MAKALAH
METABOLISME BAKTERI DAN FUNGI
Untuk memenuhi tugas matakuliah Mikrobiologi yang di bina oleh Ibu Purwaning Budi Lestari, M.Pd
Kelompok IV
Heri Silvester Seran Bria (C.2) Maria Asumpta Pata (C.2) Tri Desy Arianti (C.2) Yosefina Eso Wona (C.2) Venorenso (C.2)
Wandelinus Adrianus Nahak (C.2)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS PENDIDIKAN ILMU EKSATA DAN KEOLAHRAGAAN
IKIP BUDI UTOMO MALANG
2012
Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan. Makalah kami tentang
Metabolisme Bakteri dan Fungi ini dengan baik dan lancar sesuai dengan waktu yang ditetapkan. Adapun maksud pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Mikrobiologi.
Pada kesempatan ini kami juga ingin menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung kami. Kami juga menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan sehingga dibutuhkan kritik dan saran yang kontruktif dari berbagai kalangan demi perbaikan dan sekaligus memperbesar manfaat tulisan ini sebagai sebuah referensi.
Malang, Oktober 2014
Penyusun
KATA PENGANTAR………...ii
DAFTAR ISI………iii
BAB I PENDAHULUAN………...……...1
1.1 Latar Belakang………..……1
1.2 Rumusan Masalah………..…...1
1.3 Tujuan………..………….1
BAB II PEMBAHASAN………...………2
2.1 Metabolisme Bakteri ………..………....2
2.2 Metabolisme Fungi………...…………12
BAB III PENUTUP……….17
3.1 Kesimpulan………17
3.2 Saran………..17
DAFTAR PUSTAKA……….18
BAB I
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan mahluk hidup memerlukan energi yang di peroleh dari proses metabolisme. Metabolisme terjadi pada semua makhluk hidup termasuk kehidupan mikroba. Defenisi metabolisme adalah semua proses kimiawi yang dilakukan oleh organisme atau semua reaksi yang melibatkan transfomasi energi kimia di dalam mahluk hidup. Walaupun sangat beranekaragam jenis substansi yang berperan sebagai sumber energy bagi mikroorganisme, namu terdapat pola dasar metabolisme yang sangat sederhana yaitu terjadi perubahan dari satu bentuk energi yang kompleks menjadi bentuk energy yang lebih serderhana, sehingga dapat masuk ke dalam rangkaian metabolik. Metabolisme merupakan serentetan reaksi kimia yang terjadi dalam sel hidup yang dilakukan untuk menghasilkan energi.
Seperti organisme pada umumnya, mikroba memerlukan energy (karbohidrat, lemak, protein, asam nukleat) dan bahan-bahan antuk berkembang membangun tubuhnya, bahan-bahan tersebut disebut nutrien.
1.2 Rumusan masalah
Bagaimanakah Proses Metabolisme pada Bakteri? Bagaimanakah Proses Metabolisme pada Fungi? Apa Perbedaan antara Bakteri dan Fungi? 1.3 Tujuan Makalah
Menjelaskan Proses Metabolisme pada Bakteri Menjelaskan Proses Metabolisme pada Fungi Mengetahui Perbedaan Bakteri dan Fungi
BAB II
PEMBAHASAN
Metabolisme adalah semua reaksi yang terjadi dalam organism hidup untuk memperoleh dan menggunakan energy, sehingga organisme dapat melaksanakn berbagai fungsi hidup.
Metabolisme terdiri dari dua proses yang berlawanan yang terjadi secara simultan. Reaksi tersebut adalah :
2.1.1 Sintesis protoplasma dan penggunaan energi yang di sebut sebagai Anabolisme.
Bakteri memperoleh energi melalui proses oksidasi-reduksi. Oksidasi adalah proses pelepasan electron sedangkan reduksi adalah proses
penangkapan electron. Karena electron tidak dapat berada dalam bentuk bebas, maka setiap reaksi oksidasi selalu diiringi oleh reaksireduksi. Hasil dari reaksi oksidasi energy.
Reaksi oksidusi dikatalis : enzim dehidrogenase transfer electron dan proton yang dibebaskan keapda aseptor electron intermedier seperti NAD+ dan NADP- NADH dan NADPH.
