STRUKTUR SEL DAN FUNGSINYA (PERTEMUAN 11)

STRUKTUR SEL DAN FUNGSINYA

(PERTEMUAN 11)

Dosen Pengampu :

Rizky Muliani Dwi Ujianti, S.Pi., MSi

MATA KULIAH MIKROBIOLOGI PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN

Perbedaan antara Prokariotik &

Eukariotik

Prokariotik

Eukariotik

Contoh

organismenya

Bakteri dan ganggang

hijau biru

Protista, Fungi,

tumbuhan dan hewan

Ukuran sel

Antara 0,5 - 2 µm antara 2-200 µm

Metabolisme

Anaerobik dan

aerobik

Aerobik

Organela

Sedikit atau tidak ada

Nukleus, mitokondria,

kloroplas, retikulum

endoplasma, dll.

DNA

Sirkular, dalam

sitoplasma

Sangat panjang

terdapat dalam inti sel

RNA dan Protein

Disintesis pada beberapa kompartemen

Sintesis RNA terjadi dalam nucleus, protein

disintesis dalam sitoplasma

Sitoplasma Tidak ada sitosekelaton Sitosekelaton tersusun dari filament protein

Pembelahan sel

Kromosom memisahkan diri oleh adanya

pemisahan membran plasma

Kromosom memisah melalui gelendong

pembelahan

Organisasi seluler Umumnya uniseluler

Umumnya multiseluler, sel-sel dengan tugas

KARAKTERISTIK BAKTERI

•

Umumnya lebar 0,5 - 1 mikron, panjang 10 mikron

•

Dapat hidup di berbagai lingkungan, mis ; tubuh

organisme, tanah, air tawar, air laut, dsb

•

Dinding sel tersusun atas polisakarida yang

berikatan dengan protein, membentuk

peptidoglikan

•

Bakteri ada yg memiliki flagellum (cambuk), yang

dapat digunakan untuk bergerak

•

Jika kondisi lingkungan jelek, bakteri dapat

Struktur Tubuh Bakteri

1. Kapsul : pertanahanan diri

2. Flagellum : Bergerak

3. Dinding sel : perlindungan, tersusun dari peptidoglikan

4. Membran sel : mengatur keluar masuknya zat

5. Mesosom : Pabrik energi

6. Lamela fotosintetik : berfotosintesis

7. Sitoplasma : tempat berlangsungnya reaksi metabolik

8. DNA : mengontrol sinstesis protein dan pembawa sifat

9. Plasmid : pembawa gen tertententu dapat ditransformasikan ke sel lain

10. Ribosom : tempat sintesis protein

FLAGELLA

Merupakan filamen tipis menyerupai rambut

yang panjang berpangkal pada membran

sitoplasma dan menembus dinding sel

• Flagella terdiri dari 3 bagian

• Basal body / bagian dasar

• Struktur seperti kait yang pendek

• Filamen heliks yang panjang yang terdiri

Flagella

Struktur sel bakteri yang terdapat di luar sel dan digunakan untuk : berenang / alat gerak dan sebagai alat untuk menempel pada permukaan objek

Diagrammatic representation of the general structure of a typical procaryotic (bacterial) cell(see FIGURE 4.8c for more detail of flagellum attachment).

Cell wall

Cytoplasmic membrane Cytoplasm

Cell wall H

l_ Peptidoglycan Rod

Basal ring Cytoplasmic membrane

KEBERADAAN FLAGELLA

• Flagella umumnya beberapa kali

ukuran sel (15-20 µm), tetapi

diameternya sangat pendek (12-30 nm)

• Tidak semua bakteri memiliki flagella.

