BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertumbuhan pada bakteri didefinisikan sebagai pertumbuhan berat sel. Mempelajari pertumbuhan bakteri merupakan faktor terpenting dalam mengetahui beberapa aspek fisiologi suatu bakteri. Pertumbuhan adalah merupakan pertambahan secara teratur semua komponen sel suatu organisme. Pembelahan sel adalah hasil dari pembelahan sel. Pada jasad bersel tunggal (uniseluler), pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu. Misalnya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan
pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri. Pada jasad bersel banyak (multiseluler), pembelahan sel tidak menghasilkan pertambahan jumlah individunya, tetapi hanya merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya.
Dalam membahas pertumbuhan mikrobia harus dibedakan antara
pertumbuhan masing-masing individu sel dan pertumbuhan kelompok sel atau pertumbuhan populasi.Pertumbuhan bakteri dapat diukur dengan dua cara yaitu secara langsung dan tidak langsung. Pengukuran pertumbuhan bakteri secara langsung dapat dilakukan dengan metode total count, turbidikmetrik, berat kering, electronic counter, plating techique, fltrasi membran. Sedangkan pengukuran pertumbuhan bakteri secara tidak langsung dapat dilakukan dengan metode viable count, aktivitas metabolik dan berat sel kering.
Pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur berdasarkan konsentrasi sel (jumlah sel per satuan isi kultur) ataupun densitas sel. Dua parameter ini tidak selalu sama karena berat kering sel rata-rat bervariasi pada tahap berlainan dalam pertumbuhan kultur. Kedua parameter tersebut juga tidak bermakna sama dalam penelitian mengenai biokimia mikroorganisme atau gizi mikroorganisme, konsentrasi sel adalah kuantitas yang bermakna.
Berdasarkan uraian teori singkat pada latar belakang di atas, maka penulis bermaksud memberikan penjelasan terkait materi “Metode Pengukuran
Mikroba dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba”.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penulisan makalah ini adalah, sebagai berikut: a. Bagaiman pertumbuhan pada Mikroba?
b. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi dalam pertumbuhan mikroba?
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut : a. Untuk mengetahui pertumbuhan pada Mikroba
1.4 Manfaat Penulisan
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pertumbuhan Bakteri
Sebagian besar bakteri akan tumbuh pada medium biakan buatan. Namun beberapa bakteri, seperti Mycobacterium leprae (kusta, morbus, Hansen) dan Treponema pallidum (sifilis) belum dapat ditumbuhkan secara in vitro.
Pada kondisi yang sesuai (nutrisi, suhu, dan atmosfir), sebuah sel bakteri akan bertambah besar dan kemudian membelah melalui proses pembelahan biner menjadi dua sel identik. Kedua sel ini mampu tumbuh dan membelah diri dengan kecepatan yang sama seperti sel induk asalkan kondisi lingkungannya tetap stabil. Waktu yang dibutuhkan sejumlah bakteri untuk melipatgandakan diri dalam biakan disebut waktu generasi, misalnya Escherichia coli memiliki waktu generasi sekitar 30 menit pada kondisi yang optimal.
Pertumbuhan mikroorganisme dapat diukur berdasarkan konsentrasi sel (jumlah sel per satuan isi kultur) ataupun destilasi sel (berat kering dari sel-sel persatuan isi kultur). Dua parameter ini tidak selalu sama karena berat kering sel rata-rata bervariasi pada tahap berlainan dalam pertumbuhan kultur, kedua parameter tersebut juga tidak bermakna sama dalam penelitian mengenai biokimia mikroorganisme atau gizi mikroorganisme. Densitas sel adalah kuantitas yang lebih bermakna, sedangkan dalam penelitian mengenai inaktivitas mikroorganisme, kosentrasi sel adalah kuantitas yang bermakna.
