Fisiologi Mikroba
Sel adalah unit paling dasar dari makhluk hidup. Makhluk hidup dibedakan menjadi dua berdasarkan jumlah selnya, yakni uniseluler yang merupakan makhluk hidup bersel satu dan juga multiseluler yang berarti makhluk hidup yang memiliki banyak sel. Semua sel diisi dengan cairan matriks dan dikelilingi oleh membrane sitoplasma, yang terutama terdiri dari lemak dan protein. Sel juga mengandung asam nukleat, yang berperan sebagai pembawa informasi genetik, bersama dengan ribosom yang yang mengam mengambil bil bagian bagian dalam dalam sintesi sintesiss protein protein.. Sel dibagi dibagi menjad menjadii dua menuru menurutt jenisnya, yakni prokaritik dan eukariotik. Prokariotik terdiri dari archae dan eubacteria. eubacteria. Seda Sedang ngka kan n euka eukari riot otik ik terd terdir irii dari dari jamu jamurr (fung (fungi) i),, prot protoz ozoa oa,, alga algae, e, tumbuhan, dan hewan. Sel prokariotik biasanya memilki diameter berukuran kurang dari !m, tetapi ada beberapa perkecualian untuk untuk bakteri laut, Thiomargarita namibiensis, yang memilki luas "## kali. Prokariot jarang memiliki membran yang membatasi organel$ organel dan memiliki sebagian kecil internal ultrastruktur yang dikenali,bagian dari tubuh inklusii (butiran dari senyawa organik maupun anorganik), bermacam$macam %aku %akuol ola, a, dan dan bebe bebera rapa pa in%a in%agi gina nasi si khusu khususs dari dari memb membran ran sel. sel. &eba &ebany nyaka akan n sel prokariotik mengandung kromosom tunggal yang tersusun dari deo'yribonucleic acid (*), di mana terletak di bagian dari sel yang disebut sebagai nukleoid. &romosom berbentuk melingkar, meskipun beberapa berbentuk garis lurus. +ibosom dari prokariotik adalah # S (S%edberg -nit), di mana mengacu pada rerata sedimentasi sentrifugasi dan pengukuran dari ukuran mereka, meskipun massa jenis dan bentuk bisa memengaruhi nilai. ampir semua prokariot memiliki dinding sel yang ang berl berlok okasi asi di luar luar memb membran ran sitop sitopla lasm sma, a, di mana mana biasa biasany nyaa meng mengan andu dung ng peptidoglikan. i luar dinding sel, mereka memiliki kapsul dan flagel yang kurang komple kompleks ks daripa daripada da sel eukario eukariotik tik.. Sel eukari eukarioti oti ukuran ukuranny nyaa lebih lebih besar besar daripa daripada da prokariotik dan mengandung membran ikat organel, termasuk mitokondria, lisosom, badan /olgi, dan retikulum endoplasma. endoplasma. Sel fotosintesis juga mengandung kloroplas. +ibosom dari eukariotik bernilai 0# S. Sel eukariotik membagi selnya dengan proses kompleks mitosis dan biasanya memiliki kehidupan seksual, termasuk meiosis. Proses ini membagi jumlah kromosom dari diploid (1n) menjadi haploid (n) di mana mengandung satu set kromosom, fasilitas gen rekombinan, dan menghasilkan gamet.
Prokariot
Prokariot dibagi menjadi dua berdasarkan hubungan filogenetik (e%olusi). 2akni archaebacteria (bakteri kuno) dan eubacteria (bakteri sejati). Archae
Prokariot ini cukup berbeda dari eubacteria dan memiliki beberapa fitur, terutama aspek yang berhubungan dengan sintesis protein yakni transkripsi dan translasi. 3anyak archae hidup di lingkungan ekstrem yang memerlihatkan jika mereka memiliki kekuatan. 4 tipe dasar fisiologi yang ditemukan, antara lain halofil (beradaptasi di konsentrasi garam yang tinggi), metanogen (produser metana), dan thermofil (beradaptasi di temperature yang tinggi), dan ada beberapa yang barofil (beradaptasi di tekanan yang tinggi). Archae memiliki genom yang relatif kecil mengandung jumlah * setengah dari Eubacteria. 5ontohnya genom dari Methanococcus jannaschii yang mengandung "6# gen yang terdiri dari "## kilobase pairs (kbp). Meskipun beberap aarchae digunakan untuk keperluan industry, mereka masih memungkinkan sebagai bahan yang dapat dieksploitasi untuk kegunaan bioteknologi pada kemudian hari. 7nzim mereka merupakan bagian yang menarik untuk dikembangkan pada masa depan. Semua prokariot pada dasarnya dibagi menurut karakteristik mereka pada prosedur /ram, yang ditentukan oleh struktur dinding sel8selubung sel. &omposisi dinding sel archae &omposisi dinding sel archaea ber%ariasi, beberapa muncul /ram$ positif sedangkan yang lain /ram$negatif. Pembentuk dinding sel dari archae berbeda dengan
eubacteria,
di
mana
mereka
mengandung
polimer
yang
unik,
methanochondroitin, dan pseudomurein. Mereka juga memiliki membrane khas lipid. Archae dibagi menjadi 4 kingdom 9 1. Euryarchaeota, terutama methanogens, seperti methanobacterium dan methanosarcina dan halophil, seperti halobacterium dan halococus. 2. Crenarchaeota, yang paling banyak ditemukan pada barofil dan thermofil, termasuk
di
dalamnya Pyrodictium,
Pyrolobus,
Sulfolobus,
dan
Thermoroteus. !. "orarchaeota yang merupakan hyperthermofil di mana belum dapat diidentifikasi sepenuhnya.
