1
MODUL TEORI
BAKTERIOLOGI I
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI LABORATORIUM MEDIK
INSTITUT KESEHATAN MEDISTRA LUBUK PAKAM
i
VISI dan MISI
INSTITUT KESEHATAN MEDISTRA LUBUK PAKAM
Visi
Menjadi Institut yang unggul dan profesional dalam bidang kesehatan di tingkat Nasional dan Asia tahun 2028.
Misi
1. Menyelenggarakan pendidikan dan pengajaran yang unggul, berkarakter, dan kompeten yang adaptif terhadap perkembangan ilmu pengetahuan, teknologi, seni dan globalisasi;
2. Menyelenggarakan penelitian yang inovatif, produktif dan responsif terhadap ilmu pengetahuan, teknologi dan kebutuhan masyarakat;
3. Menyelenggarakan kegiatan pengabdian kepada masyarakat berlandaskan nilai dan tanggung jawab sosial; dan
4. Menjalin kerjasama yang baik dengan stakeholder mulai dari pemerintah, dunia usaha dan masyarakat sebagai pengguna lulusan.
ii
VISI dan MISI FAKULTAS FARMASI
Visi
Menghasilkan lulusan yang unggul dan professional dalam mutu pendidikan di bidang Farmasi Klinis dan Komunitas serta Mikrobiologi Molekuler Klinis yang Mampu Bersaing di tingkat Nasional dan Asia Tahun 2022.
Misi
1) Menyelenggarakan proses belajar mengajar yang kondusif dengan sistem yang mendukung pada FF sehingga pembelajaran tersebut menghasilkan prodi yang dapat menghasilkan alumni berkarakter unggul, kompeten, dan excellent service;
2) Menyelenggarakan proses praktik laboratorium yang kondusif dan handal di berbagai fasilitas pelayanan kesehatan masyarakat;
3) Mengoptimalkan dan mengimplementasikan penelitian bidang Farmasi Klinis dan Komunitas dan Mikrobiologi Molekuler Klinis dengan menggunakan pendekatan riset dalam bidang Farmasi dan Teknologi Laboratorium Medik;
4) Mengimplementasikan program pengabdian kepada masyarakat berbasis riset untuk menyelesaikan berbagai permasalahan di bidang Farmasi dan Teknologi Laboratorium Medik; dan
5) Mengembangkan kerjasama dengan institusi pendidikan, pelayanan, organisasi, dan stakeholders baik dalam maupun luar negeri.
iii
VISI dan MISI
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI LABORATORIUM MEDIK
Visi
Menjadi program studi yang unggul dan professional dalam bidang Mikrobiologi Molekuler Klinis Tahun 2022
Misi
1. Menyelenggarakan pendidikan Teknologi Laboratorium Medik yang unggul dan excelent service dalam bidang Mikrobiologi Molekuler Klinis;
2. Menyelenggarakan proses praktik laboratorium yang kondusif diberbagai fasilitas pelayanan kesehatan masyarakat;
3. Mengoptimalkan dan mengimplementasikan penelitian di bidang Mikrobiologi Molekuler Klinis dengan menggunakan pendekatan riset dalam bidang Teknologi Laboratorium Medik;
4. Mengimplementasikan program pengabdian kepada masyarakat berbasis riset untuk menyelesaikan berbagai permasalahan di bidang Mikrobiologi Molekuler Klinis; dan
5. Mengembangkan kerjasama dengan institusi pendidikan, pelayanan, organisasi, dan stakeholders baik dalam maupun luar negeri
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada kehadirat Allah SWT, karena atas izin-Nya Modul dari Mata Kuliah Bakteriologi I ini dapat diselesaikan. Modul bakteriologi I ini disusun untuk memenuhi kebutuhan mahasiswa Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam dalam menempuh matakuliah bakteriologi I. Modul ini disusun dengan kualifikasi merangkum semua materi teoritis.
Penyusun mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu atas selesainya modul ini. Penyusun menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan modul ini. Oleh karena itu segala masukan dari berbagai pihak sangat diharapkan guna penyempurnaan modul ini.