Bakteri berbentuk bulat jarang memiliki

flagella. Flagella umumnya dijumpai

pada bakteri berbentuk batang dan

spiral

TIPE FLAGELLA

•

Monotrikus

: flagella tunggal pada salah satu

ujung bakteri (contoh

Pseudomonas)

•

Lofotrikus

: kluster flagella pada salah satu

ujung sel (contoh beberapa Pseudomonas)

•

Amfitrikus

: flagella tunggal atau kluster pada

kedua ujung sel (contoh

Spirilla)

•

Peritrikus

: pada seluruh permukaan (contoh

Monotrikus

Lofotrikus

Amphitrikus

PILI (FIMBRIAE)

• Struktur pili dibentuk oleh satu sub unit protein pilin

• Struktur pili ini lebih pendek dan kaku daripada

flagella dan muncul dari “basal body”.

• Morfologi pili sangat bervariasi dan jumlahnya

berkisar antara satu sampai beberapa ribu per

sel.

• Pili dapat dibedakan menjadi 2 macam

berdasarkan fungsinya.

- F pili

(sex pili) : terlibat pada reproduksi seksual

bakteri  Konjugasi

-

Pili biasa

: berfungsi untuk adhesi seluler ke

permukaan atau ke sel inang.

- Pada infeksi, pili membantu bakteri patogen

menempel pada sel-sel yang terdapat pada saluran

pernafasan, pencernaan.

BENTUK BAKTERI

Bulat disebut coccus

1. Monokokus : berbentuk bola tunggal, mis Niseria

gonorhoe, penyebab penyakit kencing nanah

2. Diplokokus : berbentuk bola yang bergandengan dua -

dua, mis : Diplococcus pneumoniae : penyebab penyakit

radang paru – paru

3. Sarkina : berbentuk bola yang berkelompok empat –

empat membentuk kubus

4. Streptococcus : berbentuk bola yang berkelompok

memanjang membentuk rantai

5. Stafilococcus : berbentuk bola yang berkoloni seperti

Orien

tasi

P

embel

Basil (Batang)

Berasal dari kata bacillus yang berarti batang

1. Basil tunggal : berbentuk satu batang tunggal, misal Salmonella thypi, penyebab penyakit typus

2. Diplobasil : berbentuk basil bergandengan dua – dua.

3. Streptobasil : berbentuk basil yang bergandengan memanjang membentuk rantai. Mis : Bacillus antracis penyebab penyakit antraks

SPIRAL

1. Spiral : gol bakteri yang bentuknya seperti spiral, mis Spirillum

2. Vibrio : berbentuk koma, yg dianggap sbg bentuk spiral yg tak sempurna, mis : Vibrio cholerae (penyebab penyakit kolera)

REPRODUKSI BAKTERI

Aseksual : Pembelahan Biner

Selama pembelahan biner, salinan kromosom itu sendiri, membentuk dua salinan identik secara genetik. Kemudian, sel membesar dan terbagi menjadi dua sel anak baru. Dua sel anak yang identik dengan sel induk.

Seksual :

Rekombinasi gen adalah peristiwa bercampurnya sebagian materi gen (DNA) dan dua sel

bakteri yang berbeda sehingga terbentuklah DNA rekombinan.

1. Konjugasi : Dalam konjugasi, DNA melewati perpanjangan pada permukaan satu bakteri

2. Transformasi : adalah rekombinasi gen yang terjadi melalui pengambilan langsung

sebagian materi gen dari bakteri lain, yang dilakukan oleh suatu sel bakteri. Bakteri yang mampu melakukan transfonmasi secara alamiah, yaitu bakteri-bakteri yang dapat

memproduksi enzim khusus, antara lain Rhizobium, Streptococcus, Neisseria,

Transduksi : virus yang menginfeksi bakteri membawa DNA dari satu bakteri ke bakteri

Menguntungkan :

1. Escheria coli : membusukkan makanan

dalam usus besar dan menghasilkan vitamin

2. Rhizobium : bersimbiosis dengan kacang – kacangan, dapat membentuk nodul aar, dapat menambat nitrogen dari udara, bakteri ini menyuburkan tanah. 3. Azotobacter : hidup bebas di tanah,

menambat nitrogen dari udara, menyiburkan tanah.