Fosforilasi oksidasi terjadi pada saat electron yang mengandung energy tinggi tersebut ditransfer ke dalam serangkaian transport electron sampai akhirnya di tangkap oleh oksigen atau oksidan anorganik lainnya sehinggga oksigen akan tereduksi menjadi H2O. Berbagai carier yang mentransfer electron menuju O2 :
flavoprotein, quinon maupun citekrom.
Ada dua macam energi yang digunakan oleh makhluk hidup. Sinar matahari. Organismenya disebut dengan organisme
fotosintesis atau di kenal juga dengan organisme fototrofik. Oksidasi senyawa kimia. Organismenya disebut dengan organisme
kemosintesis kemotropik atau autotrofik.
1. Fotosintesis tipe Cyanobacteria.
Sama dengan fotosintesis yang terjadi pada tanaman tingkat tinggi.
CO2 +2H2O….sinar matahari….H2O + [ CH2O]n + O2 Klorofil
Dimana pada system fotosintesis ini terdapat 2 fotosistem yaitu fotosistem (PS) I dan II. Aliran electron dari PS II ke PS I
mengubah NADP+ menjadi NADPH. Aliran electron yang demikian dikatakan noncyelic phosphorilation.
2. Fotosintesis tipe noncyanobacteria
Tidak memiliki fotosistem II untuk menfotolisis H2O tidak pernah menggunakan air sebagai reduktan sehingga oksigen tidak pernah di hasilkan dari fotosintesis di kenal dengan fotosintesis anaerob memerlukan suplai senyawa organic sebagai donor hidrogennya.
Sinar matahari
CO2 +2H2A……….H2O + [CH2O]n + 2A
Berdasarkan tipe pada reduktan dan pigmen fotosintesisnya, bakteri ini dibagi menjadi 3 :
1) Chlorobiceae
Disebut juga dengan green-sulfur bacteria. Bakteri ini juga menggunakan hydrogen dan beberapa senyawa mengandung sulfat sebagai reduktannya.
a. CO2 + 2H2……….. CH2O + H2O b. CO2 + 2H2S……… CH2O + H2O + 2S c. CO2 + 2S + 5H2O... 3CH2O + 2H2SO4 d. 2CO2 + Na2S2O3 + 3H2O….. 2CH2O + Na2SO4 2) Chromaticeae
Pada prinsipnya sama dengan chromaticeae tetapi pigmen yang dimilikinya tidak hijau melainkan merah-jingga disebut dengan purple-sulfur-bacteria.
Bakteri ini menggunakan hydrogen dan berbagai senyawa organic sebagi reduktan. Contoh : Rhodospirillum, Rhodopseudomonas.
CO2 + 2CH3CHOHCOOH………… CH2O + H2O + 2CH3COCOOH
Hanya dapat berlangsung dalam keadaan anaerob. Akan tetapi ada beberapa anggota Rhodosspirillaceae mampu melakukan pertambahan non-fotosintetik dengan adanya oksigen apabila media mengandung cukup nutrisi untuk tumbuh.
Chemotrofik atau Autotrofik Organisme
CO2 digunakan sebagai sumber karbon.
Diperlukan energi dan NADPH untuk mengubah CO2 menjadi material sel.
2.1.2 Oksidasi substrat diiringi dengan terbentuknya energy disebebut dengan Katabolisme.
Katabolisme merupakan beberapa jalur metabolisme yang membebaskan atau mengeluarkan energi dengan memecah molekul kompleks menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Jalur utama katabolisme ini adalah respirasi selular, dimana glukosa dan bahan bakar organik lainnya dipecah dengan adanya oksigen menjadi karbon dioksida dan air.
Setelah gula atau glukosa ini dibuat atau diperoleh, mereka adalah sumber energi kehidupan. Pemecahan dari glukosa ( katabolisme ) memiliki beberapa jalur yang berbeda :
Respirasi aerob ( aerobicc respiration )
Respirasi anaerob ( anaerobic resiration )
a. Respirasi Aerob (aerobic respiration)
Glukosa adalah heksosa, monosakarida, C6H12O6. Molekul ini secara sistematis
dipecah melalui tiga jalur yang saling berhubungan menjadi karbon dioksida ( CO2 )
dan air ( H2O ).
