Download - 7 Scenario 3
-
7/23/2019 7 Scenario 3
1/21
-
7/23/2019 7 Scenario 3
2/21
TUJUAN PEMBELAJARAN
1. Bagaimana struktur dan fungsi organela dari bakteri?
2. Jelaskan klasifikasi bakteri!
3. Bagaimana struktur dan fungsi organela dari jamur?
4. Jelaskan klasifikasi jamur!
5. Apa saja metode pewarnaan pada bakteri dan jamur? Jelaskan!
I. STRUKTUR DAN FUNGSI ORGANELA DARI BAKTERI
Bakteri adalah organisme prokariotik, dimana tidak mempunyai
inti sejati. Bahan inti (DNA) tidak berada di dalam ruangan tersendiri,
sehingga disebut nukleoid. Ukuran sel bakteri relatif lebih kecil
dibandingkan sel eukariotik dan tidak mempunyai organela yang
bermembran (Betsy, 2007).
A. Bagian-Bagian Sel Prokariotik
1. Glycocalyx
Glycocalyx merupakan pembungkus yang tersusun daripolisakarida dan/atau polipeptida yang mengelilingi sel.
Glycocalyx ditemukan dalam dua bentuk. Glycocalyx dapat
melekat dengan kuat pada permukaan sel, disebut kapsul.
Sedangkan jika terikat lemah dengan permukaan sel disebut
slime layer. Slime layer bersifat larut air dan digunakan sel
prokariotik untuk melekat pada lingkungannya.
Glycocalyx berfungsi untuk melindungi sel dari sistem imuntubuh. Fungsi ini dapat diamati pada koloni Streptococcus
mutans pada gigi. Kapsula yang dimiliki bakteri tersebut
mencegah sistem imun untuk mengenalinya (Betsy, 2007).
Material kapsula (misalnya dextrans) yang diproduksi secara
berlebihan ketika bakteri memakan gula akan menjadi cadangan
karbohidrat untuk metabolisme selanjutnya (Todar, 2009).
2. Flagella
Unit Pembelajaran III 2
-
7/23/2019 7 Scenario 3
3/21
-
7/23/2019 7 Scenario 3
4/21
pendek daripada flagella dan lebih panjang dari fimbriae (Betsy,
2007).
B. Dinding Sel
Dinding sel bakteri terletak di luar membran plasma. Dinding
sel memberikan bentuk pada sel dan menopang struktur dalam sel.
Dinding sel juga berfungsi sebagai perlindungan dari pengaruh
lingkungan.
Dinding sel bakteri pada umumnya tersusun dari peptidoglikan,
yang menutupi seluruh permukaan sel. Peptidoglikan terbuat dari
kombinasi ikatan peptida dan karbohidrat.
Dinding bakteri diklasifikasikan menjadi dua (Betsy, 2007):
Unit Pembelajaran III 4
Gambar 1. Sketsa potongan bakteri yang memperlihatkan struktur komponen
bakteri (Todar, 2009)
-
7/23/2019 7 Scenario 3
5/21
- Gram-positif. Dinding sel bakteri Gram-positif (Gambar 2)
mempunyai banyak lapisan peptidoglikan yang menahan
pewarna crystal violet ketika sel diwarnai. Pewarnaan ini
menunjukkan warna ungu ketika dilihat menggunakan
mikroskop.
- Gram-negatif. Dinding sel bakteri Gram-negatif (Gambar
3) tipis. Bagian dalam terbuat dari peptidoglikan. Sedangkan
bagian luar tersusun dari fosfolipid dan lipopolisakarida. Dinding
selnya tidak menahan pewarna crystal violetketika pewarnaan.
Selnya terlihat merah muda ketika dilihat dengan mikroskop.
Unit Pembelajaran III 5
Gambar 2. Dinding sel Gram-positif (Betsy, 2007).
-
7/23/2019 7 Scenario 3
6/21
C. Membran Sitoplasma
Bakteri mempunyai membran sel, disebut membran sitoplasma
yang mem-bentuk struktur luar dari sel dan memisahkan isi sel
dengan lingkungan luarnya. Membran sitoplasma menyediakan
pembatas selektif yang membolehkan beberapa substansi kimia
untuk keluar-masuk sel. Membran sitoplasma merupakan fosfolipid
bilayer yang memiliki bagian polar dan nonpolar.
