Pengertian Mikrobiologi dan Mikroba
Mikrobiologi adalah telaah mengenai organisme hidup yang berukuran mikroskopis yang meliputi yang meliputi bakteri, protozoa, virus ,alge dan fungi.
Mikrobiologi dibedakan menjadi beberapa sub berdasarkan macam-macam orientasi yaitu :
a. Orientasi Taksonomi
- Virologi : Mempelajari stuktur, susunan dan Klasifikasi virus.
- Bakteriologi : Mempelajari struktur, susunan, dan klasifikasi bakteri dan mahluk hidup.
- Mikologi : Mempelajari stuktur, susunan, dan klasifikasi mahluk hidup termasuk jamur.
- Fikologi : Mempelajari stuktur dan susunan klasifikasi mahluk hidup termasuk ganggang/ alga.
- Protozoologi : Mempelajari, stuktur, susunan dan klasifikasi mahluk termasuk protozoa.
b. Orientasi Habitat
1. Mikrobiologi air
2. Mikrobiologi tanah
3. Mikrobiologi laut
c. Orientasi Problema
1. Mikrobiologi fatagenik
2. Mikrobiologi Pertanian
3. Mikrobiologi industri
4. Mikrobiologi geologi
Mikroba merupakan mahluk-mahluk hidup kecil atau jasad renik, Biasanya hanya bias dilihat dengan alat yang di sebut mikroskop tapi ada juga mikroba yang berukuran cukup besar yaitu alga dan fungi bias dilihat dengan mata telanjang.
Penggolongan mikroba diantara jasad hidup Plantae tumbuhan dan animalia (hewan).
1. Mikroba ukuran besar dapat digolongkan kedalam plantea dan animalia.
2. Mikroba dengan ukuran kecil tidak bias / sulit digolongkan ke dalam plantae atau animalia.
3. Mikroba kadang mempunyai sipat plantae dan animalia.
Menurut teori evolusi yang dikemukakan oleh para ahli yaitu ernest haeckel (1834-1919), R.H. Whittaker (1920-1980) dan carl woese (1928) bahwa setiap jasad retik (mikroba) dapat dikelompokkan ke sipat plantae atau animalia berdasar protista, tingkat perkembangannya dan berdasar susunan kimia makromolekul yang terdapat didalamnya.
Ciri umun mikroba : Yaitu berperan sebagai produsen konsomen maupun redusen, yaitu dapat menghasilkan bahan organic dengan energi matahari yaitu algae dan bakteri sintetik yang menggunakannya. Contohnya protozoa dan dapat menguraikan bahan-bahan organic dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsure-unsur kimia contohnya bakteri dan jamur (sungi).
Diversitas kehidupan Mikroba :
Thenmofilik : Tahan terhadap panas, Psikrofilik : Tahan terhadap kimia, Acidofilik : tahan terhadap asam, Alkalofilik :, Halofilik :, Barofilik : tahan terhadap tekanan, Radiofilik :, Anaerobik Obligat : .
Sejarah Perkembangan Mikrobiologi
A. Penemuan Animalculus (Protozoa, algae, khamir dan Bakteri)
Leeuwenhoek (1633-1723) penemu mikroskop : awal mula terungkapnya mikroba
B. Teori dan Pendapat
1. Teori abiogenesis (animakulus timbul sendiri dari benda-benda yang mati) teori ini tidak terbukti.
2. Teori biogenesis bahwa animakulus berasal dari benih animalculus itu sendiri
3. Francesco Redi (1626-1697)
4. Lazzaro Spallanzani (1729-1799)
5. Louis Pasteur (1822-1892) => pasteurisasi dan sterilisasi.
C. Penemuan bakteri berspora yaitu oleh jhon tyndall (1820-1893) yang mendukung pendapat Pasteur dan ditemukan Tyndallisasi yaitu pemanasan yang terputus dan diulang beberapa kali sehingga dapat disimpulkan adanya.
· Termolabil (tidak tahan pemanasan pada saat pertumbuhan)
· Termoresisten (sangat tahan terhadap panas) sehingga bakteri dapat membentuk endospora.