Perhitungan massa sel secara langsung atau tidak langsung sering
digunakan untuk mengukur pertumbuhan sel selama proses fermentasi, dimana komposisi substrat atau bahan yang difermentasi dapat diamati dan diukur dengan teliti. Untuk menentukan massa sel mikroba dalam suatu populasi, dilakukan dengan cara menumbuhkannya dalam suspensi homogen pada medium yang sesuai dengan konsentrasi (jumlah sel/ ml) dan densitasnya (mg/ml), dihitung adanya peningkatan seiring dengan waktu. Pada kultur pertumbuhan mikroba dapat ditentukan laju pertumbuhan dan waktu
penuh.Metode penentuan massa sel dapat dibedakan menjadi dua cara, yaitu secara langsung dan tidak langsung. Pengukuran pertumbuhan mikroorganisme secara langsung dapat dilakukan dengan beberapa cara,yaitu :
a. Metode Total Count
Pada metode ini sampel ditaruh di suatu ruang hitung (seperti hemasitometer) dan jumlah sel dapat ditentukan secara langsung dengan bantuan mikroskop (Hadioetomo, 1993).
b. Metode Turbidimetrik
c. Metode Berat Kering
Cara yang paling cepat mengukur jumlah sel adalah metode berat kering. Metode tersebut relatif mudah dilakukan, yaitu kultur disaringan atau
disentrifugasi, kemudian bagian yang disaring atau yang mengendap hasil sentrifugasi dikeringkan.Pada metode ini juga tidak dapat membedakan sel yang hidup dan mati.
Akan tetapi keterbatasan itu tidak mengurangi manfaat metode tersebut dalam hal mengukur efesiensi fermentasi, karena pertumbuhan diukur dengan satuan berat, sehingga dapat diperhitungkan dengan parameter konsumsi substrat dan produksi senyawa yang diinginkan (Purwoko, 2007).
d. Metode Elektronic Counter
Pada pengukuran ini, suspensi mikroorganisme dialirkan melalui lubang kecil (orifice) dengan bantuan aliran listrik. Elektroda yang ditempatkan pada dua sisi orifice mengukur tekanan listrik (ditandi dengan naiknya tekanan) pada saat bakteri melalui orifice. Pada saat inilah sel terhitung. Keuntungan metode ini adalah hasil bisa diperoleh dengan lebih cepat dan lebih akurat, serta dapat menghitung sel dengan ukuran besar.(Pratiwi, 2008).
e. Metode Plating Techique
Metode ini merupakan metode perhitungan jumlah sel tampak (visible) dan di dasarkan pada asumsi bahwa bakteri hidup akan tumbuh, membelah dan memproduksi satu koloni tunggal. Satuan perhitungan yang dipakai adalah CFU (colony forming unit) dengan cara membuat seri pengenceran sampel dan menumbuhkan sampel pada media padat. Pengukuran dilakukan pada plat dengan jumlah koloni berkisar 25-250 atau 30-300(Pratiwi, 2008).
f. Metode filtrasi membrane
Pada metode ini sampel dialirkan pada suatu sistem filter membran dengan bantuan vaccum. Bakteri yang terperangkap selanjutnya ditumbuhkan pada media yang sesuai dan jumlah koloni dihitung. Keuntungan metode ini adalah dapat menghitung sel hidup dan sistem perhitungannya langsung, sedangkan kerugiannya adalah tidak ekonomis (Pratiwi, 2008).
.
2.2 Syarat Pertumbuhan Bakteri
Beberapa syarat pertumbuhan bakteri diantaranya yaitu:
a. Sumber karbon dan nitrogen
Bakteri diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar berdasarkan senyawa yang dapat digunakan sebagai sumber karbon. Autotrof memanfaatkan karbon inorganic dari karbon dioksida dan nitrogen dari amoniak, nitrit dan nitrat. Kelompok ini kurang penting secara klinis. Heterotroph memerlukan senyawa organic sebagai sumber utama karbon dan energy mereka. Kelompok ini sebagian besar bakteri yang penting secara klinis.
b. Kondisi atmosfer Karbon dioksida
metabolisme oleh organisme itu sendiri. Namun, beberapa bakteri memerlukan tambahan CO2 untuk tumbuh (missal : Neisseria meningitis, Campylobacter jejuni).