Lubuk Pakam, Juli 2020
INSTITUT KESEHATAN MEDISTRA LUBUK PAKAM FAKULTAS FARMASI
Jl. Sudirman No. 38 Lubuk Pakam Kab. Deli Serdang – Sumatera Utara (20512)Telp. (061) 7952234 – 7952262 Faximile : (061) 7952234
Email : farmasimedistra@gmail,.com Website: www.medistra.ac.id
SURAT KEPUTUSAN
DEKAN FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT INSTITUT KESEHATAN MEDISTRA LUBUK PAKAM
Nomor : 070.C/02.3/INKES-MLP/II/2018 TENTANG
DOSEN PENGAMPU MATA KULIAH SEMESTER GENAP TAHUN AKADEMIK 2017-2018 FAKULTAS FARMASI INSTITUT KESEHATAN MEDISTRA LUBUK PAKAM
DEKAN FAKULTAS FARMASI INSTITUT KESEHATAN MEDISTRA LUBUK PAKAM
MENIMBANG : 1. Bahwa Untuk Melaksanakan Tugas Pendidikan dan Pengajaran Perlu Ditetapkan Dosen Pengampu Mata Kuliah Pada Semester Genap Tahun Akademik 2017 - 2018 di Lingkungan Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam;
2.
3.
Bahwa berdasarkan Kalender Akademik Semester Genap Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam Tahun Akademik 2017-2018 maka perkuliahan akan dimulai pada tanggal 14 Februari 2018 dan berakhir pada tanggal 14 Juli 2018;
Bahwa untuk keperluan dimaksud diatas maka perlu ditetapkan dengan Surat Keputusan Dekan Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam sebagai pengesahannya.
MENGINGAT : 1. Undang – Undang RI Nomor : 20 Tahun 2003, Tentang Sistem Pendidikan Nasional;
2. Surat Keputusan Dirjend DIKTI Nomor : 297/KPT/I/2017, Tentang izin Institut Kesehatan MEDISTRA Lubuk Pakam dan 161/D/O/2001 tentang izin penyelenggaraan Program Studi ;
3. Undang-Undang RI Nomor : 14 Tahun 2005, Tentang Guru dan Dosen;
4. Undang-Undang RI Nomor : 12 Tahun 2012, Tentang Pendidikan Tinggi;
5. Peraturan Pemerintah RI Nomor : 42 Tahun 2007, Tentang Sertifikasi Dosen;
Peraturan Pemerintah RI Nomor : 37 Tahun 2009, Tentang Dosen;
6. Peraturan Pemerintah RI Nomor : 23 Tahun 2013, Tentang Perubahan Atas Standar Nasional Pendidikan;
7. Peraturan Pemerintah RI Nomor : 4 Tahun 2014, Tentang Penyelenggaraan Pendidikan Tingggi dan Pengelolaan Perguruan Tinggi;
8. Kalender Akademik Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam T.A 2017- 2018.
MEMPERHATIKAN : 1.
2.
Surat Keputusan Ketua Yayasan Medistra Lubuk Pakam Nomor 023/C.1/ YAY-
M/VI/2016, tentang penetapan honorarium mengajar dan pemberian insentif bagi setiap kegiatan akademik yang termasuk dalam lingkup pendidikan dan pengajaran;
Hasil evaluasi pelaksanaan pembelajaran dengan Sistem Penjaminan Mutu Internal Fakultas Farmasi Semester GenapT.A 2017-2018
MEMUTUSKAN MENETAPKAN
Pertama : Menugaskan Dosen untuk Menjadi pengampu Mata Kuliah bagi mahasiswa di lingkungan Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam (roster dan daftar nama terlampir).
Kedua : Kepada para dosen sebagaimana dimaksud diwajibkan untuk menaati Kode Etik Dosen dan Standar Pembelajaran yang telah ditetapkan serta berhak mendapatkan honorarium mengajar sesuai dengan ketentuan yang telah ditetapkan Yayasan Medistra Lubuk Pakam.
Ketiga Keempat
: :
Pada setiap akhir semester, akan dilakukan penilaian Indeks Keinerja Dosen (IKD) pengampu mata kuliah berdasarkan survei tingkat kepuasan mahasiswa.