D. Peran Mikroba dalam Transformasi bahan organic.
Pada proses Fermentasi (pengkhamiran) yaitu proses yang menghasilkan alcohol / asam organic misalnya. Pembuatan tape.
· Adanya proses pembusukan (putrefaction) yaitu proses peruraian yang menghasilkan bau busuk pada peruraian bahan yang mengandung protein.
· Pasteur (1875-1876) menyimpulkan bahwa adanya sel-sel yang lebih kecil mengakibatkan sebagian besar proses fermentasi alcohol didesak oleh proses fermentasi lain yaitu fermentasi asam laktat. Contoh fermentasi anggur dari gula lait menghasilkan anggur yang asam . Fermentasi asam sitrat oleh jamur aspergillus.
E. Penemuan Kehidupan Anaeroh
Kehidupan anaerob yaitu mekroba yang tidak memerlukan oksigen dan kehidupan aerob yaitu mikroba yang memerlukan oksigen , dua kehidupan ini ditemukan dalam penelitian Pasteur pada fermentasi asam butirat.
F. Penemuan Enzim
Bernad (1875) menentang pasteur tentang fermentasi yang merupakan proses vital kehidupan dan berpendapat bahwa khamir dapat memecah gula menjadi alcohol ke CO² karena mengandung katalisator biologis dalam selnya dan dibuktikan oleh Buchner (1897) dengan cara menggerus khamir dengan pasir ke gula dan pembentukan alcohol dari gula tersebut merupakan hasil urutan reaksi kimia yang di katalisir oleh biokatalisator yang fesifik disebut enzim.
G. Mikroba Penyebab Penyakit
Pasteur (1875-1876) mikroba dapat menimbulkan karusakan / penyakit pada jasad tingkat tinggi contohnya : penyakit bir, penyakit pada tanaman gandum (1813) tanaman kentang (1845) penyakit pada ulat sutra dan penyakit kulit manusia pada tahun 1850 ditemukan bakteri berbentuk batang dalam darah hewan yang sakit antraks hal ini dibuktikan oleh Davalne (1863-1868) dan Robert Koch (1876) bahwa bakteri / mikroba pada hewan yang sakit dapat ditularkan kedalam hewan yang sehat dan akhirnya akan menderita penyakit yang sama.
H. Penemuan Virus
Iwanowsky menemukan bahwa filtrate bebas bakteri (cairan yang telah disaring dengan saringan bakteri) dari ekstraks tanaman tembakau yang terkena penyakit mozaik ternyata tetap dapat menimbulkan infeksi pada tembakau yang sehat karena diketahui adanya jasad hidup yang mempunyai ukuran jauh lebih kecil dari bakteri dan inilah yang disebut virus, pendapat ini dibuktikan kebenarannya oleh Postulat river (1937).
I. Abiogenesis menurut pandangan baru.
Bahwa kehidupan terjadi dari berbagai unsure kimia dengan rangkaian reaksi yang terjadi dialam, di buktikan oleh oparth (1938) dan haldane (1932) , bahwa bumi pada zaman prebiotik atmosfernya bersifat anaerob yang mengandung nitrogen, hydrogen, CO², uap air, ammania, CO, dan H²S lalu terkena sinar UV (ultra violet) bahan anorganik akan berubah menjadi bahan organic, evolusinya menjadi lebih kompleks, dan mulailah terbentuk makromolekul, yang nantinya akan saling bergabung membentuk membrane yang mengelilingi cairan dan akhirnya terbentuk organisme seluler. Hal ini yang disebut evolusi yaitu josad bersel tunggal menjadi bersel majemuk memerlukan waktu ± 2,5 milyar tahun, jasad bersel majemuk menjadi reptile sampai binatang menyusui memerlukan waktu milyaran tahun.
J. Penggunaan Mikroba
1. Untuk Proses Klasik
· Jamur Aspergillus sp untuk kecap
· Khamir untuk membuat anggur dan roti
2. Mikroba untuk produksi antibiotic
· Penisillin oleh jamur penicillium sp
· Streptomisin oleh actinomysetes streptomyces sp
3. Mikroba untuk proses-proses baru
· Karotenoid dan steroid oleh jamur
· Pembuatan enzim amylase, proteinase, pektinase
4. Mikroba dalam teknik genetika modern
* Pemindahan gen dari manusia binatang dan tumbuhan kedalam sel mikrobia.
