Senin, 22 November 2010

BIOENERGENETIK MIKROBA

BIOENERGENETIK MIKROBA
 Biooksidasi dan Pemindahan Energi
- Energi yang berasal dari cahaya harus diubah menjadi energi kimia sebelum digunakan dalam reaksi endergonik
- Oksidasi dalam sel dikatalisis oleh enzim yang mempunyai kofaktor atau gugus prostetis.
 Fermentasi
Suatu reaksi – reduksi disebut fermentasi (respirasi anaerob) apabila sebagai aseptor elektron yang terakhir bukan oksigen, dan fermentasi merupakan bagian perombakan gula secara anaerob.
 Respirasi
Respirasi adalah proses oksidasi biologis dengan O2 sebagai aseptor elektronnya yang terakhir.


 Fotosintesis
Fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Proses ini menggunakan pigmen klorofil untuk mengabsorpsi energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika klorofil terkena cahaya, akan mengabsorbsi sebesar h sehingga terangsang dan membebaskan elektron, klorofil menjadi bermuatan positif, elektron yang lepas akan bergerak lewat sistem transpor elektron dan kembali ke pusat reaksi klorofil.
 Penggunaan energi oleh Jasad
Enregi digunakandalam setiap reaksi endergonik dan reaksi reaksi eksergonik, untuk memulai reaksi diperlukan energi aktifasi, dalam setiap reaksi enzim mempunyai peranan penting, proses yang memerlukan energi antara lain proses biosintesis molekul kecil dan molekul makro, yang akhirnya menuju kepertumbuhan dan pembiakan, gerak, dsb.
 Katabolisme makromolekul
Terjadi proses peruaraian, antara lain:
1. Peruaraian karbohidrat
2. Peruraian lemak
3. Peruraian protein
4. Peruaraian asam nukleat
Dibantu oleh enzim dan selanjutnya di metabolisme lewat siklus krebs.

ENZIM MIKROBA

ENZIM MIKROBA
Enzim adalah katalisator organik yang dihasilkan oleh selm yang berfungsi untuk mempercepat reaksi kimia.

Setelah reaksi berlangsung, enzim tidak mengalami perubahan jumlah, sehingga jumlah enzim sesudah reaksi dan sebelum reaksi adalah tetap.
 Mekanisme bekerja enzim
Sat berlangsungnya reaksi enzimatik terjadi ikatan sementara antara enzim dengan subtratnya yang bersifat lebih dan hanya untuk waktu yang sangat singkat saja. Selanjutnya ikatan enzim subztrat akan pecah menjadi enzim dan hasil akhir.
 Struktur enzim
Pada umumya enzim tersusun dari protein, dapat berupa protein sederhana atau protein yang terikat pada gugusan non protein.
Dialisis enzim dapat memisahkan bagian-bagian protein yaitu bagian protein yang disebut apoenzim dan bagian non protein yang berupa koenzim, gugus prostetis dan kofaktor ion logam.
 Penggolongan enzim
1. Berdasarkan tmpat bekerjanya
a. Endoenzim
b. Eksoenzim

2. Berdasarkan daya katalis
a. Oksidoreduktase e. isomerase
b. Transferase f. Ligase
c. Hidrolase g. Enzim lain dengan tatanama berbeda
d. Liase

3.Berdasarkan cara terbentuknya
a. Enzim Konstitutif
b. Enzim Adaptif

 Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi enzimatik
1. Substrat
2. Suhu
3. Kemasaman (Ph)
4. Penghambat Enzim (inhibitor)
5. Aktivator atau kofaktor
6. Pengiduksi (induktora)

NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA

NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA

 Fungsi nutrisi untuk mkroba
Bahan makanan yang digunakan berfungsi sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron. Dalam garis besarnya, bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu : air sumber enrgi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber minerak, faktor tumbuh, sumber nitrogen.
 Penggolongan mikroba berdasarkan nutrisi dan oksigen.
1. Berdasarkan karbon
- Jasad ototrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalm bentuk anorganik, mial CO2, dan senyawa karbonat.
- Jasad heterotof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik yang terdiri dari jasad saprofit dan jasad parasit.
2. Berdasarkan sumber energi
- Jasad fotorof, jika menggunakan energi cahaya
- Jasadkemotrotof, jika menggunakan enrgi dari reaksi kimia.
3. Berdasarkan sumber donor elektron
- Jasadtitrotof ialah jasad yang dapat menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa anorganik seperti H2, NH3, H2S, dan S.
- Jasad organotrof adalah jasad yang menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa organik.
4. Berdasarkan kebutuhan oksigen
- Jasad aerob adalah jasad yang menggunakan oksigen bebas sebagai satu-satunya aseptor hidrogen yang terakhir dalam proses respirasinya.
- Jasad anaerob, sering disebut anaerob obligat
- Jasad mikroaerob adalah jasad yang yang hanya memerlukan oksigen dalam jumlah yang sangat sedikit.
- Jasad aerob fakultatif ialah jasad yang dapat hidup dalam keadaan anaerob maupun aerob.
- Jasad kapnofil ialah jasad yang memerlukan kadar oksigen rendah dan kadar Co2 tinggi.
 Medium Pertumbuhan Mikroba
Macam-macam medium pertumbuhan
1. Medium Dasar
2. Medium Sintetik
3. Medium Kompleks
4. Medium diperkaya

FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA

FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA

 Faktor Abiotik
1. Suhu
- Suhu mini adalah suhuterendah tetapi mikroba masih dapat hidup
- Suhu optimum adalah suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba
- Suhu maksimum adalah suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba

Dikelompokan menjadi mikro psikrofil, mesofil, dan termofil.
• Psikrofil kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-300C dengan suhu optimum sekitar 150C.
• Mesofil kelompok mkroba yang umumnya mempunyai suhu minimum 150C, suhu optimum 25-370C, dan suhu maksimum 45-550C.
• Termofil kelompok mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi.

2. Kandungan Air
Mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk spora, konidia, atau dapat membentuk kista.
3. Tekanan Osmotik
Tekanan osmotik sangat erat hubungannya dengan kandungan air.
- Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmoplisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma.
- Apabila diletakkan pada larutan hipertonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak akhirnya pecah.
4. Ion-ion dan Listrik
a. Kadar Ion hidrogen (PH)
Mikroba umumnya menyukai PH netral, kecuali jamur umumnya dapat hidup pada kisaran PH rendah.
b. Buffer
Merupakan campuran garam monobasik dan dibasik, contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan Ph di atas 7,2.
c. Ion-ion lain.
Loga berat seperti Ag, Hg, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracuni (toksin)karena mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunh logam berat pada kadar rendah.
d. Listrik
- Berakibat terjadinya elektrolisis pada medium pertumbuhan.
- Menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbhan mkroba, sel mkroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis.
e. Radiasi
Menyebabkan ionisasi molekul-molekul di dalam protoplasma merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis.
f. Tegangan muka
g. Tekanan hidrostatik
h. Getaran
 Faktor biotik
1. Interkasi dalam satu populasi mikroba
- Interaksi positif
Meningkatkan kece[patan pertumbuhan dan kepadatan populasi
- Interaksi negatif
Menrunkan kecepatan pertumbuhan dengan meningkatkan kepadatan populasi, misal: populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas.
2. Interaksi antar populasi mikroba
- Netralisme
- Komensalisme
- Sinergisme
- Mutualisme
- Kompetisi
- Amensalisme
- Parasitisme
- Predasi

PERTUMBUHAN MIKROBA

KEHIDUPAN MIKROBA

PERTUMBUHAN MIKROBA
 definisi tumbuhan populasi
- jasad bersel tunggal (uniseluler)
pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu artinya
pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu
sendiri.
- Jasad bersel banyak (multiseluler)
Pembelahan sel tidak menghasilkan pertambahan jumlah individunya, tetapi hanya merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya.

Pertumbuhan adalah meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat kering sel). Bakteri memperbanyak diri dengan membelah biner yaitu dari satu sel membelah menjadi dua sel baru.pertumbuhan diukur dari bertambahnya jumlah sel, waktu yang diperlukan untuk untuk membelah diri dari satu sel menjadi dua sel smpurna disebut WAKTU GENERASI.

 Perhitungan Waktu Generasi
Dari hasil pembelahan sel secara binre :
1 sel menjadi 2 sel
2 sel menjadi 4 sel = dapat dirumuskan menjadi N.N0 2n
4 sel menjadi 8 sel N= jumlah sel akhir
N0= jumlah sel awal
n = jumlah generasi
 Pengukuran Pertumbuhan
Pertumbuhan dapat diukur dari perubahan jumlah sel atau berat kering massa sel. Jumlah sel dihitung dari jumlah total (keseluruhan) massa sel. Jumlah sel dihitung adari jumlah sel total (keseluruhan) dengan tidakmembedakan sel hidup atau mati.
 Pertumbuhan Populasi Mikroba
Bakteri akan tumbuh memperbanyak diri. Untuk mengetahui pertumbuhan mikroba dilakukan dengan cara pembiakan mikroba :
1. Biakan sistem tertutup, pengamatan junlah sel dalam waktu yang cukup lama akan memberikan gambaran berdasarkan kurva pertumbuhan terdapat beberapa fase pertumbuhan
- Fase premulaan
- Fase pertumbuhan yang dipercepat
- Fase pertumbuhan logaritma
- Fase pertumbuhan yang diperlambat
- Fse stasioner maksimum
- Fase kematian yang dipercepat
- Fase kematian logaritma

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA

 Sel prokariotik
Tipe :
1. Mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan sel eukariotik
2. Tidak mempunyai organela seperti mitokondria, kloroplas, dan aparat golgi
3. Inti selnya tidak ada membran
4. Ukuran genom sel prokariot berbeda dengan eukariot
 Sel eukariotik
Tipe :
1. Sel eukariotik mempunyai inti sejati yang diselimuti membran inti
2. Di dalam kromosom terdapat DNA yang berasosiasi dengan suatu protein yang disebut histon.
3. Kromosom dapat mengalami pembelahan melalui proses mitosis
4. Di dalam sel eukariotik terdapat mitokondria dan kloroplas yang mengandung sedikit DNA yang bernbentuk sirkuler tertutup.