D. Sitosol dan Sitoplasma
Sitosol merupakan cairan intrasel dari sel prokariotik yang berisi
protein, lipid, enzim, ion, zat sisa, dan molekul kecil terlarut lainnya.
Sitosol juga memiliki daerah yang disebut nukleoid, yang
merupakan tempat dimana DNA sel berada. Tidak seperti sel
manusia, bakteri mempunyai kromosom tunggal yang tidak
dibungkus oleh membran nukleus. Sitosol berada dalam sitoplasma
sel. Sitoplasma juga berisi sitoskeleton, ribosom, dan inklusi.
E. Ribosom
Ribosom merupakan organela yang mensintesis polipeptida. Ada
ribuan ribosom di dalam satu sel bakteri. Ribosom terdiri atas
subunit protein dan rRNA (ribosomal RNA). Ribosom dan subunitnya
Unit Pembelajaran III 6
Gambar 3. Dinding sel Gram-negatif (Betsy, 2007)
-
7/23/2019 7 Scenario 3
7/21
merupakan target antibiotik yang membunuh bakteri dengan
menghambat sintesis protein bakteri.
F. Inklusi
Inklusi merupakan tempat penyimpanan lipid, nitrogen, fosfat,
gula, dan sulfur di dalam sitoplasma. Ilmuwan menggunakan inklusi
untuk identifikasi bakteri (Betsy, 2007).
II. KLASIFIKASI BAKTERI
Pada tahun 1990-an ilmuwan mempelajari rangkaian rRNA pada
sel prokariotik (archaebacteria dan eubacteria) membuktikan bahwa
organisme tersebut harus dipisahkan menjadi dua grup yang berbeda.
Sekarang organisme dikelompokkan menjadi tiga kategori yang
disebut domain yaitu bacteria, archaea, dan eukaryotes. Domain
diletakkan di atas level kingdom (Betsy, 2007).
A. Archaea
Archaea dapat hidup pada lingkungan yang sangat panas atau
sangat dingin, menjadikannya sebagai mikroorganisme yang dapat
hidup di lingkungan yang dapat membunuh bakteri lain. Misalnya
Unit Pembelajaran III 7
Gambar 4. Taksonomi tiga domain (Betsy, 2007)
-
7/23/2019 7 Scenario 3
8/21
-
7/23/2019 7 Scenario 3
9/21
pada traktus digestivus). Kemudian ada Helicobacter pylori yang
menyebabkan infeksi lambung.
2. Gram-Negative Aerobic Rods and Cocci
Bakteri golongan ini banyak yang menyebabkan penyakit
pada manusia dan penting dalam industri. Ada 11 bakteri dalam
golongan ini:
- Pseudomonads - Brucella
- Pseudomonads aeruginosa - Bordetella pertusis
- Legionella pneumophilia - Franeisella tularensis
- Legionella micdadei - Agrobacterium
tumefaciens
- Moraxella lacunata - Acetobacter dan
gluconobacter
3. Facultatively Anaerobic Gram-Negative Rods
Bakteri golongan ini bersifat Gram-negatif, berbentuk batang
dan dapat hidup dengan atau tanpa oksigen. Terdapat tiga
anggota utama dalam golongan ini:
- Enterics. Enterobacteriaceae merupakan bakteri yang
ditemukan dalam intestinum hewan dan manusia dan
mempunyai flagella di seluruh permukaan (peritrik) untuk
bergerak. Enteric melakukan fermentasi glukosa dan
menghasilkan karbon dioksida dan gas lain. Contoh dari
enteric adalah bakteri Escherichia coli, yang secara normal
berkembang di intestinum, namun dapat patogen jika hidup di
organ lain. Salmonella typhi juga termasuk golongan ini.
- Vibrio. Hidup pada lingkungan akuatik dan beberapa hhidup
dalam saluran pencernaan hewan dan manusia.
Unit Pembelajaran III 9
-
7/23/2019 7 Scenario 3
10/21
- Pasterurella-Haemophilus. Berukuran sangat kecil, berbentuk
batang. Merupakan penyebab berbagai penyakit pada hewan
dan manusia.
