Struktur dan fungsi sel

1

KERAGAMAN EUKARIOT

Struktur dan fungsi sel

 Struktur sel lebih kompleks dibandingkan dengan prokariot, mempunyai nukleus yang terbungkus membran dan berbagai organel (mitokondria, kloroplas, alat golgi, peroksisom, lisosom, retikulum endoplasma,

mikrotubul dan mikrofilamen)

 Organel respirasi dan fermentasi : mitokondria dan hidrogenosom.

 Pada eukariot aerob proses respirasi berlangsung pada mitokondria, jumlahnya dalam sel bisa bervariasi pada sel hewan bisa 1000, pada sel khamir hanya beberapa.

 Beberapa eukariot tidak memiliki mitokondria tetapi hidrogenosom bersifar anaerob atau aerotoleran seperti parasit Trichomonas dan siliata yang menghuni rumen ruminansia, lumpur dan sedimen anoksik

 Organel fotosintesis : kloroplas, terdapat klorofil yang dijumpai pada fototrof eukariot

Endosimbion: mitokondria, kloroplas dan bakteria

3

 Mitokondria dan kloroplas mengandung DNA, sel eukariot nonfototrof merupakan kimera genetika yang mengandung DNA dari dua sumber yaitu endosimbion dan nukleus sel inang, fotorof eukariot seperti alga dan tanaman tingkat

tinggi mengandung DNA dari tiga sumber yaitu endosimbion mitokondria dan kloroplas serta nukleus.

 Nukleus mengandung gen yang diturunkan dari bakteri, melalui DNA sekuensing terlihat bahwa gen nukleus lebih mirip bakteria, diasumsikan bahwa gen tersebut ditransfer dari bakteri simbion ke nukleus

 Mitokondria dan kloroplas mempunyai ribosom sendiri (70S seperti pada prokariot)

 Spesifitas antibiotik, streptomisin menghambat ribosom 70S berarti dapat menghambat sintesis mitokondria dan kloroplas

 Filogeni molekuler telaah sekuen DNA terlihat bahwa

mitokondria dan kloroplas berasal dari bakteri. Sel eukariot merupakan perkembangan asosiasi dua organisme yang

berbeda dalam proses endosimbion

Mikroorganisme Eukariot

5

 Unisel (bersel tunggal) dan Multisel (bersel banyak)

 FUNGI

 ALGAE

 PROTOZOA

 PARASIT MULTISEL

 Filogeni eukariot membentuk domain tersendiri dan sebagai kelompok yang lebih dekat dengan arkea dibandingkan

dengan bakteria

 Filogeni eukariot diperoleh dengan perbandingan sekuen 18S ribosomal RNA.

 Berdasarkan pohon filogenetik terlihat bahwa eukariot awal dari golongan yang tidak mempunyai mitokondria seperti : Giardia, mikrosporadia, Trichomonas

Karakteristik mikroorganisme eukariot

7

 Memiliki dinding sel yang jelas (kecuali aquatic fungi dan cellular slime moulds)

 Memiliki inti sel yang diliputi membran

 Informasi genetik berada di dalam nukleus dan mengandung lebih dari satu kromosom

 Respirasi terjadi pada mitokondria

 Kloroplas adalah tempat terjadinya fotosintesis

 Gerakan dilakukan dengan silia atau flagela

FUNGI

 Istilah : Fungus (singular)

Fungi (plural) = Jamur

 Kapang (mould)

 Ragi (Yeast = khamir)

 Jamur besar (Mushroom)

FUNGI

9

FUNGI

Saccharomyces cereviseae Candida albicans

FUNGI

11

Fusarium sp. Aspergillus sp.

Penicillium sp.