4. Lactobacillus casei : proses pembuatan

keju

5. Acetobactera xylinum : pembuatan nata

de coco yang terbuat dari air kelapa 6. Acetobacter : mengubah alkohol

menjadi asam cuka.

7. Streptoccocus griceus : menghasilkan

antibiotik streptomisin

8. Streptococcus bulgaricus : pembuatan

yogurt

9. Pseudomonas denitrificans :

menghasilkan vitamin B12

Merugikan :

1. Mycrobacterium tuberculosis : menyebabkan penyakit TBC 2. Mycrobacterium leprae : menyebabkan penyakit lepra 3. dll

STERILISASI DARI BAKTERI

1. Sterilisasi alat : (lihat kembali materi pada pertemuan 5)

• dioven pada suhu 170 – 180 o_{c , selama 2 jam, pada kondisi ini, semua bakteri}

dan spora bakteri akan mati.

• ditanak (dimasukkan dalam uap air panas), selama 1 jam pada suhu 100 o_{c ,}

selama 1 jam. Namun semua bakteri belum dapat mati, proses pemanasan perlu dilakukan dalam 3 x 24 jam. Selama 24 jam spora akan tumbuh,

kemudian dipanaskan lagi hingga mati

• Dimasukkan ke dalam alat pensteril (autoklaf), dapat mencapai suhu 121 o_{c ,}

2. Sterilisasi Bahan Makanan

• selama 1 jam pada suhu 100 o_{c, diulang 3x}

• Disterilkan dengan autoklaf, 121o_c

• Dikalengkan

• Dibungkus rapat dalam keemasan

3. Pengawetan Makanan

Tujuan agar bakteri yang masuk ke dalam makanan tidak dapat tumbuh, karena makanan telah diberikan bahan – bahan tertentu.

Contoh :

Penambahan garam : ikan asin Penambahan gula : dodol

Penambahan asam : acar Dikeringkan : kerupuk

Didinginkan : ikan atau daging yang diamasukkan kedalam mesin pendingin Diberi asam benzoat

1. Eukariotik (memiliki inti sel)

2. Umumnya multiseluler, ada juga

yang uniseluler.

3. Reproduksi dengan

pembentukkan spora

4. Tubuh disusun oleh benang –

benang yang disebut hifa. Hifa –

hifa bersatu membentuk miselium.

Ada pula yang miseliumnya

berkembang membentuk tubuh

buah.

Hifa Miselium Badan Buah Sel Penghasil Spora

Anggota Fungi mendapatkan nutrisi melalui 3 cara :

1. Saprofit.

Menguraikan sisa bagian makhluk hidup yang sudah mati.

2. Parasit.

Mengambil nutrisi dari makhluk yang masih hidup.

Hidup bersama makhluk hidup lainnya.

3. Simbiosis.

Jamur Parasit Hifa Cacing Nematoda Malang

Diklasifikasikan berdasarkan cara

reproduksi, dan struktur tubuhnya.

1. Zygomicotina

2. Ascomicotina

3. Basidiomicotina

4. Deuteromicotina

• Heterotrof saprofit, mis pd roti, nasi,

kedelai, dan bahan makanan lain

• Penyebab penyakit busuk pada ubi

jalar dan murbei

• Tubuh disusun oleh hifa dan

miselium.

• Hifa tidak bersekat.

• Spora dihasilkan oleh sporangium.

• Reproduksi menghasilkan spora

dilakukan melalui 2 cara :

1. Aseksual : dilakukan saat kondisi

lingkungan mendukung.