Keputusan ini berlaku sejak tanggal ditetapkan dan apabila di kemudian hari terdapat kekeliruan dalam penetapan ini, akan diadakan perbaikan sebagaimana mestinya.
Tembusan Yth:
1. Para Ketua Program Studi (Ka.Prodi) di Lingkungan Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk Pakam
2. Dosen Pengampu Mata Kuliah yang bersangkutan 3. Pertinggal.
Ditetapkan di : Lubuk Pakam Pada Tanggal : 12 Februari 2018
Dekan,
Romauli Anna Teresia Marbun, S.Farm, M.Si.- NIK. 06.15.12.08.1991
Lampiran Surat Keputusan
Nomor : 070.C/02.3/INKES-MLP/II2018
Tentang : Penetapan Dosen Pengampu Mata Kuliah Pada Program Studi Teknologi Laboratorium Medik Fakultas Farmasi Institut Kesehatan Medistra Lubuk
Pakam Semester Genap T.A. 2017/2018.
No. MATA KULIAH YANG DI AMPU KODE MATA
KULIAH SKS NAMA DOSEN PENGAMPU
1. Bakteriologi I BKT 122 1 Vinsensius Krisdianilo, S.Si.T., M.Biomed
Ditetapkan di : Lubuk Pakam Pada Tanggal : 12 Februari 2018
Dekan,
Romauli Anna Teresia Marbun, S.Farm, M.Si.- NIK. 06.15.12.08.1991
viii
DAFTAR ISI
Visi dan Misi Inkes Medistra Lubuk Pakam ... i
Visi dan Misi Fakultas Farmasi ... ii
Visi dan Misi Program Studi Teknologi Laboratorium Medik ... iii
SK ... iv
Kata Pengantar ... vii
Daftar Isi ... viii
BAB I BAKTERI ... 1
A. Pengertian Bakteri ... 1
B. Morfologi Bakteri ... 2
C. Macam-Macam Bentuk Bakteri ... 3
D. Ukuran Bakteri ... 4
E. Susunan Sel ... 5
F. Struktur Tambahan ... 8
BAB II SEL PRIKARIOTIK ... 11
A.Pengertian Sel ... 11
B. Jenis-Jenis Sel ... 13
C. Pengertian Sel Prokariotik ... 14
D. Ciri-Ciri Sel Prokariotik ... 15
E. Struktur dan Fungsi Sel Prokariotik ... 15
F. Reproduksi Sel Prokariotik ... 17
G. Cara Geral Sel Prokariotik ... 17
BAB III SEL EUKARIOTIK ... 18
A. Pengertian Sel Eukariotik ... 18
B. Ciri-Ciri Sel Eukariotik ... 19
C. Struktur dan Fungsi Sel Eukariotik ... 20
D. Reproduksi Sel Eukariotik ... 23
BAB IV PENGENALAN, PENYIAPAN, PENGGUAAN ALAT ... 24
A. Morfologi Sel Bakteri ... 24
B. Jenis-Jensi Media ... 27
C. Sterilisasi ... 30
D. Cara Penggunaan Alat Sterilisasi ... 32
E. Metoda Pengenceran ... 37
F. Perhitungan Total Mikroba Dengan Mikroskop ... 38
G. Biakan Murni ... 40
BAB V PENGENALAN, PENYIAPAN, PENGGUAAN ALAT LANJUTAN ... 42
A. Pewarnaan Sel Bakteri ... 42
B. Berbagai Macam Metoda Pewarnaan ... 42 BAB VI KORELASI ANTARA HASIL TES MIKROSKOPIS
DENGAN TES CEPAT MOLEKULER PADA PASIEN TBC 53
ix
A. Pendahuluan ... 53
B. Metode ... 54
C. Hasil ... 54
BAB VII NUTRISI DAN METABOLISME SEL BAKTERI ... 55
A. Nutrisi Bakteri ... 55
B. Metabolisme Sel Bakteri ... 59
BAB VIII PERTUMBUHAN SEL BAKTERI ... 62
A. Faktor Pertumbuhan ... 62
B. Penggolongan Jasad ... 64
C. Pertumbuhan Bakteri ... 67
BAB IX TEKNIK SAMPLING, ISOLASI, DAN INOKULASI BAKTERI ... 71
A. Sampling untuk Analisis Bakteri ... 71
B. Teknik Isolasi dan Inokulasi ... 73
BAB X TEKNIK SAMPLING, ISOLASI, DAN INOKULASI BAKTERI LANJUTAN ... 76
A. Teknik Sampling ... 76
B. Teknik Isolasi Bakteri ... 76
C. Teknik Inokulasi ... 81