5. Mikroba untuk bidang pertanian
* Untuk pupuk hayati biopestisida, pengomposan dll
6. Mikroba untuk bidang pertambangan
* Proses penambangan minyak bumi
* Desulfurusasi batu bara
7. Mikroba di bidang lingkungan
* Mengatasi pencemaran limbah organic dan anorganik
#Struktur Dan fungsi Sel Mikroba#
Sel merupakan unit fisik terkecil dari organisme hidup dengan komposisi material sel DNA dan RNA, protein, lemak dan fosfolipid.
Ada 2 Tipe sel
1. Sel prokariotik yaitu tepe sel pada jasad rendah seperti bakteri, siano bacteria / alga biru.
2. Sel eukariotik yaitu tipe sel pada jasad yang tingkatnya lebih tinggi seperti khamir jamur tanaman dan hewan sel.
* Perbedaan tipe sel prokariotik dan tipe sel Eukariotik*
1. Ukuran pada sel prokario tik lebih kecil disbanding sel eukariotik yang sudah mempunyai inti sejadi di selimuti membrane.
2. Pada bakteri pseudomonas hanya berukuran 0,4-0,7 µ dengan diameter dan panjangnya 2-3µ.
3. Prokariotik tidak mempunyai organela seperti mitokondria, kloroplas dan aparatgolgi sedangkan sel eukariotik terdapat ribosan, mitokondria, kloroplas dan apparatus golgo yang mirip diktiosom.
4. Pada prokariotik inti sel tidak mempunyai membrane.
5. Ukuran genomnya berbeda dan jumlah DNA penyusun pada sel prokariot berkisar antara 0,8-8. 106 pasangan basa (PD) DNA sedangkan pada sel eukariotik mempunyai pasangan basa lebih tinggi.
Struktur Sel
1. Inti Sel
- Inti sel eukariotik pada interfase di kelilingi oleh suatu membrane yang terdiri dari 2 lapisan lemak.
- DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur.
- Pembelahan secara mitosis adanya reproduksi seksual pada hewan dan tanaman tingkat tinggi, zygote mengandung 2 sel kromosom (2µ) apabila gametbersifat haploid maka zygote diploid, semua sel somatic bersifat diploid dan pada generasi seksual berikutnya kromosam mengalami segregasi jadi haploid yang disebut meiosis.
2. Membran sel prokariotik
- Permukaan luar lipid membrane sel bersipat hidrofil dan permukaan dalam bersifat hidrofob, stabilitas membrane sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobit pada bilayer terdapat protein yang letaknya tenggelam pada beberapa bakteri membrane mengelilingi sitoplasma pada bakteri fotosintetik klorofil tidak terdapat dalam suatu kloroplas tapi dalam membrane yang bersipat lipat dalam sel yang disebut membrane tilakoid pada system ini mengandung system transport electron yang menghasilkan ATP.
3. Dinding Sel
- Dinding sel bakteri sifatnya agak elastis dan tidak permeable terhadap garam dan senyawa dengan berat molekul rendah konsentrasi garam dan gula didalam sel lebih tinggi disbanding di luar sel apabila tekanan osmose diluar sel naik akan mengalami proses plasmolisis.
- Rangka dasar dinding bakteri atau murein peptidoglikan yang tersusun dari N-asetil glukosamin dan N-asetil asam muramat yang terikat dalam 1,4- - glikosida yang terdapat rantai asam pendek asam amino : alanin yang terikat melalui ikatan peptide yang berperan penting dalam menghubungkan rantai yang satu dengan rantai lainnya, komponen ini hanya ada dalam struktur dinding sel prokariotik.
* Dinding sel bakteri gram positif
Terdiri dari 40 lapis rang dasar murein meliputi 30-70% berat kering dinding bakteri senyawa lain nya adalah polisakarida yang terikat sel koualen dan asam telkoat yang sangat spesifik sedangkan dinding sel bakteri gram negative hanya terdiri satu lapis rangka dasar murein yang mengandung diaminopemelat tidak mengandung lisin hanya meliputi ±10% berat kering dinding sel 80% penyusun dinding sel ini atau lipoprotein, lipopoli sakarida, pada dinding sel ini tidak terdapat asam telkoat.