2. Seksual : dilakukan bila kondisi

lingkungan kurang

mendukung

No Jamur Peranan

1 Mikroriza yaitu jamur yang hidup bersimbiosis mutualisme dengan akar tanaman tingkat tinggi.

2 Mucor javanicus pembuatan ragi tape 3 Mucor mucedo pembuatan ragi tape 4 Rhizopus oryzae untuk membuat tempe

Zygomycota

No Jamur Penyebab

1 Phytophtora infestans

parasit pada daun kentang

Menguntungkan :

• Neurosopra : Jamur oncom / Neurospora crassa

• Penicillium : P. notatum, P chrysogenum  menghasilkan zat mematikan antibiotik penisilin, yg digunakan utk memberantas penyakit krn infeksi mikrobia.

• Tricoderma : menghasilkan enzim selulosa .

Ciri Umum Ascomicotina.

• Tubuh disusun oleh hifa dan miselium, dan ada yang memiliki tubuh

buah.

• Heterotrof saprofit

• Ada yang uniseluler (mis : Saccharomyces) dan multiseluler.

• Hifa bersekat.

• Spora dihasilkan oleh konidiospora bila secara aseksual dan sel

askus bila spora dihasilkan secara seksual.

• Reproduksi menghasilkan spora dilakukan melalui 2 cara :

1. Aseksual : dilakukan saat kondisi lingkungan mendukung.

2. Seksual : dilakukan bila kondisi lingkungan kurang

No Jamur Perananan

1 Aspergillus niger untuk menjernihkan sari buah

2 Aspergillus oryzae digunakan untuk melunakkan adonan

roti

3 Aspergillus sojae pembuatan kecap

4 Aspergillus wentii digunakan untuk pembuatan kecap,

tauco, sake, dan asam oksalat

5 Neurospora crassa jamur oncom digunakan untuk

membuat oncom.

6 Neurospora sitophila pembuatan oncom

7 Penicillium camemberti meningkatkan kualitas keju

8 Penicillium chrysogenum penghasil zat antibiotic(penisilin)

9 Penicillium notatum penghasil zat antibiotic(penisilin)

10 Penicillium roqueforti meningkatkan kualitas keju

11 Saccharomyces cerevisiae Ada dalam ragi, dimanfaatkan untuk

membuat roti, tape, dan bir.

12 Saccharomyces

ellipsoideus

untuk memfermentasikan buah anggur menjadi anggur minuman

13 Saccharomyces tuac mengubah air nira menjadi tuak

No Jamur Penyebab

1 Aspergillus nidulans parasit pada telinga menyebabkan

automikosis

2 Penicillium digitatum perusak buah jeruk

3 Penicillium expansum buah apel membusuk di tempat

penyimpanan

4 Penicillium islandium merusak beras sehingga berubah menjadi

berwarna kuning

5 Penicillium italicum perusak buah jeruk

Ascomycota

Merugikan :

(a) Ascomicotina dengan tubuh buah of Aleuria aurantia.

(b) Tubuh buah

Morchella esculenta, biasanya

tumbuh dekat dengan anggrek.

(c) Tuber melanosporum (d) Neurospora crassa atau _{jamur oncom (SEM).}

10 m

Siklus Hidup Jamur Ascomicotina Key Konjugasi Inti melebur Meiosis

Contohnya : Neurospora

Haploid (1n) Heterokaryotic (1n + 1n) Diploid (2n) Reproduksi Seksual Reproduksi Aseksual Hifa (+) Hifa (-) Sel Ascus menghasilkan spora Sel Ascus

Ciri Umum Basidiomicotina.

• Heterotrof saprofit

• Multiseluler.

• Tubuh disusun oleh hifa dan miselium dan tubuh buah.

• Hifa bersekat.

• Spora dihasilkan oleh sel basidium melalui reproduksi secara

seksual.

• Reproduksi menghasilkan spora dilakukan melalui 2 cara :

1. Aseksual : dilakukan saat

kondisi lingkungan mendukung.