Oksigen
Berdasarkan kebutuhan oksigennya bakteri di bagi menjadi 4 kelompok:
1) Aerob obligat hanya tumbuh jika terdapat oksigen (Psudomonas aeruginosa)
2) Bakteri mikroaerofilik tumbuh paling baik dalam lingkungan oksigen konsentrasi rendah (misal : Campylobacter jejuni) 3) Anaerob obligat tumbuh hanya jika tidak terdapat oksigen bebas
(misal : Clostridium tetani)
4) Anerob fakultatif dapat tumbuh dalam lingkungan yang mengandung oksigen maupun tidak ( misal : Escherichia coli)
c. Suhu
Sebagian besar bakteri pathogen tumbuh paling baik pada suhu 37 derajat C. akan tetapi suhu optimal untuk pertumbuhan kadang lebuh tinggi, misalnya untuk C. jejuni suhunya adalah 42 derajat C. kemampuan beberapa bakteri untuk tumbuh pada suhu rendah (0-4)C penting dalam mikrobiologi makanan ; Listeria monocytogenes, penyebab keracunan makanan, akan tumbah perlahan pada 4 derajat C dan menyebabkan ledakan kasus (outbreak) keracunan pada produk masak yang didinginkan
d. PH
Sebagian besar bakteri pathogen tumbuh paling baik pada pH yang sedikit basa (pH 7,2-7,6). Terdapat beberapa pengecualian; Lactobacillus acidophilus, terdapat di vagina wanita pascapubertas, menyukai medium asam pH 4,0. Bakteri ini menghasilkan asam laktat yang menjaga sekret vagina tetap asam yang kemudian mencegah terjadinya infeksi oleh berbagai bakteri. Vibrio cholerae, penyebab kolera menyukai lingkungan yang basa pH 8,5.
2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan menjadi dua, yaitu faktor fisik (abiotik) dan faktor kimia (biotic). Dimana faktor fisik ini meliputi ; temperature, pH, tekanan osmotic, dan cahaya/radiasi. Sedangkan faktor kimianya meliputi ; karbon, oksigen, dan fakto-faktor pertumbuhan organic, termasuk nutrisi yang terdapat dalam media pertumbuhan.
Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan. Mikroba tersebut dapat dengan cepat
a . Faktor Abiotik 1. Suhu
a) Suhu pertumbuhan mikroba
Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu. Kisaran suhu pertumbuhan dibagi menjadi suhu minimum, suhu optimum, dan suhu maksimum. Suhu minimum adalah suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup. Suhu optimum adalah suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba.
Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan menjadi mikroba psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil. Psikrofil adalah kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-300C dengan suhu optimum sekitar 150C. Mesofil adalah kelompok mikroba pada umumnya, mempunyai suhu minimum 150C suhu optimum 25-370C dan suhu maksimum 45-550C.
Mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi dikelompokkan dalam mikroba termofil. Mikroba ini mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehinggatitik didihnya tinggi. Selain itu dapat memproduksi protein termasuk enzim yang tidak terdenaturasi pada suhu tinggi.Di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relatif besar, sehingga molekul DNA tetap stabil pada suhu tinggi. Kelompokini mempunyai suhu minimum 40 0C, optimum pada suhu 55-60 0C dan suhu maksimum untuk
pertumbuhannya 75 0C.
Untuk mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30 0C dan mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60 0C, dikelompokkan kedalam mikroba termofil obligat. Untuk mikroba termofil yang dapat tumbuh dibawah suhu 30 0C,dimasukkan kelompok mikroba termofil fakultatif. Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada juga yang dapat hidup diatas 50 0C (termotoleran).
Contoh bakteri termotoleran adalah Methylococcus capsulatus. Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium, Sulfolobus,dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur. Bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi(Gallionella) termasuk bakteri psikrofil.
b) Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akanmemberikan beberapa macam reaksi. (1) Titik kematian thermal, adalah suhu yang dapat memetikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu. (2) Waktu kematian thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap. Faktor-faktor yang
mempengaruhi titik kematian thermal ialah waktu, suhu, kelembaban, spora, umur mikroba, pH dan komposisi medium.
c) Suhu rendah
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat
adalah penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik, (2) Pembekuan (freezing), adalah rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler, (3) Lyofilisasi , adalah proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat. Proses ini dapat digunakan untuk mengawetkan mikroba karena air protoplasma langsung diuapkan tanpa melalui fase cair (sublimasi).
