosi seperti benang yang keluar dari membran plasma dan dinding sel




1.Flagela dapat tersusun dalam beberapa pola :

a. MONOTRICHOUS (flgela tunggal)

b. AMPHITRICHOUS (flagela tunggal pada satu sisi sel)

c. LOPHOTRICHOUS (seberkas flagela pada satu atau kedua sisi sel)

d. PERITRICHOUS (flagela pada seluruh permukaan sel)



2. Struktur ultra flagelaa. Fagela terdiri dari filamen yang tersusun dari

protein tunggal yang disebut flagellin.

b. Bagian hook adalah bagian yang pendek melengkung yang menghubungkan filamen ke bagian tubuh dasar, susunan seri cincin yang menyebabkan rotasi flagela

c. Sintesis flagela meliputi beberapa gen untuk hook dan tubuh dasar dan gen untuk flagellin.

d. Molekul flagelin yang baru ditransport melalui filamen sehingga pertumubuhan flagela adalah dari ujung, bukan dari dasar




3. Mekanisme pergerakan flagela adalah secara rotasi; bagian hook dan struktur helik flagela menyebabkan flagela bergerak seperti propeller, sehingga menyebabkan bakteria bergerak pada lingkungan yang basaha. COUNTERCLOCKWISE ROTATION (rotasi

berlawanan arah jarum jam) menyebabkan gerak berlari ke depan (run)

b. CLOCKWISE ROTATION (rotasi searah jarum jam) menghentikan gerakan run menghasilkan gerak di tempat (tumble)




1. Pada spirochaete, filamen axial menyebabkan pergerakan flexing and spinning;

2. prokariot lain menunjukkan motilitas gliding – mekanisme dimana sel meluncur di permukaan solid ;

3. tidak ada struktur yang tampak berhubungan dengan motilitas gliding

D. Prokariot dapat bergerak dengan mekanisme lainnya









VI. Khemotaksis


SUBPOKOK BAHASAN

VI. Khemotaksis

A. Khemotaksis adalah pergerakan bakteri baik menuju atraktan kimia maupun menjauh dari repelen kimia

B. Konsentrasi atraktan dan repelen dideteksi oleh khemoreseptor yang terdapat pada permukaan bacteria

C. Gerakan langsung menuju khemoatraktan (bias dengan gerak random menuju atractan): increasing concentrations → less tumbling decreasing concentrations → more tumbling


D. Gerakan langsung menjauh dari khemorepelen (bias dengan gerak random menjauh dari repelen) melibatkan mekanisme yang sama tetapi respon kebalikannya

E. Mekanisme pengendalian tumble dan run merupakan mekanisme yang kompleks, melibatkan banyak protein dan beberapa mekanisme (perubahan konformation, metilasi, dan fosforilasi); walaupun rumit tetapi respon dapat terjadi hingga 200 meters/second

VI. Khemotaksis


A. Pembentukan endospora (sporulasi) normalnya berhubungan dengan berhentinya pertumbuhan karena habisnya nutrien; merupakan mekanisme yang kompleks, proses melibatkan banyak tahapan

B. Transformasi endospora dorman menjadi sel vegetatif aktif juga merupakan proses yang kompleks yang meliputi aktivasi (preparasi) endospora, germinasi (menghentikan kondisi dorman endospora), dan outgrowth (emergence sel vegetatif baru



pendahuluan mikrofar

Documents