2. Seksual : dilakukan bila kondisi lingkungan kurang

a. Amanita muscaria), jamur

yang sangat beracun

b. Dictyphora sp

c. Jamur kayu, tumbuh pada kayu

Yang sudah mati

d. Puffballs memancarkan

sporanya

No Jamur Peranan

1 Auricularia polytricha jamur kuping, enak dimakan

2 Ganoderma aplanatum digunakan untuk obat-obatan atau

Ganoterapi

3 Lentinus edodes dan untuk di konsumsi

4 Shitake untuk di konsumsi

5 Pleurotes jamur kayu, enak dimakan

6 Volvariella volvacea jamur merang , untuk dikonsumsi

Menguntungkan :

Basidiomycota

No Jamur Penyebab

1 Amanita muscaria menghasilkan toksin muskarin yang dapat

membunuh lalat

2 Amanita phalloides bersifat beracun , menyebabkan gangguan

hati, ginjal dan jantung

3 Puccinia graminis menyebabkan bercak-bercak pada daun

Jamur Merang

Volvariella volvacea

• Dibudidayakan utk masakan

• Ditanam pada media yg mengandung selulosa dan kelembapan tinggi

Jamur Kuping

Auricularia polytrica

• Berwarna coklat kehitaman • Hidup saprofit pada kayu lapuk

Key Konjugasi Peleburan Inti Meiosis Haploid (1n) Heterokaryotic (1n + 1n) Diploid (2n) Reproduksi Seksual Hifa (+) Hifa (-) Sel Basidium dgn basidiospora Basidiocarp

Siklus Hidup Jamur Basidiomicotina

Sel Basidium,

penghasil spora

• Multiseluler

• hifanya yang bersekat

• bereproduksi vegetatif dengan konidiospora. • saprofit atau parasit.

• Mikroskopis

• Hidup didaratan dan tempat lembab

• Jamur yang blm diketahui cr reproduksinya dimasukkan dlm Deuteromycotina • Jamur Deuteromycota juga menyebabkan penyakit pada manusia , yaitu

dermatokinosis (kurap dan panu) • menimbulkan pelapukan pada kayu.

No Jamur Peranan

1 Aspergillus oryzae digunakan untuk melunakkan adonan roti

2 Aspergillus wentii digunakan untuk pembuatan kecap, tauco,

sake, dan asam oksalat

3 Tolypocladium inflatum obat untuk menekan reaksi kekebalan

Deuteromycota

Menguntungkan :

No Jamur Penyebab

1 Aspergillus flavus penyebab penyakit kanker hati

2 Aspergillus fumigatus penyebab infeksi saluran pernapasan

pada manusia

3 Culvularia saprofit atau parasit pada tumbuhan

4 Epidermophyton penyakit kurap

5 Epidermophyton floocossum penyebab penyakit kaki atlet

6 Fusarium oxysporum menyebabkan penyakit layu pada

tanaman kentang, tomat dan cabai

7 Microsporum penyakit kurap

8 Tinea versicolor penyebab panu

9 Trichophyton penyakit kurap

10 Trichophyton saprofit atau parasit pada tumbuhan

Simbiosis Fungi dengan Algae (Lichen)

• Fungi jenis tertentu dapat

bersimbiosis dengan algae

uniseluler membentuk lichen

(lumut kerak).

• Simbiosis ini bersifat

menguntungkan.

1. Bagi algae : mendapatkan suplai

air dan mineral.

2. Bagi Fungi : mendapatkan

• Mikoriza merupakan simbiosis

antara fungi dengan akar tanaman.

• Simbiosis ini menguntungkan bagi

keduanya.

1. Bagi tanaman : meningkatkan

penyerapan air dan mineral.

2. Bagi fungi : mendapatkan nutrisi

dari tanaman.

Peranan Menguntungkan

1. Sebagai Bahan Makanan

2. Sebagai pengurai.

3. Dapat dikonsumsi.

4. Menghasilkan obat-obatan.

5. Dapat meningkatkan

kesuburan tanaman.