Tiga jalur tersebut adalah :
Glikolisis
Tiga jalur pusat metabolisme karbohidrat pada bakteri ialah glikolisis, jalur pentose fosfat, dan jalur Entner – Doudoroff. Untuk kebanyakan sel-sel, jalur terbesar dalam katabolisme glukosa adalah glikolisis.. Glikolisis adalah salah satu lintasan paling penting yang digunakan oleh sel untuk menghasilkan energi. Glikolisis tidak mensyaratkan adanya oksigen dan bisa terdapat sel-sel baik yang aerobik maupun anaerobik. Pada jalur ini molekul glukosa dirubah menjadi asam piruvat (glikolisis) dan asam piruvat menjadi asam laktat (fermentasi asam laktat) tanpa pemasukan molekul oksigen.Dalam glikolisis, ditemukan 4 jalur utama pada bakteri yang berbeda :
Embden - Meyerhoff - Parnas Pathway ( EMP )
Merupakan jalur glikolisis "klasik" yang ditemukan di hampir semua organisme.
Hexose Monophosphate Pathway ( HMP )
Jalur Heksosa monofosfat ini juga disebut fosfoketolase. Jalur ini juga ditemukan disebagian besar organisme. Jalur ini bertanggung jawab untuk sintesis nukleotida.
Jalur ini ditemukan di Pseudomonas dan genera terkait.
Pentosa fosfat (PP)
Keempat jalur tersebut mempunyai persamaan, yaitu memecah heksosa (glukosa) menjadi triosa, yaitu gliseraldehid 3-fosfat (tetapi melalui jalur berbeda), mengoksidasi triosa, menjadi asam triosa, yaitu piruvat. Hasil akhir adalah 2 piruvat, 2 NADH, 2 ATP.
Jadi hasil dari Glkolisis adalah :
2molekul asam piruvat
2molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi
tinggi
2molekul ATP untuk setiap molekul glukosa
Glikolisis
Asam piruvat pertama kali diproses oleh NZ dan koenzim (COA). Produk akhirnya adalah Asetil-Coa dan molekul CO2. Ingat ini terjadi dua kali untuk setiap molekul glukosa. (Satu glukosa terbagi menjadi dua molekul asam piruvat.)
Siklus TCA
Siklus ini berlangsung dalam matriks mitokondria. Tahapan siklus ini adalah sebagai berikut:
Mula-mula, pembentukan asetil CoA dari piruvat yang telah memasuki mitokondria. Asetil CoA dibentuk dengan 1) melepas gugus karboksil piruvat sebagai CO2, 2) fragmen berkarbon dua yang tersisa dioksidasi untuk
membentuk senyawa asetat, dan 3)senyawa mengandung sulfur turunan vitamin B, koenzim A, yang diikatkan pada asetat tadi oleh ikatan yang tidak stabil sehingga sangat reaktif.
CO2 dihasilkan pada fase 3 (isositrat –> α-ketoglutarat) dan fase 4
(α-ketoglutarat –> suksinil coA).
Pembentukan NADH terjadi pada fase 3, 4, dan 8 ( malat –> oksaloasetat).
Pembentukan FADH2 terjadi pada fase 6 (suksinat –> fumarat).
Fosforilasi tingkat substrat terjadi pada fase 5 (suksinil coA- suksinat) dimana coA ditransfer oleh gugus fosfat yang kemudian dipindahkan ke GDP untuk membentuk GTP (serupa dengan ATP). ATP akan terbentuk apabila
mendapatkan satu gugus fosfat dari GTP.
Hasil: satu molekul glukosa menghasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, dan 4
CO2.
3. Transport Elektron
Transport elektron ini berlangsung di dalam membran dalam mitokondria. Tahap - tahap transport elektron :
Elektron yang ditransfer oleh NADH ke molekul pertama rantai transpor elektron yaitu flavoprotein, dengan gugus protestik flavin mononukleotida –> protein besi sulfur (Fe.S) –> ubikuinon (Q) –> sitokrom (cyt b, cyt cI, cyt c, cyt a, cyt a3) à O2.
Elektron lain bersumber dari FADH2 yang menambahkan elektron pada tingkat yang lebih rendah sehingga menyediakan energi sepertiga lebih kecil dari NADH.
ATP sintase memiliki tiga bagian utama yaitu komponen silindris tonjolan
tombol yang mendandung tempat katalitik, dan batang sebagai penguhubung kedua komponen lainnya. Silinder adalah rotor yang berputar searah jarum jam apabila H+ melintas menuruni gradien sehingga batang ikut berputar dan mengaktivasi tempat katalitik dalam tombol, yang menggabungkan fosfat + ADP à ATP.