Taksonomi Fungi

(Alexopoulos, 1996)

Nama sekarang Nama dulu

Oomycota Oomycetes

Chytridiomycota Chytridiomycetes Lower fungi

Zygomycota Zygomycetes

Ascomycota Ascomycetes

Deuteromycota Deuteromycetes,

Deuteromycotina, Higher fungi Fungi Imperfecti

Basidiomycota Basidiomycetes, Basidiomycotina

Peran Fungi

13

Peran positif :

 Mikroorganisme industri : bahan obat, growth promoter, enzim untuk industri, dll

 Sebagai saprofit : dekomposer

 Keperluan analitik : mikroba uji

 Biotransformasi (jasa) : hormon

 Penelitian : bioinformatik Peran negatif :

 Sebagai parasit pada : tanaman, hewan, manusia (penyebab penyakit)

 Penyebab kerusakan berbagai produk Pemanfaatan Fungi :

Biomasa, metabolit primer dan metabolit sekunder

Beberapa contoh manfaat fungi di dunia Industri

Bidang Produk Sumber Penggunaan

Farmasi Penisilin P.chrysogenum antibakteri Griseofulvin P.griseofulvum antifungi

Cyclosporin Trich.polysporum imunosupresan

Pertanian Zealarenone Gibberella zeae growth promoter Gibberellins G.fujikuroi hormon tanaman Industri amilase Asp.oryzae, niger pengurai amilum

Lipase Mucor, Aspergillus pengurai lemak

Morfologi

15

 Kapang (fungi berfilamen = moulds) - Memiliki hifa miselium

- Membentuk spora (seksual dan aseksual) - Pertumbuhan pada ujung (apical) hifa

 Ragi (yeast)

- Berbentuk “budding”

- Membelah diri

Karakteristik Fungi

 Nutrisi : Heterotrop

 Tidak melakukan fotosintesis (jadi bersifat saprofit atau parasit)

 Dinding sel : mengandung kitin (chitin) dan kitosan (chitosan)

 Inti sel : haploid, beberapa ada yang diploid

 Histon : Histon 2B (seperti pada hewan)

 Mitokondria : bentuk lempeng

 Senyawa cadangan : glikogen, lipid, trihalosa

 Sterol : ergosterol

 Ribosom : 18s rRNA

Perbedaan kapang dan ragi

17

 Karakteristik Kapang Ragi



 1. Ukuran sel 5 – 30 µm ± 4 µm(mis.Candida)



 2. Cara tumbuh Membentuk sistem Budding

 hifa/miselium



 3. Komponen dinding Mengandung Kitin dan glukan dlm

 kitin,glukan kadar bervariasi

 4. Spora Pigmen Umumnya tidak

berwarna

 5. Kandungan protein 1 0% 6%

 6. Kandungan 28% 33%

 glukosamin

 7. Inti sel Umumnya haploid Dapat haploid/diploid



Kapang

 Hifa berbentuk selinder protoplasmik yang dikelilingi oleh dinding sel

 Diameter hifa : 2 – 18 μm

 Hifa dibagi menjadi beberapa kompartemen yang dipisahkan oleh sekat yang disebut septa, namun ada pula hifa yang tidak

bersekat.

 Di dalam kompartemen terdapat satu atau lebih nukleus, dan aktivitas protoplasma terpusat pada daerah ujung hifa (disebut daerah apex = apical region)

Kapang

19

 Ujung apical ini tebalnya hanya sekitar 50 nm sedangkan daerah dinding sel sekitar 125 nm.

 Ujung apical sangat sarat dengan organel, dan pada daerah sangat ujung banyak mengandung AVC = apical vesicle cluster, yang memegang peranan penting dalam proses pertumbuhan kapang

 Bila hifa yang telah tua lisis, maka pori-pori septa akan tertutup oleh suatu protein yang disebut Woronin bodies

Struktur Kapang

Penampang hifa Sayatan hifa di bawah

Ragi (Yeast)

21

 Uniseluler

 Beberapa ragi bersifat Dimorf (berubah bentuk karena kondisi lingkungan, mis.suhu)

 Setiap sel memiliki satu nukleus dan beberapa organel

 Vakuola cukup besar

 Reproduksi dengan cara “budding”