BAB XI FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI ... 85
A. Nutrien ... 85
B. Suhu ... 85
C. Kelembaban ... 87
D. Pencahayaan ... 87
E. Oksigen ... 87
F. Konsentrasi Ion Hydrogen (Ph) ... 88
G. Tekanan Osmotic ... 88
BAB XII ENUMERASI BAKTERI ... 89
A. Prinsip Enumerasi Sel Bakteri ... 89
B. Jenis-jenis Enamurasi Bakteri ... 89
C. Macam-macam Metode Enamurasi Bakteri ... 90
BAB XIII IDENTIFIKASI BAKTERI ... 93
A. Tinjauan Tentang Identifikasi Bakteri ... 93
B. Tinjauan tentang Uji Identifikasi Bakteri ... 93
BAB XIV IDENTIFIKASI BAKTERI LANJUTAN ... 98
A. Pemeriksaan Mikroskopis ... 98
B. Teknik Dasar Pewarnaan Sel Bakteri ... 100
DAFTAR ISI ... 107
1
BAKTERI
A. Pengertian Bakteri
Bakteri, berasal dari kata Latin, bacterium (jamak, bacteria); adalah kelompok raksasa dari organisme hidup. Mereka sangatlah kecil (mikroskopik) dan kebanyakan uniselular (bersel tunggal), dengan struktur sel yang relatif sederhana tanpa nukleus/inti sel, sitoskeleton, dan organel lain seperti mitokondria dan kloroplas.
Bakteri adalah yang paling berkelimpahan dari semua organisme. Mereka tersebar (berada di mana-mana) di tanah, air, dan sebagai simbiosis dari organisme lain. Banyak patogen merupakan bakteri. Kebanyakan dari mereka kecil, biasanya hanya berukuran 0,5-5 μm, meski ada jenis dapat menjangkau 0,3 mm dalam diameter (Thiomargarita). Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel hewan dan jamur, tetapi dengan komposisi sangat berbeda (peptidoglikan). Banyak yang bergerak menggunakan flagela, yang berbeda dalam strukturnya dari flagela kelompok lain.
Bakteri sering dikaitkan sebagai penyebab penyakit manusia dan hewan (seperti Leptospira, yang menyebabkan penyakit serius ternak). Namun, beberapa bakteri, Actinomycetes, menghasilkan antibiotik seperti streptomisin dan nocardicin; yang lainnya hidup bersimbiosis dengan hewan (termasuk manusia) atau tempat lain di tubuh mereka, atau pada akar tanaman tertentu, mengubah nitrogen menjadi bentuk yang dapat digunakan. Bakteri meletakkan tang dalam yogurt dan roti asam di penghuni pertama; bakteri membantu untuk menguraikan bahan organik mati; bakteri membentuk dasar jaringan makanan di banyak
BAB I
2
lingkungan. Bakteri semacam itu penting karena fleksibilitas mereka yang ekstrem, kapasitas untuk pertumbuhan cepat dan reproduksi, dan usia besar - fosil tertua yang dikenal, hampir 3,5 miliar tahun, adalah fosil bakteri-seperti organisme.
Bakteri termasuk dalam golongan prokariota yaitu merupakan bentuk sel yang paling sederhana yang memiliki ukuran dengan diameter dari 1 hingga 10 µm.
Ciri yang membedakan prokariotik dengan eukariotik adalah inti sel di mana sel prokariotik tidak mempunyai membrane inti sel atau nukleus yang jelas. Bakteri memiliki 2 pembagian struktur yaitu :
1. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri)
Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan.
2. Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu) Meliputi: kapsul, flagelum, pilus(pili), klorosom, Vakuola gas dan endospora.