2. Kandungan air (pengeringan)
Setiap mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, biasanya diukur dengan parameter aw (water activity) atau kelembaban relatif. Mikrobaumumnya dapat tumbuh pada aw 0,998-0,6. bakteri umumnya memerlukan aw 0,90-0,999. Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamirSaccharomyces rouxii.
Aspergillus glaucus dan jamur benang lain dapat tumbuh pada aw 0,8. Bakteri umumnya memerlukan aw atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98, tetapi bakteri halofil hanya memerlukan aw 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk spora, konidia atau dapat membentuk kista.
3. Tekanan osmosis
Tekanan osmosis sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran
sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma.
Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah.
Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat dikelompokkan menjadi
(1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi,
(2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh pada kadar garam halogen yang tinggi,
(3) mikroba halodurik, adalah kelompok mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30 %. Contoh mikroba osmofil adalah beberapa jenis khamir.
Khamir osmofil mampu tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium. Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini
memerlukan konsentrasi Kalium yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahanterhadap ion Natrium.
4. Ion-ion dan listrik
a) Kadar ion hidrogen (pH)
bakteri dapat hidup pada Ph tinggi (medium alkalin). Contohnya adalah bakteri nitrat, rhizobia, actinomycetes, dan bakteri
pengguna urea. Hanya beberapa bakteri yang bersifat toleran terhadap kemasaman, misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina ventriculi.
Bakteri yang bersifat asidofil misalnya Thiobacillus. Jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah. Apabila mikroba ditanam pada media dengan pH 5 maka pertumbuhan didominasi oleh jamur, tetapi apabila pH media 8 maka pertumbuhan
didominasi oleh bakteri.
Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu (a) mikroba asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0-5,0, (b) mikroba mesofil (neutrofil) adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5-8,0, dan (c) mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4-9,5.
b) Buffer
Untuk menumbuhkan mikroba pada media memerlukan pH yang konstan, terutama padamikroba yang dapat menghasilkan asam. Misalnya Enterobacteriaceae dan
beberapaPseudomonadaceae. Oleh karenanya ke dalam medium diberi tambahan buffer untuk menjaga agar pH nya konstan. Buffer merupakan campuran garam mono dan dibasik, maupun
senyawasenyawaorganik amfoter. Sebagai contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankanpH diatas 7,2. Cara kerja buffe adalah garam dibasik akan mengadsorbsi ion H+ dan garammonobasik akan bereaksi dengan ion OH-.
c) Ion-ion lain
Logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracun (toksis). Logam berat mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunuh logam berat pada kadar rendah. Selain logam berat, ada ion-ion lain yang dapat
mempengaruhi kegiatan fisiologi mikroba, yaitu ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat. Ion-ion tersebut dapat mengurangi pertumbuhan mikroba tertentu.
Oleh karena itu sering digunakan untuk mengawetkan suatu bahan, misalnya digunakan dalam pengawetan makanan. Ada senyawa lain yang jugamempengaruhi fisiologi mikroba, misalnya asam benzoat, asam asetat, dan asam sorbat.
d) Listrik
Listrik dapat mengakibatkan terjadinya elektrolisis bahan penyusun medium pertumbuhan. Selain itu arus listrik dapat menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba. Sel mikroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis apabila dilalui arus listrik.
Adanya radikal ion dari ionisasi radiasi dan terbentuknya ion logam dari elektroda juga menyebabkan kematian mikroba.
e) Radiasi
Radiasi menyebabkan ionisasi molekul-molekul di dalam protoplasma. Cahaya umumnyadapat merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis. Cahaya mempunyai pengaruh germisida, terutama cahaya bergelombang pendek dan
bergelombang panjang. Pengaruh germisida dari sinar bergelombang panjang disebabkan oleh panas
yangditimbulkannya, misalnya sinar inframerah. Sinar x (0,005-1,0 Ao), sinar ultra violet (4000-2950Ao), dan sinar radiasi lain dapat membunuh mikroba. Apabila tingkat iradiasi yang diterima sel mikroba rendah, maka dapat menyebabkan terjadinya mutasi pada mikroba.
f) Tegangan muka
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut menyerupai membran yang elastis. Seperti telah diketahui protoplasma mikroba terdapat di dalam sel yang
dilindungi dinding sel, maka apabilaada perubahan tegangan muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma.