Eubacteria
Eubacteria merupakan grup yang beragam yang dapat dibagi menjadi "1 subgrup. 3agaimanapun, hamper semua bakteri industry membagi mereka menjadi dua, yakni roteobacteria dan eubacteria /ram positif. 1. Proteobacteria adalah kindom yang utama dari bakteri /ram negati%e yang dibagi menjadi grup, yakni :, ;, <, = ,>. Mereka termasuk bakteri fotosintetik
ungu
Enterobacteriaceae
dan
kerabat
non$fotosintetik,
(misalnya Escherichia
coli),
bersama
terutama dengan
#yhomicrobium, $itrobacter, Pseudomonas, Thiobacillus dan %ibrio. 2. 3akteri /ram positif, dibagi menjadi dua subdi%isi utama 9 (a) /uanin rendah (/) ? sitosin (5) kelompok, yang mengacu pada proporsi pasangan basa ini dalam organisme * dan termasuk &acillus, Clostridium, 'actobacillus, 'euconostoc, Stahylococcus, Stretococcus dan Mycolasma@ (b) &elompok / ? 5 tinggi, yang berisi actinomycetes (bakteri filamen, misalnya
Stretomyces(,
Corynebacterium,
Mycobacterium
dan
Micrococcus. Subgrup lainnya yang mengandung beberapa contoh bakteri industry antara lain 9 !. Cyanobacteria dan kerabat, yang oksigenik phototrophs, misal Anabaena, $ostoc dan Sirulina. ). Chlamydia, sekelompok intraseluler obligat parasite. *. Planctomyces dan Pirella, bakteri kurang peptidoglikan@ beberapa dengan membran$terikat nucleoid. +. &acteroides dan la-obacteria, subkelompok yang berisi campuran jenis fisiologis. . 3akteri belerang hijau, seperti Chlorobium, sebuah phototroph anaerobik. /. Spirochetes dan kerabat yang /ram$negatif bakteri melingkar. 0. einococci, micrococci radioresisten dan kerabat, mis adiodurans einococcus dan Thermusa3uaticus. 14. 3akteri hijau non$sulfur dan anaerobic fototrop. 11. Thermotoga dan Thermosulfobacteria, thermophiles dari mata air panas dan sedimen laut. 12. A3uifle5, sekelompok chemolithotrophic wajib dan hyperthermophiles autorof. Eschericia coli
Eschericia coli ditemukan pada "00 oleh seorang ahli bakteri dari Aerman, Bheodor 7scherich. 3akteri ini hidup di usus besar manusia dan hewan yang berdarah panas. 3akteri ini dapat menyebabkan penyakit yang disebut dengan diare. al ini disebabkan karena memaska daging belum matang ataupun meminum susu yang
belum diproses terlebih dahulu (susu mentah). 3akteri ini, merupakan bakteri yang digunakan sebagai model untuk memelajari molekular biologi dan merupakan tempat yang ideal untuk percobaan pengloningan gen. &onsekuensinya, telah terbukti jika bakteri ini berguna untuk memproduksi protein heterolog yang berasal dari organisme lain. 3agaimanapun sekresi protein E. coli adalah problematika. E. coli adalah /ram$ negatif anaerob, sepanjang ke keluarga 7nterobacteria. Selnya berbentuk batang pendek, luasnya kira$kira #,4$",# !m dan panjangnya "$4 !m. *nggota dari gen Esherichia biasanya meproduksi laktase, asetat, succinate, dan format. 3entuk tubuh bagian luar untuk bakteri /ram$negatif sering seperti amplop. Mereka memiliki dinding sel lebih kompleks daripada /ram$positif. Mereka biasanya terdiri dari 1 bagian yang melindungi selnya dan memberikan bentuk yang kaku. 3agian terluar disebut membran luar, di mana memiliki ketebalan rata$rata $0nm, mengandung lipopolisakarida dan mukopeptida. Cipoposakarida sangat efektif menjaga sel dari detergen dan agen antimikrobial yang lain. Protein membran paling luar adalah 3raunDs lipoprotein, di mana meluas melalui membran terluar dan berhubungan dengan peptidoglikan. i E. coli, flagella melingkari seluruh sel. Setiap flagela memiliki panjang beberapa