PENDAHULUAN. Pertemuan ke-1 Mikrobiologi Dasar. Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

(1)

Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD.

Fakultas Pertanian Universitas Riau

PENDAHULUAN

Pertemuan

ke

-

1

1 Mikrobiologi

(2)

Mikrobiologi

• Apa defenisi?

• Mengapa mempelajarinya?

• Apa itu

mikroba/mikroorganisme?

• Apa manfaatnya?

(3)

Organisme

Hidup

?

Menurut versi orang awam…..binatang atau tumbuhan!

Mikroba atau mikroorganisme? Kadang sering dilupakan

karena ukurannya kecil

MIKROBIOLOGI

Mikro (kata mikros) = kecil; bio = hidup/kehidupan

Logi (kata logos) = ilmu

Mikrobiologi = ilmu yang mempelajari organisme yang berukuran

kecil (morfologi, sifat, kehidupan dan penyebaran

mikroba/mikroorganisme

(4)

The Big Bang

• Kebanyakan ilmuwan percaya bahwa

alam semesta tercipta lewat proses Big

Bang yang terjadi pada 13,7 miliar tahun

yang lalu

• Bintang dan galaksi tercipta lebih kurang

300 tahun setelah Big Bang.

• Matahari tercipta 3,7 miliar tahun yang

lalu.

• Bumi ada sekitar 4,5 milyar tahun lalu dan

(5)

Kontroversi

???

• Namun dua ahli astronomi, yakni Roger Penrose dari

Universitas Oxford dan Vahe Gurzadyan dari

Yerevan State University di Armenia,

mengemukakan teori baru alam semesta, yang

pernah ditulis dalam artikel Kompas.com "

Alam

Semesta Sudah Ada Sebelum Big Bang

".

• Berdasarkan temuan adanya lingkaran konsentris

kosmos, dalam teorinya kedua ilmuwan itu

mengungkapkan bahwa alam semesta tercipta lewat

sebuah

siklus aeon

. Setiap siklus diakhiri dengan

sebuah big bang yang juga menjadi tanda

berawalnya siklus baru.

• Singkatnya, sebelum masa kita hidup sekarang,

telah terdapat masa yang lalu. Masa lalu tersebut

diakhiri oleh big bang yang dikenal sekarang, yang

merupakan big bang terakhir sejauh ini. Nantinya,

masa kita akan berakhir juga dengan sebuah big

(6)

Kapan

Mikroba

ada

di

dunia

?

Proses kejadian mikroba secara teoritis?

-

Terjadi benturan keras antara udara/gas yang menyelimuti bumi dengan

sinar UV menghasilkan energi

-

Energi mengkonversi seny. Anorganik menjadi seny. organik

sederhana (gula & asam amino)

-

Seny sederhana ini bereaksi membentuk seny. organik kompleks

(protein, asam nukleat) yang merupakan komponen utama

penyusun semua organisme hidup

-

Protein dan asam nukleat membentuk protoplasma yang

mengandung enzim dan unsur-unsur genetik untuk pembelahan diri

-

Inilah merupakan organisme bersel tunggal primitif sebagai cikal

bakal mikroba

Pada awal kejadiannya belum ada oksigen shg mikroba primitif ini

melakukan Metabolisme secara anaerob untuk mendapatkan

energi…….bertahan hidup

Mikroba mengalami

evolusi

untuk dapat menyesuaikan lingkungan (sumber

energi dari senyawa organik/anorganik, ada tidaknya oksigen dll)

(7)

Sejarah

Singkat

Mikrobiologi

• Pemanfaatan mikroba oleh bangsa Mesir sejak

450 th SM….proses fermentasi roti tapi belum

diketahui ada tidaknnya keterlibatan mikroba!

• Penemuan mikroba oleh Anthony van

Leeuwenhoek (1632-1723), seniman/tukang

pahat yang pandai, menggunakan mikroskop

sederhana (terdiri dari lensa bikonveks tunggal &

kecil yang diletakkan diantara 2 plat logam tipis

• Objek/sampel yang diamati oleh Leeuwenhoek:

air liur, daun tanaman, darah, cairan sperma, air

kemih, kotoran sapi, tahi gigi dll.

• Cara pengamatan…..lihat gambar!