4. Anaerobic Gram-Negative Cocci and Rods
Bakteri golongan ini dapat hidup pada kondisi anaerob dan
non-motil, tidak membentuk endospora. Golongan ini juga
disebut Bacteroides, hidup dalam saluran pencernaan manusia,
bersifat patogen.
5. Rickettsias and Chlamydias
Merupakan parasit intraseluler yang membutuhkan inang
untuk reproduksi. Bakteri ini bersifat Gram-negatif dan tidak
memiliki flagella. Bakteri ini pernah dianggap sebagai virus
karena menyerang ke dalam sel, namun bakteri ini memiliki
dinding sel dan berisi DNA dan RNA sehingga tidak digolongkan
sebagai virus.
6. Mycoplasma
Merupakan bakteri anaerobik fakultatif yang sangat kecil,
bentuknya bermacam-macam (pleomorphic), tidak memiliki
flagella, dan pernah dianggap sebagai virus karena dinding
selnya tipis. Mikoplasma juga mirip fungi karena beberpa
mikoplasma memproduksi filamen yang umum ditemukan pada
fungi.
7. Gram-Positive Cocci
Merupakan golongan bakteri Staphylococcus dan
Streptococcus yang memiliki peran penting dalam bidang
kesehatan.
8. Endospore-Forming Gram-Positive Rods and Cocci
Merupakan golongan bakteri yang terutama berbentuk
batang, misalnya Bacillus dan Clostridium. Sedangkan yang bulat
adalah genus Sporosarcina. Bakteri golongan ini bersifat saprofit.
Unit Pembelajaran III 10
-
7/23/2019 7 Scenario 3
11/21
Dapat hidup secara aerob, anaerob fakultatif, anaerob obligat,
atau mikroaerofilik. Proses pembentukan endospora pada bakteri
ini sangat penting dalam ilmu kedokteran dan industri makanan,
karena endospora mampu bertahan pada suhu panas dan bahan
kimia lainnya.
9. Regular Nonsporing Gram-Positive Rods
Bakteri golongan ini hidup dengan melakukan fermentasi zat
yang diproduksi tumbuhan dan hewan. Misalnya bakteri
Lactobacillus yang menghasilkan asam laktat dari karbohidrat.
10. Irregular Nonsporing Gram-Positive Rods
Bakteri ini memiliki bentuk yang bermacam-macam
(pleomorfik), misalnya bakteri Corynebacteria diphtheriae yang
berbentuk elips dan menyebabkan difteri.
11. Mycobacteria
Mycobacteria memerlukan oksigen (aerobik) dan merupakan
bakteri yang mirip fungi. Bakteri ini tetap berwarna merah ketika
diwarnai acid-fast, dimana bakteri lain berwarna biru.
12. Nocardia Forms
Nocardia merupakan golongan bakteri yang berbentuk
silinder panjang seperti benang yang hidup di tanah dan
membutuhkan oksigen untuk hidup. Bersifat Gram-positif dan
non-motil (Betsy, 2007).
III. STRUKTUR DAN FUNGSI ORGANELA DARI JAMUR
A. Karakteristik Fungi
- Eukaryotik
- Memproduksi spora secara seksual dan aseksual
- Tumbuh sebagai hifa atau yeast
Unit Pembelajaran III 11
-
7/23/2019 7 Scenario 3
12/21
-
7/23/2019 7 Scenario 3
13/21
Yeast adalah fungi uniseluler dan bereproduksi dengan
pembelahan, namun ada juga yang membentuk filamen.
Pembelahan terjadi ketika sel terpisah membentuk dua sel baru.
Yeast memiliki bentuk bulat atau oval, dan umumnya tidak
menghasilkan filamen. Yeast juga dapat melakukan reproduksi
seksual (Betsy, 2007). Umumnya sel yeast lebih besar daripada
bakteri, tetapi yeast terkecil tidak lebih besar dari bakteri yang
terbesar. Yeast berukuran antara panjang 1-5 m dan lebar 5-30
m. Bentuknya biasanya bulat, memanjang, atau bulat telur
(Pelczar, 2007).
D. Mold
Ketika moldmembentuk spora aseksual, sporanya akan
memisahkan diri dari induknya dan tumbuh menjadi moldbaru.