mikrometer, terdiri dari flagellin protein, dan menempel pada lapisan membran luar melalui basal tubuh, terdiri dari empat cincin. Selain itu, fibril (fimbriae atau pili), dapat melekat pada membran luar, yang rambut seperti proyeksi pendek, diameternya $ nm dan panjangnya E## nm. Peptidoglikan dan ruang periplasma alam membran luar bakteri /ram$negatif, dan ko%alen melekat padanya melalui lipoprotein, adalah lapisan tipis peptidoglikan sekitar 1$4 nm tebal. Peptidoglikan meluas ke dalam mendasari ruang periplasma, yang kira$ kira "1$" nm lebar. Filayah ini tidak kosong, berisi berbagai protein, protein, kemoreseptor dan berbagai mengikat enzim. i bawah ruang periplasma terletak inner cell (sitoplasma) membran yang membungkus matriks sitoplasma. Struktur ini sangat selektif, mengendalikan masuknya nutrisi dan sekresi ion dan senyawa yang lebih besar. &romosom berada di wilayah nucleoid yang menempati sekitar "#G dari %olume sel. Struktur lapisan bakteri gram negatif ditunjukkan seperti gambar di bawah9
Sumber9 Hndustrial
Microbiology9 *n Hntrodution, Michael A. Faites
/ambar ". Struktur lapisan bakteri gram negatif Bakteri Gram Positif
/enus &acillus merupakan bakteri gram positif yang berbentuk basil atau lonjong. Sel bakteri jenis ini biasanya lebih besar daripada bakteri E. Coli dengan lebar #,$1, !m dan panjang ",1$"# !m. 3akteri &asillus memiliki kemampuan untuk membentuk endospora untuk mempertahankan hidup ketika berada pada lingkungan yang tidak diinginkan. &acillus Subtilis merupakan mikroorganisme yang dapat menguraiakan sisa$sisa mahluk hidup. i dunia industri, &. Subtilis digunakan untuk memproduksi enzim seperti amilase dan protease, dan dapat menghasilkan bahan$bahan kimia esensial seperti %itamin, asam amino, dan nukleosida. Perbedaan utama antara bakteri E. Coli dan &. Subtilis adalah struktur dinding sel dan kemampuannya dalam membentuk spora. inding sel pada bakteri gram positif ( &. Subtilis) lebih kompleks daripada bakteri gram negatif. inding sel &. Subtilismemiliki ketebalan 1#$# nm dan terdiri atas 1 lapisan peptidoglikan. Pada bakteri gram positif, terdapat asam teichoic yang menempel pada peptidoglikan di sepanjang membran sel. &omponen tersebut merupakan pembeda dengan bakteri gram negatif. iluar dinding sel, terdapat kapsul yang terbuat dari polipeptida, dan flagela yang mendukung pergerakan sel. Struktur sel lapisan bakteri gram positif adalah sebagai berikut9
Sumber9 Hndustrial Microbiology9 *n Hntrodution, Michael A. Faites
/ambar 1. Struktur lapisan bakteri gram positif Perbedaan lain dengan bakteri gram negatif adalah kemampuannya menghasilkan spora. Sel tumbuh dan berkembang dengan pembelahan biner secara terus$menerus hingga nutrisi yang ada menjadi terbatas. &eadaan ini menstimulasi terjadinya pembentukan spora. Pembelahan sel
yang terjadi mengalami perbedaan ukuran,
dengan sel yang lebih besar disebut sebagai sel induk dan yng lebih kecil disebut spora. Sel induk kemudian akan memakan spora. Mula$mula dinding dari peptidoglikan menyelimuti permukaan spora, kemudian berkembang menjadi dinding sel ketika spora tersebut tumbuh. inding sel tersebut kemudia dinamakan sebagi korteks. &etika sel induk mati, sel akan mengalami lisis dan sel spora dilepaskan. Spora tersebut mengalami masa dormansi, tidak terpengaruh keadaan lingkungannya, sehingga dapat bertahan hidup dalam waktu yang lama. &etika keadaan lingkungan telah stabil, spora akan tumbuh menjadi sel %egetatif.