Peran Merugikan

1. Menyebabkan penyakit

pada manusia.

2. Menyebabkan kerusakan

pada tanaman.

Saccaromyches

• fungi uniseluler dari Ascomycotina

• Nama lain ragi (ragi roti, ragi tape)

• Digunakan utk pembuatan : Tape, alkohol, apem, bir.

• Cth : Saccaromyces cerevisae : utk mengembangkan roti

 ragi ini mengubah gula mjd alkohol dan

karbondioksida. Karbondioksida yg terbentuk itu

menyebabkan terjadinya pengembangan pd adonan kue.

• Bentuk Sel Khamir : bulat, oval, silindris, ogival (bulat

panjang dengan salah satu ujung runcing), segitiga

melengkung (triangular), berbentuk botol, apikulat atau

lemon

• Ukuran panjang 1 – 5 mm sampai 20 – 50 mm dan Lebar

1 – 10 mm.

Sistem Reproduksi Khamir

1. Pembelahan

2. Budding (tunas)

3. Pembelahan tunas

4. Sporuilasi : a. spora aseksual

b. spora seksual

Sifat Fisiologi Khamir

Faktor yg mempengaruhi pertumbuhan khamir :

1. Kandungan nutrisi dalam substrat

2. pH 4 – 4,5, tidak baik pada kondisi alkali

3. Suhu optimum (25 – 30

o

C)

maksimum (35 – 47

o

C)

4. Oksigen (aerob), dapat tumbuh anaerob tetapi

lambat.

Media ragi :

buah-buahan, sayur-sayuran, yang

mengandung gula, biji-bijian, tumbuh

subur pada media asam.

Suhu : inkubasi 0 – 47

o

_C

optimum 20 – 30

o

C

patogen 30 – 37

o

C

pH : 2,2 – 8

Aerobik

Produk Yeast spesies

Susu segar, pasteurisasi Rhodotorula spp., Candida famata, C. diffluens, C. curvata,

Kluyveromyces marxianus, Cryptococcus flavus.

Mentega Rhodotorula rubra, R. glutinis, Candida famata, C. diffluens,

C. lipolytica, Cryptococcus laurentii.

Yogurt

Kluyveromyces marxianus, Candida famata,

Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae, Hansenula anomala

Keju Cottage dan segar

Kluyveromyces marxianus, C. lipolytica, Candida famata

dan Candida yang lain, Debaryomyces hansenii,

Cryptococcus laurentii, Sporobolmyces roseus.

Keju lunak

dimatangkan dengan jamur (mold)

Kluyveromyces marxianus, Candida famata, Candida lipolytica, Pichia membranafaciens, P. fermentans, Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae, Zigosaccharomyces rouxii.

Beberapa contoh produk yang dihasilkan oleh Khamir

Produk Yeast spesies

Daging segar merah dan unggas

Candida spp., Rhodotorula spp., Debaryomyces spp., Trichosporon (jarang diteliti).

Daging Domba beku Cryptococcus laurentii, Candida zeylanoides,

Trichosporon pullulans.

Daging kalkun beku Cryptococcus laurentii, Candida zeylanoides.

Daging potong atau cincang

Candida lipolytica, C. zeylanoides, C. lambica, C. sake, Cryptococcus laurentii, Debaryomyces hansenii, Pichia membranaefaciens.

Daging yang diolah (sosis,

ham) Debaryomyces hansenii, Candida spp., Rhodotorula spp.

KUIS

1. Sebutkan sel perbedaan eukariotik dan prokariotik

beserta contoh organismenya

2. Struktur Tubuh Bakteri beserta fungsinya

3. Sebutkan bentuk bentuk bakteri beserta gambarnya

4. Sebutkan klasifikasi fungi berdasarkan cara

reproduksi, dan struktur tubuhnya.

5. Sebutkan contoh fungi yang bermanfaat bagi

teknologi pangan (boleh uniseluler maupun

multiseluler)