Proses ini termasuk reproduksi karena adanya organisme baru yang
tumbuh dari spora (Betsy, 2007).
Unit Pembelajaran III 13
-
7/23/2019 7 Scenario 3
14/21
IV. KLASIFIKASI JAMUR
Klasifikasi kingdom Fungi dibagi menjadi lima divisi:
Chytridiomycota, Glomeromycota, Zygomycota, Ascomycota, and
Basidiomycota (Glazer & Nikaido, 2007). Lebih dari 70.000 spesies
fungi telah ditemukan, tetapi diperkirakan terdapat total 1,5 juta
spesies fungi di dunia. Analisis secara filogenetik berdasarkan 18S
rDNA dan rangkaian protein mengindikasikan fungi lebih mirip hewan
daripada tumbuhan ataupun alga.
Berdasarkan analisis molekuler, fungi terbagi menjadi 5 divisi.
Pertimbangan lain dalam pembagian fungi adalah berdasarkan
morfologi reproduksinya, tahapan reproduksi, dan komposisi dinding
sel yang secara umum mengandung 80% sampai 90% polimer
polisakarida, sisanya protein dan lipid (Glazer & Nikaido, 2007).
A. Chytridiomycota
Dinding sel Chytrids berisi chitin (polimer asetilglukosamin),
merupakan ciri khas polisakarida pada fungi. Sel reproduksinya
(gamet) mempunyai flagelum sehingga mampu berenang. Fungi
golongan lain tidak memiliki flagela. Chytrids dapat ditemukan pada
lingkungan akuatik, yaitu air tawar dan air laut. Kebanyakan bersifat
saprofitis. Contohnya Rhyzophlyctis rosea, yang sering ditemukan
sebagai dekomposer selulosa di tanah. Yang lain hidup sebagai
parasit pada tumbuhan, serangga, dan amphibi.
B. Glomeromycota
Merupakan divisi dari fungi arbuscular mycorrhizal (AM). Fungi
AM hidup secara simbiosis obligat dan merupakan organisme
aseksual. Kata mycorrhiza (mikoriza) bermakna sebagai hubungan
fisik antara miselium fungi dengan akar tumbuhan. Tanaman
dengan mikoriza lebih dapat bertahan hidup dalam tanah yang
infertil (tidak subur). Perpanjangan miselium menyerap nutrisi
anorganik, seperti fosfat, dan menyediakannya untuk tanaman,
yang kemudian menghasilkan karbohidrat untuk dimanfaatkan
fungi. Fungi AM sangat bermanfaat secara ekologis dan ekonomis.
Unit Pembelajaran III 14
-
7/23/2019 7 Scenario 3
15/21
Selain memberikan nutrisi bagi tanaman, fungi AM mampu
mengontrol hama seperti nematoda dan jamur patogen lain.
C. Zygomycota
Anggota Zygomycota memproduksi spora aseksual yang
nonmotil (zygospora) yang dibentuk di sporocarp. Talusnya
bermiselium dan aseptat. Dinding sel terbentuk dari chitosan
(polimer glukosamin, tanpa atau kekurangan asetil) dan chitin.
Contoh organismenya ialah Mucor dan Rhizopus, yang merupakan
saprofit pada tanah. Rhizopus nigricans telah lama dimanfaatkan
untuk memproduksi asam sitrat. Entomophthora merupakan parasit
penting pada serangga seperti lalat rumah dan aphid.
D. Ascomycota
Ascomycota merupakan divisi terbesar dari fungi,
beranggotakan sekitar 15.000 spesies. Struktur vegetatifnya dapat
berbentuk sel tunggal (pada yeast) atau filamen bersepta. Dinding
sel tersusun dari chitin dan glucans. Reproduksi seksual
menggunakan spora pada askus. Contoh organisme pada divisi ini
adalah Neurospora (kapang roti) dan Saccharomyces (ragi kue dan
ragi bir).
E. Basidiomycota
Basidiomycota membentuk spora seksual pada sel khusus yang
disebut basidium. Seperti Ascomycota, struktur vegetatifnya dapat
berupa uniseluler atau miselium bersepta. Dinding sel tersusun dari
glucans dan chitin. Contoh anggota basidiomycota adalah Serpula
lacrymans, jamur penyebab pembusukan kayu. Spesies Agaricus
merupakan basidiomycota yang biasa dikonsumsi manusia.