Akibat selanjutnya dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan bentuk morfologinya. Zat-zat seperti sabun, deterjen, dan zat-zat pembasah (surfaktan) seperti Tween80 dan Triton A20 dapat mengurangi tegangan muka cairan/larutan. Umumnya mikroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi.
g) Tekanan hidrostatik
Tekanan hidrostatik mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba. Umumnyatekanan 1-400 atm tidak mempengaruhi atau hanya sedikit mempengaruhi metabolisme danpertumbuhan mikroba. Tekanan hidrostatik yang lebih tinggi lagi dapat menghambat atau menghentikan pertumbuhan, oleh karena tekanan hidrostatik tinggi dapat menghambat sintesis RNA, DNA, dan protein, serta mengganggu fungsi transport membran sel maupun mengurangiaktivitas berbagai macam enzim. Tekanan diatas 100.000 pound/inchi2 menyebabkan denaturasi protein.
Akan tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi (mikroba barotoleran), dan ada mikroba yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi sampai 16.000 pound/inchi2 (barofil). Mikroba yang hidup di laut dalam umumnya adalah barofilik atau barotoleran. Sebagai contoh adalah bakteri Spirillum.
h) Getaran
b. Faktor Biotik
1. Interaksi dalam satu populasi mikroba
Interaksi antar jasad dalam satu populasi yang sama ada dua macam, yaitu interaksipositif maupun negatif. Interaksi positif menyebabkan meningkatnya kecepatan pertumbuhansebagai efek sampingnya. Meningkatnya kepadatan populasi, secara teoritis meningkatkankecepatan pertumbuhan. Interaksi positif disebut juga kooperasi. Sebagai contoh adalahpertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni atau pertumbuhan pada fase lag (fase adaptasi).Interaksi negatif menyebabkan turunnya kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi. Misalnya populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas, atauadanya produk metabolik yang meracun. Interaksi negatif disebut juga kompetisi. Sebagai contoh jamur Fusarium dan Verticillium pada tanah sawah, dapat menghasilkan asam lemak dan H2Syang bersifat meracun.
2. Interaksi antar berbagai macam populasi mikroba
Apabila dua populasi yang berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam interaksi. Interaksi tersebut menimbulkan pengaruh positif, negatif, ataupun tidak ada pengaruh antar populasi mikroba yang satu dengan yang lain. Nama masing-masing interaksi adalah sebagai berikut:
a) Netralisme
Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi. Hal ini dapat terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalammikrohabitat, serta populasi yang keluar dari habitat alamiahnya. Sebagai contoh interaksi antaramikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autochthonous (indigenous), dan antarmikroba
nonindigenous di atmosfer yang kepadatan populasinya sangat rendah. Netralisme juga terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat (spora, kista).
b) Komensalisme
Hubungan komensalisme antara dua populasi terjadi apabila satu populasi diuntungkantetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contohnya adalah:
- Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein dapatdigunakan oleh Legionella pneumophila.
- Desulfo vibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobik Methanobacterium.
c) Sinergisme
d) Mutualisme (Simbiosis)
Mutualisme adalah asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya salingtergantung dan sama-sama mendapat keuntungan. Mutualisme sering disebut juga simbiosis.Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi anggota simbiosis tidak dapatdigantikan tempatnya oleh spesies lain yang mirip.
Contohnya adalah Bakteri Rhizobium sp. yanghidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah Lichenes (Lichens), yang merupakan simbiosis antara algae sianobakteria dengan fungi. Algae (phycobiont) sebagai produsen yang dapat menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan senyawa organik. Senyawaorganik dapat digunakan oleh fungi (mycobiont), dan fungi memberikan bentuk perlindungan(selubung) dan transport
nutrien/mineral serta membentuk faktor tumbuh untuk algae.
2.4 Pembelahan Biner
Pada pembelahan ini, sifat sel anak yang dihasilkan sama dengan sifat sel induknya.
Pembelahan biner mirip mitosis pada sel eukariot. Badanya, pembelahan biner pada sel bakteri tidak melibatkan serabut spindle dan kromosom. Pembelahan Biner dapat dibagi atas tiga fase, yaitu sebagai berikut:
2. Fase kedua, tumbuhnya sekat akan diikuti oleh dinding melintang. 3. Fase ketiga, terpisahnya kedua sel anak yang identik.