• Mikroba yang aktif bergerak beliau sebut

“animalcules”

• Hasil pengamatannya dikirim ke British Royal

Society di London

(8)

Kontroversi

• Penemuan mikroskop dan mikroba oleh Leeuwenhoek memicu

pertentangan diantara ilmuwan tentang asal usul mikroba

• Sampai pertengahan abd ke-19 umumnya ilmuwan masih menganut paham

bahwa mikroba berasal dari benda mati ….teori generasi spontan atau

abiogenesis

• Dibantah oleh ilmuwan lain bahwa organisme hidup mestilah berasal dari

organisme hidup pula….teori biogenesis

Penganut teori biogenesis

:

1. Fransisco Redi (dokter, Italia) dgn

melakukan percobaan: daging

dimasukkan ke dalam botol yang

ditutup kasa halus dan tidak ditutup;

ternyata dalam botol yang tidak

ditutup terdapat ulat sedangkan

botol yang tertutup tidak ada

ulat….artinya ulat tidak berasal dari

daging (benda mati)!

2. Lazzarro Spallanzani (ilmuwan Italia)

melakukan percobaan: kaldu daging

direbus dalam labu lalu ditutup

rapat. Setelah beberapa hari ternyata

kaldu tak busuk…tak ada mikroba

Penganut teori generasi spontan:

1. Aristoteles (ahli filsafat): belut berasal dari lumpur

2. Kirchers (ahli dongeng terkenal): burung merpai berasal dari pohon 3. John Needham 1676 membantah

percobaan F. Redi bahwa memang tak ada ulat dalam botol tertutup kasa karena lalat tak bisa masuk dan bertelur tapi mikroba ada dalam

botol. Hal dibuktikan dengan percobaan: daging rebus

dimasukkan dalam gelas jar dan ditutup rapat. Setelah beberapa hari daging jadi busuk…artinya ada

(9)

Penganut teori biogenesis:

4. Louis pasteur (1822-1895) melakukan percobaan untuk mengakhiri polemik tersebut dan

sekaligus menggugurkan teori generasi

spontan. Percobaan Pasteur: Kaldu dipanaskan dalam labu yang mempunyai leher berbentuk huruf U (leher angsa) dan dibiarkan beberapa hari. Udara dapat keluar masuk masuk melalui tutup lalu, namun mikroba tertahan pada

lekukan leher angsa shg kaldu tetap bebas dari mikroba (tidak busuk). Jika tabung berbentuk leher angsa dipatahkan, maka dalam jangka waktu tertentu kaldu akan menjadi busuk. Membuktikan bahwa organisme hidup hanya berasal dari organisme hidup…teori

biogenesis..yang diterima sampai sekarang • Penemuan lain Pasteur: vaksin antraks dan rabies, pasteriusisasi (susu, anggur dan bir)

Penganut teori generasi spontan:

4. Gay Lussac (ahli Kimia Perancis mengatakan bahwa mikroba tidak bisa “diproduksi” dalam labu yang dipanaskan dan ditutup karena udara (oksigen) untuk pertumbuhan

mikroba telah keluar selama pemanasan

(10)

Periode

Keemasan

Mikrobiologi

Periode keemasan: penemuan spektakuler dalam bidang mikrobiologi antara lain:

1. Penemuan metode isolasi, pembuatan preparat dan identifikasi mikroba/biakan murni oleh Robert Koch….Postulat Koch:

a.Mikroba yang penyebab penyakit harus selalu dapat ditemukan pada semua penderita dan tidak ditemukan pada bukan penderita atau masih sehat

b.Mikroba harus dpt diisolasi dan dibiakkan di laboratorium sebagai kultur murni

c.Biakan murni tsb harus dapat menimbulkan penyakit yang sama bila disuntikkan pada hewan/orang sehat

d.Dari hewan/orang yang dibuat sakit tersebut, mikroba tsb dapat diisolasi kembali dengan sifat-sifat yang sama seperti asalnya

2. Penemuan cara Pewarnaan Gram oleh Christian Gram (1884)…untuk identifikasi bakteri (Gram positif atau Gram Negatif)

3. Penemuan cawan petri oleh Petri (1887)

4. Penemuan/identifikasi mikroba misalnya E. coli (Escherich, 1884);

Clostridium tetani (Kitasato, 1889); Shigella dysentriae (Shiga, 1898); virus penyebab kanker (Stewart, 1959); prion = suatu komponen/agen yang

mengandung protein yang dpt melakukan replikasi dan tidak mengandung asam nukleat (Prusiner, 1997)