Struktur Ragi

Penampang sel ragi

Reproduksi

23

 Aseksual

- ragi membentuk spora pada sporangiospora sedangkan kapang membentuk spora pada conidia. Fungsi : untuk penyebaran (dispersal)

 Seksual

- Reproduksi seksual terjadi ketika gamet haploid bergabung (fusi) membentuk zygot - Zygot lalu mengalami meiosis (pembelahan)

membentuk sopra seksual yang halpoid. Fungsi : untuk pertahanan saat ‘dormant’

Spora aseksual

 Non-motile : Zygomycota

 Bergerak dengan satu flagela : Chytridiomycota

 Bergerak dengan dua flagela : Oomycota

 Ascomycota, Deuteromycota dan Basidiomycota tidak pernah membentuk sporangium, dan tidak memiliki flagela. Mereka terbentuk dengan cara budding, fragmentasi, dll

Spora seksual

25

 ‘Lower fungi’ biasanya memiliki organ sex yang jelas sedangkan ‘higher fungi’ biasanya organ sex nya tidak menonjol, hanya melakukan fusi hifa somatik

 Spora seksual berfungsi pada saat ‘dormant’ untuk pertahanan (oospores, zygospores, ascospores)

Oomycota

 Phytophtora (a)

 Saprolegnia (b), (c)

 Pythium (d)

Phytophtora infestans adalah fungi patogen untuk kentang

(a)

(b) (c)

(d)

Chytridiomycota

 Allomyces (a)

 Rhizophlyctis (b)

 Olpidium (c)

Umumnya saprofit di tanah

27

Zygomycota

 Mucor (a)

 Entomophthora (b)

 Pilobolus (c)

 Erynia (b)

 Piptochepalis (d)

 Rhizopus

(a)

(b) (c)

(d)

Ascomycota

 Neurospora (a)

 Eurotium (d)

 Ascobolus (c)

 Saccharomyces

 Pneumocystis

29

(a)

(b) (c) (d)

Deuteromycota

 Alternaria

 Aspergillus

 Cladosporium

 Geotrichum

 Humicola

 Penicillium

 Phomopsis

 Pesotum

 Fusarium

 Trichoderma Candida , dll

Basidiomycota

 Agaricus (a)

 Lycoperdon (b)

 Ganoderma (c)

 Puccinia (d)

31

Fungi patogen



Fungi penyebab penyakit pada

permukaan atau topikal ( Superficial mycoses

)



Fungi penyebab penyakit pada lapisan subkutan ( Subcutaneous mycoses

)



Fungi penyebab penyakit di bagian

dalam tubuh atau masuk dalam sistem sistemik tubuh ( Deep or sistemic

mycoses

)

Mikotoksin

33

 Mikotoksin merupakan metabolit sekunder fungi yang dikeluarkan umumnya untuk salah satu

pertahanan dirinya terhadap lingkungan

 Jalur utama penyerangan fungi patogen terhadap manusia/hewan adalah melalui mulut (oral) atau terhirup hidung, atau melalui kontak mukosa atau luka terbuka.

Fungi oportunis

 Fungi yang menyebabkan penyakit yang cukup serius akibat penyakit lain yang diderita oleh seseorang.

 Candida albicans adalah salah satu fungi oportunis, pada kondisi tertentu

 Cryptococcus neoformans

 Aspergillus flavus, parasiticus

Deteksi fungi toksik

35

 Identifikasi dgn mikroskop

 Mikrobiologi

 Imunokimia

 Metode molekuler

Beberapa cara deteksi fungi patogen

 Untuk Microsporon, Trichophyton,

Epidermophyton, Sporotrichum, dapat dibiakkan pada medium agar Sabouraud

 Untuk Candida albicans dapat diletakkan pada pelat dan diteteskan 10% KOH, di bawah

mikroskop terlihat seperti serat miselium

 Untuk membedakan Candida dengan yeast yang non-patogen dapat dilakukan dengan cara

menumbuhkannya pada agar mengandung jagung (corn-meal agar)