Ada bakteri yang segera berpisah dan terlepas sama sekali. Sebaliknya, ada pula bakteri yang tetap bergandengan setelah pembelahan, bakteri demikian merupakan bentuk koloni.Pada keadaan normal bakteri dapat mengadakan pembelahan setiap 20 menit sekali. Jika pembelahan berlangsung satu jam, maka akan dihasilkan delapan anakan sel. Tetapi pembelahan bakteri mempunyai faktor pembatas misalnya kekurangan makanan, suhu tidak sesuai, hasil eksresi yang meracuni bakteri, dan adanya organisme pemangsa bakteri. Jika hal ini tidak terjadi, maka bumi akan dipenuhi bakteri.
a. Replikasi DNA Bakteri
Mekanisme reproduksi normal pada bakteri adalah pembelahan biner. Informasi genetic terkandung dalam DNA untai ganda yang meskipun tersusun secara melingkar, mengalami pelipatan berkali-kali agar dapat masuk kedalam sel. Sebuah enzim, DNA girase, berperan penting dalam proses pelipatan ini.
Struktur dan replikasi DNA bakteri serupa dengan DNA sel eukariot. DNA bakteri terdiri dari dua untai berpasangan (komplementer) dan, selama
pembelahan sel, kedua untai tersebut memisahkan diri dan masing-masing untai berfungsi sebgai cetakan untuk pembentukan dua molekul untai-ganda baru.
b. Sintesis Protein
DNA ditranskripsi menjadi RNA yang kemudian akan ditranslasikan menjadi protein baru melalui RNA messenger (mRNA) dan ribosom .
Berikut adalah tahap-tahap utama sintesis protein :
1) Transkripsi; mRNA ditranskripsi dari untaian DNA kromosom 2) Translasi; Kodon (triplet nukleotida) di mRNA menentukan asam
amino yang akan diinersikan ke dalam polipeptida yang sedang terbentuk selama translasi; kodon ditranslasikan melalui pengikatan RNA transfer (tRNA) dengan pembentukan sebuah protein yang diatur oleh molekul mRNA spesifik yang menampilakan nukleotida yang sesuai dengan masing-masing kodon; tRNA mengangkut asam amino yang sesuai:
(a) Ribosom berikatan dengan mRNA
(b) Enzim peptidil transferase mempermudah transfer tiap asam amino baru kerantai peptide yang sedang terbentuk .
(c) mRNA ditranslasikan secara sekuensial melalui mekanisme ini sampai dijumpai sebuah kodon ‘nonsense’ yang menyebabkan pembentukan rantai peptide tersebut terhenti.
c. Variasi Genotip
Kemampuan bakteri untuk mengubah informasi genetic mereka merupakan hal yang penting bagi kelangsungan hidup mereka dalam lingkungan yang terus berubah. Variasi dalam genom tersebut dapat terjadi melalui dua cara: mutasi dan rekombinasi (transfer genetik)
Mutasi dapat terjad secara spontan atau terjadi bila bakteri terpapar radiasi atau bahan-bahan kimia mutagenik. Perubahan yang besar, yang menyebabkan perubahan signifikan pada organisme, sering bersifat merugikan dan organisme mutan yang terbentuk mungkin tidak dapat bertahan hidup.
Namun, pada keadaan tertentu, perubahan tersebut dapat menghasilkan sel mutan dengan sifat sel unggul yang signifikan, yang dapat mengungguli sel anak lainnya, misalnnya mutan resisten antibiotic dapat berhasil bertahan hidup ketika berada di lingkungan yang mengandung antibiotic tersebut. Prinsip mutasi dan seleksi lingkungan merupakan hal yang universal dalam biologi.
e. Rekombinasi (transfer genetik)
1) Transformasi
Beberapa bakteri mampu menyerap fragmen DNA larut yang berasal dari spesies lain, yaitu umumnya masih ada hubungan dekat, langsung dari dinding mereka. Proses transformasi ini pertama kali dijumpai pada Streptococcus pneumonia.