* Peranan Lisosimi
Lisosimi adalah enzim anti bakteri yang terdapat dalam putih telur dan air mata lisosin akan merusak ikatan antar N-a setigukosamin dan N-asetil asam muramat dalam murein sehingga lisosim berperan dalam merombak murein dalam dinding sel.
* Peranan Penisilin
Bekerja aktif terhadap dinding sel gram positif yang sedang membelah dan berperan dalam menghambatmbentukan dinding sel.
4. Flagel dan Pili
Flagel adalah alat gerak bakteri yang letaknya dapat polr, bipolar, peritrik maupun politrik, sehingga bakteri dapat bergerak berputar. Penyusun Flagel adalah sub unit protein (flagelin) yang mempunyai berat molekul rendah Ukuran flagel berdiameter 12-18 dan panjangnya lebih dari 20 , pada beberapa bakteri permukaan selnya dikelilingi ratusan pili dengan panjang 12 , sex-pili (fimbrae) berperan dalam konjugasi sel, pada bakteri Escherichia colistrain k-12 hanya dijumpai 2 buah pili.
5. Kapsul dan Lendir
Beberaa bakteri mengakomlasi snyawa ang kayak an air an membentuklapisan dipermukaan luarnya yang disebut slubung berlendir. Fungsinya dapat menyebabkan timbulnya sifatuiruen terhadap inangnya. Penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, gula amino, rhamnosa, dan asam organic seperti asam piruvat dan asam asetat pada bacillussp mengandung peptide.
Lendir merupakan yang lebih encer dan untuk menghasilkan lender kapsul bakteri dapat dipisahkan dengan metode penggosokan lalu di ekstraks.
Perbedaan Sel Tanaman, Sel Hewan dan Sel Bakteri
Sel Tanaman
Sel Hewan
Sel Bakteri
- Dinding sel kuat dan kasar, banyak mengandung selulosa yang terikat pada polisakarida dan protein. Untuk melindungi membrane.
- Vakuola merupakan cirri khusus, ukuran bertambah dengan bertambahnya umur sel, vakuola mengandung asam organic, protein terlalut, grm mineral, pigmen, O² dan CO ².
- Membran sel tebalnya ±9 mengandung lipida dan protein dalam jumlah sama. Jenis lipida bervariasi, membrane selnya bersifat selektif permeable, mengandung protein untuk pemindahan nutrient dan ion anorganik.
- Inti sel, anak inti sel, dan membrane inti selnya mempunyai struktur.
- Mitokondrianya lonjong strukturnya mirip dengan mitokondria sel hewan, mengandung DNA yang tipenya khusus. Banyak mengandung enzim yang berperan dalam metabolism sel.
- Tidak ada dinding sel
- Tidak memiliki vakuol.
- Mirip membrane sel tanaman tapi komposisi lipida berbeda membrane bersipat fleksibel dan lengket, sifatnya selektif permeable, mengandung enzim protein untuk pengangkutan 10 µ K+ dan Na+, glukosa asam amino.
- Diameter inti sel ± 4-6 µ dilapi selaput berpori sebagai mpat keluar masuk bahan kedalam inti.
- Jumlah mitokondria mencapai 800. Pada sel yang aktif semakin banyak. Membrannya berlipat-lipat matriks di dalamnya ada enzim yang berperan dalam oksidasi.
- Dinding sel terdiri dari atas rantai polisa karida dan rantai peptide pendek permukaannya di lapisi lipopolisa karida, dinding sel nya dapat dilewati molekul air.
- Membrane selnya 45% lipida dan 55% protein.
- Pada beberapa tempat membrane mengalami pelipatan (mesosome), membrane bersifat selektif semi permeable terdapat beberapa enzim untuk menghasilkan ATP.
- Tidak ada inti sel bahan genetic hanya berupa satu untaian ganda DNA.
- Tidak memiliki mitokondria, oksidasi nutrient di lakukan oleh enzim oksidase yang terdapat dalam mesosame.
- Pada bakteri akuatik vakuola berisi gas untuk mengapung di lingkungan air, cadangan makanan di simpan pada granula.