F. Deuteromycota
Grup tambahan ini dibuat sebagai tempat fungi yang hanya
diketahui tahap reproduksi aseksualnya. Karena tahap seksualnya
tidak ada, tidak diketahui, atau hilang, dan hanya struktur
aseksualnya (konidia) yang ada, maka fungi ini disebut juga sebagai
Unit Pembelajaran III 15
-
7/23/2019 7 Scenario 3
16/21
fungi imperfecti. Struktur vegetatifnya dapat berupa uniseluler
(yeast) atau miselum bersepta seperti ascomycetes dan
basidiomycetes. Polisakarida dinding selnya adalah glucans dan
chitin. Anggota dari grup deuteromycota yang penting misalnya
adalahAspergillus dan Penicillium (Glazer & Nikaido, 2007).
V. METODE PEWARNAAN PADA BAKTERI DAN JAMUR
A. Tipe Pewarnaan
1. Pewarnaan Sederhana
Pewarnaan sederhana menggunakan teknik pewarnaan
basa yang digunakan untuk menunjukkan bentuk dari sel dan
struktur di dalam sel. Methylene blue, safranin, carbolfuchsin
dan crystal violetadalah pewarna yang umum digunakan pada
laboratorium mikrobiologi.
2. Pewarnaan Diferensial
Pewarnaan diferensial terdiri atas dua atau lebih teknik
pewarnaan dan digunakan untuk prosedur identifikasi bakteri.
Dua dari banyak pewarnaan diferensial yang umum digunakan
adalah pewarnaan Gram (Gram stain) danZiehl-Nielsen acid-fast
stain (Betsy, 2007).
B. Metode Pewarnaan Gram
Pada tahun 1884 Hans Christian Gram, seorang ilmuan dari
Denmark, mengembangkan pewarnaan Gram. Pewarnaan Gram
merupakan metode pewarnaan untuk mengklasifikasikan bakteri.
Mikroorganisme Gram-positif tercat ungu, sedangkan
mikroorganisme Gram-negatif tercat merah muda. Staphylococcus
aureus, sejenis bakteri yang meracuni makanan, adalah gram-
positif. Escherichia coli merupakan gram-negatif (Betsy, 2007).
Langkah kerja pewarnaan gram (Betsy, 2007):
1. Siapkan spesimen menggunakan heat fixation process:
- Siapkan kaca objek yang bersih
Unit Pembelajaran III 16
-
7/23/2019 7 Scenario 3
17/21
- Ambil sampel biakan bakteri
- Letakkan mikroorganisme hidup pada kaca objek
- Keringkan sebentar di udara terbuka kemudian lewatkan
melalui pembakar bunsen tiga kali
- Panas menyebabkan mikroorganisme melekat pada kaca
objek.
2. Teteskan pewarna crystal violetpada spesimen
3. Teteskan iodin pada spesimen menggunakan tetes mata, iodin
membantu crystal violet untuk menempel pada spesimen. Iodinmerupakan bahan kimia yang melekatkan pewarna ke spesimen.
4. Cuci spesimen dengan etanol/larutan alkohol-aseton, lalu bilas
dengan air.
5. Cuci spesimen untuk menghilangkan kelebihan iodin. Spesimen
akan menunjukkan warna ungu.
6. Cuci spesimen dengan etanol/alkohol-aseton untukmenghilangkan warna.
7. Cuci spesimen dengan air.
8. Teteskan safranin ke spesimen menggunakan tetes mata.
9. Cuci spesimen.
10. Gunakan tisu/kertas hisap untuk mengeringkan spesimen.
11. Spesimen siap dilihat dibawah mikroskop. Gram-positif terlihat
ungu, dan gram-negatif terlihat merah muda.