Hasil: 34 ATP dengan nilai maksimum 38 ATP.
b. Respirasi Anaerob (anaerobic respiration)
Pada respirasi anaerob, aseptor elektronnya bukanlah oksigen, melainkan senyawa anorganik lain selain oksigen (bukan O2). Sebagai contoh : pereduksi sulfat, aseptor
elektronnya adalah sodium sulfat (Na2SO4) ; peredukasi metana, aseptor elektron
terakhirnya adalah CO2.
Berikut ini adalah perbedaan antara respirasi aerob dan anaerob :
Fermentasi adalah proses anaerobik di mana energi bisa dilepaskan dari glukosa meskipun oksigen tidak tersedia. Fermentasi terjadi dalam sel ragi (yeast), dan pembentukan fermentasi dapat terjadi pada bakteri dan sel-sel otot hewan. Dalam sel ragi (yeast, yang biasa digunakan untuk membuat roti dan
memproduksi minuman berakohol), glukosa dapat dimetabolisme melalui respirasi seluler seperti pada sel lainnya. Ketika keberdaan oksigen berkurang ataupun tanpa oksigen, glukosa masih dapat diubah menjadi asam piruvat melalui glikolisis. Dalam fermentasi sel ragi ini, asam piruvat dikonversi terlebih dahulu menjadi asetaldehida dan kemudian menjadi etil alkohol. Hasil akhir fermentasi ini bergantung pada jenis bakteri yang melakukan fermentasi.
Berikut ini adalah jenis-jenis bakteri dan hasil fermentasinya :
fakultatif anaerob
Beberapa organisme (fakultatif anaerob), termasuk yeast dan beberapa bakteri lainnya, dapat bertahan hidup menggunakan fermentasi ataupun respirasi.
2.2 Metabolisme Fungi a. Metabolisme Karbon
Berdasarkan kemampuan memperoleh energy dari sumber karbon organisme di bedakan atas:
Autotrof: memiliki kemampuan mengasimilasi karbon anorganik
(misal CO2,CO3), atau senyawa dengan satu karbon (misalnya CH4)
karbon organic.
- Dengan bantuan cahaya matahari : fotoautrorof - Dengan bantuan oksidasi senyawa anorganik
kemoautrotof
Heterotrof : memiliki kemampuan mengasimilasi karbon organic
karbon organik lain.
- Dengan bantuan cahaya matahari : fotoheterotrof - Dengan bantuan oksidasi senyawa organic
kemoheterotrof.
o Fungi : mikroorganisme heterotrof karena tidak memiliki kemampuan untuk mengoksidasi senyawa karbon anorganik, atau senyawa karbon yang memiliki satu karbon.
karbon, hingga kepada senyawa kompleks seperti karbohidrat, protein, lipid dan asam nukleat.
Metabolisme Karbohidrat
o Karbohidrat dan derivate : substrat utama untuk matabolisme.
o 2 peranan penting :
Karbohidrat dapat dioksidasi menjadi energi kimia yang tersedia di dalam sel bentuk ATP dan nukleotida
phosphopyridine tereduksi
Karbohidrat menyedikan hamper semua karbon yang di perlukan untuk asimilasi konstituen sel fungi yang
mengandung karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. o Tahap awal : tahap transfor, kecuali untuk di- atau
trisakarida yang harus dihidrolisis terlebih dahulu di luar sel. o Transport monosakarida melalui membrane dilakukan oleh
suatu protein transport spesifik, yaitu permease.
o Sebagian besar fungi dapat memanfaatkan monosakarida. Sedikit di-, oligo dan poli karena tidak memiliki
kemampuan untuk menghidrolisis molekul-molekul besar tersebut.
metabolisme protein
Fungi berfilamen : menguraikan protein, khamir jarang menggunakan protein.
Skema :
Fungi menguraikan protein dan menggunakannya sebagai sumber nitrogen dan karbon (aktivitas enzim proteolitik/protease) sekresi protease ke lingkungan menguraikan protein menjadi asam-asam amino hasil diangkut ke dalam sel (system transpor).
Metabolisme lipid
Enzim yang diperlukan untuk menghidrolisis : lipase (triacylglycerol
acylhydrolase) mengubah menjadi diasilgliserol, monoasilgriserol, gliserol atau asam lemak.