Struktur Sel
1. Inti sel
a. Intisel eukariotik pada interfus dikelilingi oleh satu membran yang terdiri atas 2 lapisan lemak.
b. Pembelahan inti dari suatu menjadi dua anak inti dikenal sebagai mitosis
c. Pada tanaman dan hewan tingkat tinggi dikenal adanya reproduksi secara seksual.


2. Membran sel prokariotik
a. Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob.
b. Pada bilayers ada protein yang letaknya tenggelam di dalam bilayers atau terdapat pada permukaannya.
3. Dinding Sel
Dinding sel bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permaebel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan molekul rendah.


Dinding Sel Bakteri Asam Positif
Dinding sel bakteri garam positif terdiri 40 lapis rangka dasar murfin, meliputi 30-70% berat kering dinding sel bakteri. Senyawa lain penyusun dinding sel garam positif adalah polisakarida yang terikat secara kovalen, dan asam terkuat yang sangat spesifik. Peranan ikatan peptida ini sangat penting dalam menghubungkan antara rantai satu dengan rantai yang lain.

Dinding sel Bakteri Garam Negatif
Dinidng sel garam negatif hanya terdiri dari satu lapis rangka dasar murein yang hanya mengandung lisin, hanya meliputi ± 10% dari berat kering dinding sel. Di luar rangka murein tersebut terdapat sejumlah besar lipoprotein, dan lipida jenis lain, senyawa-senyawa ini merupakan 80% penyusun dinding sel.
Catt : asam teikoat tidak terdapat dalam dinding sel ini.

SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI

SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI

Teori C.Latour, TH.Schawann, dan F. Utzing (tahun 1837) ditentang oleh JJ. Berzelius, J.Liebig, dan F. Wahler berpendapat bahwa fermentasi dan pembusukan merupakan reaksi kimia biasa dibuktikan dan berhasil disintesis senyawa organik urea dari senyawa anorganik (tahun 1812).
Pasteur (1875-1876) : meneliti proses fermentasi dalam pembuatan anggur dari gula bit dan menghasilka anggur yang asam.
Kesimpulan : adanya sel-sel yang lebih kecil mengakibatkan sebagian besar proses fermentasi alkohol didesak oleh proses fermentasi lain, yaitu fermentasi asam laktat.


Penemuan Kehidupan anaerob
Penelitian Pasteur pada fermentasi asam butirat itemukan adanya proses kehidupan yang tidak membutuhkan udara maka jika udara dihembuskan ke dalam bejana proses permentasi menjadi terhambat bahkan dapat terhenti sama sekali. Dari hal tersebut kemudian dibuat dua istilah yaitu anaerob dan aerob.
• Kehidupan anaerob : mikroba yang tidak memerlukan oksigen
• Kehidupan aerob : mikroba yang memerlukan aerob.
• Fakultatif anaeerob : mikroba yang mempunyai dua mekanisme untuk mendapatkan energi diperoleh secara respirasi aerob, apabila tidak ada oksigen, energi diperoleh secara fermentasi anaerob.

Mikroba Penyebab Penyankit
Pasteru (1875-1876), kerusakan pada minuman anggur oleh mikroba diduga adanya peran mikroba dalam menyebabkan timbulnya penyakit pada jasad tingkat tinggi. Bukti ditemukannya jamur penyabab penyakit :
a. Pada tanaman gandum (1813)
b. Pada tanaman kentang
c. Penyakit pada ulat sutra
d. Penyakit pada kulit manusia
Penggunaan Mikroba
1. Penggunaan mikroba untuk proses klasik
a. Khamir untuk membuat anggur dan roti
b. Bakteri asam laktat untuk yoghurt
c. Bakteri asam asetat untuk vinegar
d. Jamur aspergilus sp. Untuk kecap
e. Jamur rhizopus sp. Untuk tempe

2. Penggunaan mikroba untuk anti biotik
a. Penisilin oleh jamur penicillium sp.

3 Pengguanaan mikroba untuk proses-proses baru
a.Karotenoid dan steroid oleh jamur
b. Pembuatan enzim amilase, proteinase, pektinase, dll.

4. Pengunaan mikroba dlm teknik genetika modern.
a. Pemindahan gen dari manusia, binatang, atau tumbuhan ke dalam sel mikrobia
b. Pengahsilan hormon, antigen, antibody, dll

5. Penggunaan mikroba dibidang pertanian
Untuk pupuk hayati (biofertilizier), biopestisida, pengomposan.

6. Penggunaan mikroba dibidang pertambangan
a. Untuk proses leaching di tambang emas
b. Desulfurisasi batu bara
c. Untuk proses penambangan minyak bumi
7. Penggunaan mikroba di bidang lingkungan
Mengatasi pencemaran limbah organik / anorganik termasuk logam berat dan senyawa xenobiotik.