5. Penemuan antibiotik misalnya penecillin (Pleming, Chain dan Flory, 1928); antibodi (Edelman dan Potter, 1962) pigmen pada bakteri fotosintesis

(Deisenhofer, Huber dan Michel, 1988)

6. Penemuan materi penyusun DNA (Avery, MacLeod dan McCarty, 1944) struktur DNA (Watson dan Crick, 1953) enzim restriksi (Nathans, Smith dan Alber, 1971); rekayasa genetik (Berg, Boyer dan Cohen, 1973) dll

(11)

Penamaan

Mikroba

• Sistem penamaan (nomenclature) organisme yang

digunakan sampai saat ini digagas oleh Carolus Linneaeus

(1735)

• Nama organisme ditulis dalam bahasa Latin…nama

organisme terdiri dari 2 nama yaitu genus yang huruf

awalnya saja ditulis huruf besar dan spesies yang semua

hurufnya ditulis pakai huruf kecil dan dicetak miring atau

digarisbawahi

• Nama organisme menggambarkan organisme ybs, atau

diambil dari nama penemu, tempat ditemukan atau

habitatnya

• Contoh:

• Staphylococcus aureus ………staphylo = sel yang

bergerombol; coccus = bentuknya bulat dan aureus = emas

karena koloninya menyerupai emas

• Escherichia coli…….Escherichia = diambil dari nama

penemunya yaitu Theodor Escherich dan coli = habitatnya

hidup di colon atau usus besar; dll

(12)

Penerima

Nobel

• Sejak tahun 1901 s/d 2014, ada 37 orang atau

kelompok peneliti penerima hadiah nobel dalam

bidang mikrobiologi

• Penerima dari Asia adalah Har Gobind Khorma

dkk (India, 1968) yang menemukan kode

genetika untuk asam amino; dan Susumu

Tonegawa (Jepang, 1987) tentang produksi

antibiotika secara genetik

• Kebanyakan penerima nobel berasal dari US,

Rusia, Afrika Selatan dan negara-negara Eropa

(Inggris, Jerman, Denmark, Perancis dan Swiss)

(13)

Penerima

Hadiah

Nobel

• Barry J. Marshall dan Robin Warren (Inggris) th.2005:

penemu bakteri Helicobacter pylori dan perannya di

gastritis dan penyakit ulkus peptik

• Harald zur Hausen (Jerman) dan Francoise

Barre-Sinoussi, Luc Montagnier (Perancis) th. 2008: Penemu

virus HIV yg menyebabkan kanker serviks

• James E. Rothman, Randy W. Schekman (USA) dan

Thomas C. Sudhof (Jerman) th. 2013: penemu misteri

mekanisme sel mengatur sistem transportasinya dan

mengirimkan muatan molekul ke tempat dan pada waktu

yang tepat

• O’Keefe (Swis), Edvard Moser, May Britt Moser

(Denmark) th. 2014: Penemu sel yg berfungsi sebagai

sistem pengendali/pengenal posisi tempat (mirip prinsip

GPS) di dalam otak

(14)

Cabang

Mikrobiologi

berdasarkan

taksonominya

• Bakteriologi: mempelajari bakteri

• Mikologi: mempelajari fungi (khamir,

kapang dan jamur)

• Fikologi atau algologi: mempelajari alga

• Protozoologi: mempelajari protozoa

(15)

Cabang

mikrobiologi

berdasarkan

penerapannya

• Mikrobiologi analitik: mempelajari bentuk, sifat dan peranan

mikroba yang harus dianalisis dalam suatu bahan/habitat

• Mikrobiologi Kesehatan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan

dalam bidang kesehatan

• Mikrobiologi Pangan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan

dalam bidang pangan

• Mikrobiologi Industri: mempelajari bentuk, sifat dan peranan

dalam bidang industri

• Mikrobiologi Persenjataan: mempelajari bentuk, sifat dan

peranan dalam sistem kesenjataan

• Mikrobiologi Geologi dan Pertambangan: mempelajari bentuk,

sifat dan peranan dalam bidang geologi dan pertambangan

• Mikrobiologi Lingkungan: mempelajari bentuk, sifat dan

peranan dalam bidang lingkungan

• Mikrobiologi Kelautan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan

(16)

Sekian