2) Transduksi
Virus yang menginfeksi bakteri disebut bakteriofag. Selama replikasi di dalam bakteri, bakteriofag mungkin menyerap sebagian DNA pejamu ke dalam struktur mereka. Ketika virus ini dilepaskan dan menginfeksi sel bakteri baru, DNA dari sel bakteri donor dapat diintegrasikan ke dalam kromosom resipien. Rentang bakteri yang dapat diinfeksi oleh bakteriofag sempit sehingga bentuk rekombinasi DNA hanya dapat terjadi di antara galur-galur bakteri yang berhubungan erat.
Bakteriofag juga dapat menginsersikan DNAnya sendiri ke dalam kromosom bakteri; kadang kala hal ini dapat menyebabkan bakteri tersebut mensintesis protein baru, misalnya toxin difteri dan toksin
eritrogenik dari streptokakus B-hemolitikus grup A keduanya disandi oleh fag DNA.
f. Konjugasi
Pada beberapa bakteri dapat dijumpai segmen DNA ektrakromosom, yang disebut plasmid, yang berbeda dari kromosom. Plasmid bereplikasi secara mandiri tanpa tergantung kromosom dank arena itu plasmid harus menyandi gen-gen esensial tertentu yang penting untuk replikasi DNA. Gen yang dikandung plasmid dapat mengatur satu atau lebih karakteristik fenotip sel bakteri, seperti resistensi antibiotic dan sintesis toksin bakteri.
Pemindahan informasi geetik melalui plasmid dapat terjadi dengan cepat dan antara bakteri-bakteri yang tidak berhubungan dekat.
Pemindahan gen resisten antibiotic melalui plasmid adalah mekanisme terpenting dalam penyebaran resistensi antibiotic. Beberapa plasmid bahkan dapat membawa enam gen resisten antibiotik yang berlainan.
Elemen genetic bergerak yang dikenal sebagai transposon (‘jumping genes’) adalah elemen genetic kecil yang dapat berpindah antara plasmid dan DNA kromosom di dalam sel. Di kedua ujung transposon terdapat sekuense basa spesifik yang dikenal sebagai sekuens insersi yang memungkinkan DNA transposon masuk ke untai DNA yang ada. Transposon memungkinkan informasi genetic dipindahkan secara cepat antara plasmid dan DNA kromosom sehingga mempermudah penyebaran informasi genetik di dalam populasi bakteri.
BAB III PENUTUP
3.1 Simpulan
Berdasarkan pembahasan tersebut maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
Pertumbuhan pada bakteri didefinisikan sebagai pertumbuhan berat sel. Mempelajari pertumbuhan bakteri merupakan faktor terpenting dalam mengetahui beberapa aspek fisiologi suatu bakteri. Pertumbuhan adalah merupakan pertambahan secara teratur semua komponen sel suatu organisme. Pembelahan sel adalah hasil dari pembelahan sel. Pada jasad bersel tunggal (uniseluler), pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu.
Metode pengukuran mikroba dapat dilakukan dengan dua cara yaitu perhitungan langsung dan tidak langsung. Perhitungan langsung meliputi metode turbidimetri, total count, dan berat kering. Perhitungan tidak langsung yaitu viable count.
Syarat pertumbuhan bakteri yaitu meliputi Sumber karbon, Nitrogen , Kondisi atmosfer (Karbon dioksida dan Oksigen) ,Suhu dan PH.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba terdiri dari Faktor abiotik yang terdiri dari (Suhu, Kandungan air, Tekanan osmosis serta Ion-ion dan listrik) dan Faktor biotik yang terdiri dari ( Interaksi dalam satu populasi mikroba, Interaksi diantara berbagai macam populasi mikroba, yang mencakup “ Netralisme, Komensalisme, Sinerginisme, Mutualisme”)
DAFTAR PUSTAKA
- Elliott, Tom, dkk (2007). Mikrobiologi Kedokteran & Infeksius Edisi 4. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC (2009).
- Pratiwi, Silvia T. 2008. MikrobiologiFarmasi. FakultasFarmasiUGM : Yogyakarta.
- http://zonabawah.blogspot.com/2011/05/faktor-faktor-yang-mempengaruhi.html