C. Pewarnaan Jamur (Anonim, 2009)
Unit Pembelajaran III 17
-
7/23/2019 7 Scenario 3
18/21
-
7/23/2019 7 Scenario 3
19/21
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2009). Detection of Fungi using Stains/Staining Reactions.Http://www. rapidmicrobiology.com/news/1054h28.php. Diaksestanggal 27 September 2010
Betsy, T. (2007). Microbiology Demiystified, A Self Teaching Guide.New York: McGraw-Hill
Glazer, A. N., & Nikaido, H. (2007). Microbial Biotechnology. New York:Cambridge University Press
Pelczar, M. J. (2007). Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: PenerbitUniversitas Indonesia
Todar, K. (2009). Online Textbook of Bacteriology.Http://www.textbookof bacteriology.net : Diakses tanggal 27September 2010
Unit Pembelajaran III 19
-
7/23/2019 7 Scenario 3
20/21
Perbedaan membran sel dengan dinding sel
Kapsul berfungsi sbg cadangan makanan?DNA double helix pd bakteri?
Peptidoglikan di dinding sel? Untuk staining?Bakteri patogen dan non-patogen?Gram indeterminant dan variable?Staining untuk jamur?Teknik identifikasi selain staining?
Taxonomic characterization of bacteriaThere is considerable diversity even within a species. Thus comparisons of speciesinvolve comparisons of multiple strains for each species. Comparisons are primarilybased on chemical or molecular analysis.Chemical analysisSophisticated tools are available for studying the structural composition of bacteria
(most commonly fatty acid, carbohydrate or ubiquinone profiling). Characterization ofsecreted metabolic products (e.g. volatile alcohols and short chain fatty acids) is alsohelpful.Molecular analysisIt would be ideal to compare sequences of entire bacterial chromosomal DNA, but thisis currently not feasible. Millions of nucleotides have to be sequenced for each strain.In the past several years, sequencing of the entire genomes of one representative (i.e.a strain) of a few bacterial species has been achieved. In each case, this has involvedmassive amounts of work by large research groups dedicated to the task ofsequencing. Alternatively, genomic similarity has been historically assessed by thecontent of guanine (G) plus cytosine (C), usually expressed as a percentage (% GC).
This has been replaced by two alternatives - hybridization and sequencing (mostcommonly of the gene coding for 16S rRNA).DNA-DNA homology (or how well two strands of DNA from different bacteria bind[hybridize] together) is employed to compare the genetic relatedness of bacterialstrains/species. If the DNA from two bacterial strains display a high degree ofhomology (i.e. they bind well), the strains are considered to be members of the samespecies. DNA from different bacterial species (unless closely related) display nohomology.In the last few years, sequencing of 16S ribosomal RNA molecules (16S rRNA) hasbecome the "gold standard" in bacterial taxonomy. The molecule is approximatelysixteen hundred nucleotides in length. The sequence of 16S rRNA provides a measureof genomic similarity above the level of the species allowing comparisons ofrelatedness across the entire bacterial kingdom. Closely related bacterial species oftenhave identical rRNA sequences. The technique thus provides complementaryinformation to DNA-DNA hybridization. Determinations of the sequence of 16S rRNAgenes and other genetic regions are used in identification in the clinical microbiologylaboratory.Approaches to rapid diagnosis without prior cultureCertain human pathogens (including the causative agents of tuberculosis, Lymedisease and syphilis) either cannot be isolated in the laboratory or grow extremelypoorly. Successful isolation can be slow and in some instances impossible. Directdetection of bacteria without culture is possible in some cases.A simple approach to rapid diagnosis (as an example of antigen detection) is used inmany doctor's offices for the group A streptococcus. The patient's throat is swabbedand streptococcal antigen extracted directly from the swab (without priorbacteriological culture). The bacterial antigen is detected by aggregation(agglutination) of antibody coated latex beads.Bacterial DNA sequences can be amplified directly from human body fluids (thepolymerase chain reaction, PCR). In this fashion large amounts of specific genes orportions of genes can be generated and readily detected. For example, great success
has been achieved in rapid diagnosis of tuberculosis.
Unit Pembelajaran III 20
http://www.mondofacto.com/facts/dictionary?query=ubiquinonehttp://www.mondofacto.com/facts/dictionary?query=ubiquinone -
7/23/2019 7 Scenario 3
21/21
Finally, direct microscopic observation of certain clinical samples for the presence ofbacteria can be helpful (e.g. detection ofM. tuberculosis in sputum).Serologic identification of an antibody response (in patient's serum) to the infectingagent can only be successful several weeks after an infection has occurred.
U it P b l j III 21