Berdasarkan lokasi pemutusan ikatan gliserol pada triasligleserol,
dibedakan menjadi 2 yaitu :
Lipase non-spesifik : memutus ikatan gliserol dari
triasilgliserol pada tiga posisi menghasilkan diasligliserol, monosiligliserol atau 3 molekul asam lemak dan gliserol. Lipase spesifik : memutus ikatan gliserol dari triasiligliserol
pada posisi satu dan tiga sehingga menghasilkan 1,2-diasiligliserol dan 2-monosiligliserol.
Beberapa fungi yang menggunakan lipid dengan memanfaatkan kerja lipase :
Materi organic didegradasi oleh lipase lipase disekresi ke lingkungan (sebelum diangkut ke dalam sel).
Metabolisme asam nukleat
Fungi berfilamen mengkatabolisme purin
Beberapa fungi memanfaatkan hipoxanthin, xanthin asam urat dan adenine sebagai nitrogen :
o A. nidulans o P. chrysogenum o Fusarium moniliforme
Saccharomyces cerevisiae menggunakan allantoin sebagai sumber nitrogen
b. Metabolisme Nitrogen
Semua mikroorganisme yang telah diteliti tampaknya dapat
menggunakan ammonia sebagai sumber nitrogen anorganik Asimilasi nitrat pada khamir dan kapang menggunakan proses
yang sama: nitrat ditranspor ke dalam sel diubah menjadi amonium oleh enzim nitrat reduktasedan nitrit reduktase.
Nitrat reduktase : protein yang memerlukan kofaktor molibdopterin, haem-Fe dan FAD
Fungi yang dapat menggunakan nitrat sebagai sumber
nitrogen :
o A. nidulans o C. utilis
o Hansenula anomala
o Hansenula polymorpha (sinonim : pichia angusta) Nitrit bersifat toksik bagi sebagian besar fungi, tetapi
beberapa fungi dapat menggunakannya sebagai sumber nitrogen selama konsentrasi yangn di gunakan cukup rendah Enzim nitrit reduktase mereduksi nitrit menjadi aminium
dan memiliki ferredoksin, 2 kelompok protetik dan FAD Aspergillus nidulans dan hansenula polymorpha dapat
menggunakan nitrit
Saccharomyces dan zygosaccharomyces tidak dapat menggunakan nitrat dan nitrit sebagai sumber nitrogen. Kemampuan fungi menggunakan nitrogen organic
Sebagai besar fungi dapat tumbuh baik dalam medium yang
mengandung glutamine, asparagin, dan arginin; diikuti dengan asam glutamate, asam aspartat dan sianin.
c.Metabolisme senyawa lain
Fungi dapat menghidrolisis senyawa=senyawa toksik yang sulit diuraikan menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme itu sendiri atau lainnya.
o Aspergillus - fusarium o Candida - trichoderma o Clodosporium - pleurotus o Monicillium
o penicillium
perbedaan antara prokariotik (bakteri) dan eukariotik (fungi) :
Struktur Prokariotik Eukariotik
Macam mikroba Bakteri dan
sianobakteria (algae hijau-biru)
Algae umumnya Fungi, protozoa Plantae, animalia Ukuran sel ,1-2 x1-4 µ (mikron) >5 µ (mikron) Struktur genetic :
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Metabolisme adalah semua reaksi yang terjadi dalam organism hidup untuk memperoleh dan menggunakan energy, sehingga organisme dapat melaksanakn berbagai fungsi hidup. Metabolisme fungi lebih kompleks dari pada bakteri, karena fungi merupakan mikroorganisme eukariotik yang sangat bervariasi kemampuan memanfaatkan nutrient dari lingkungan dan kemampuan metabolisme yang dimiliki oleh fungi juga sangat bervariasi. Hingga saat ini masih banyak yang belum di ketahui mengenai kemampuan metabolism fungi, dan perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengetahui system metabolism fungi secara keseluruhan.
Fungi dan bakteri sama-sama memanfaatkan nutrient dari lingkungan sebagai sumber untuk bahan metabolismenya, serta metabolisme yang di lakukan meliputi (anabolisme dan katabolisme).
Dengan membaca makalah ini, pembaca disarankan agar dapat mengambil manfaat dari isi makalah tersebut yaitu,memahami proses metabolism pada bakteri dan fungi serta dapat membedakannya. Dan pembaca diharapkan dapat menerapkan dalam kehidupan sehari-hari.
DAFTAR PUSTAKA
Pusat Pendidikan Tenaga Kesehatan Dapartemen Kesehatan RI. 1989. Bakteriologi Umum. Jakarta