B. Morfologi Bakteri
Morfologi bakteri dapat dibedakan menjadi dua yaitu :
1. Morfologi makroskopik (Kolonial morfologi). Karakteristik koloni : pengamatan pada plate agar
2. Morfologi mikroskopis (Seluler morfologi). Struktur sel bakteri : pengamatan di bawah mikroskop
Dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan, kapsul,flagelum, pilus(pili), klorosom, Vakuola gas dan endospore.
3
C. Macam-macam Bentuk Bakteri Ada 3 macam bentuk bakteri :
a) Bentuk bulat (Kokus) adalah bakteri berbentuk bulat (kokus = sferis/tidak bulat betul) dibagi mejadi bentuk – bentuk sebagaiberikut:
1. Monokokus,berbentuk bulat, satu – satu, contohnya Monococcus gonorhoe.
2. Diplokokus, bentuknya bulat bergan dengan dua dua, misalnya Diplococcus pneumonia.
3. Streptokokus, memiliki bentuk bulat bergandengan seperti rantai, sebagai hasil pembelahan sel kesatu atau dua arah dalam satu garis.
4. Tetrakokus, berbentuk bulat terdiri 4 sel yang tersusun dalam bentuk bujur sangkar sebagai hasil pembelahan sel kedua arah.
5. Sarkina, berbentuk bulat terdiri atas 8 sel yang tersusun dalam bentuk kubus sebagai hasil pembelahansel ketiga arah, contohnya Sarcina sp.
6. Stafilokokus, berbentuk bulat, tersusun seperti kelompok buah anggur sebagai hasil pembelahan sel ke segala arah.
7. Mikrococcus, jika kecil dan tunggal.
b) Bentuk batang (Basil)
Bakteri bentuk batang dapat dibedakan ke dalam bentuk batang panjang dan batang pendek, dengan ujung datar atau lengkung. Bentuk batang dapat dibedakan lagi atas bentuk batang yang mempunyai garis tengah sama atau tidak sama di seluruh bagian panjangnya. Selain itu bakteri bentuk batang juga dapat dipisahkan sebagai berikut :
4
1. Basil tunggal, berupa batang tunggal, contohnya Escherichia coli dan Salmonella typi.
2. Diplobasil, berbentuk batang bergandengan dua – dua.
3. Streptobasil, berupa batang bergandengan seperti rantai, contohnya Streptobacillus moniliformis dan Azotobacter sp.
c) Bentuk lengkung (Spiral) Di bagi menjadi:
1. Koma (vibrio), berbentuk lengkungan kurang dari setengah lingkaran, contohnya Vibrio colerae, penyebab penyakit kolera.
2. Spiral, berupa lengkungan lebih dari setengah lingkaran , contohnya Spirillium minor yang menyebabkan demam dengan perantara gigitan tikus atau hewan pengerat lainnya
3. Spiroooseta, berupa spiral yang halus dan lentur, contohnya Treponema pallidum, penyebab penyakit sifilis.
D. Ukuran Bakteri
Ukuran bakteri tergantung pada spesies dan fase pertumbuhan. Ukuran bakteri ada yang sangat kecil sehingga sukar diamati dengan mikroskop biasa. Ukuran bakteri dinyatakan dengan satuan micron (micron = 0,001 mm). Pengukuran besarnya bakteri dapat dilakukan dengan okuler micrometer dan obyektif
5
micrometer. Sebagai contoh adanya variasi ukuran bakteri dapat dilihat pada daftar berikut :
E. Susunan Sel
Susunan sel bakteri terdiri dari : 1. Inti
Adanya inti pada bakteri dapat dibuktikan dengan mikroskop electron.
Pada mikrograf electron, inti merupakan daerah yang tidak tembus cahaya electron. Ternyata bagian yang tidak tertembus electron ini mnegandung asam deoksiribonukleat (ADN). Inti bakteri tidak memiliki membran sehingga termasuk organisme prokarion.
2. Sitoplasma
Merupakan isi sel yang disebut juga protoplasma. Protoplasma merupakan koloid yang mengandung karbohidrat, protein, enzim, kalsium karbonat dan volutin. Bakteri sering menyimpan bahan cadangan makanan dalam bentuk granula-granula dalam sitoplasma.
3. Volutin
Merupakan suatu zat yang banyak mengandung asam ribonukleat (ARN) dan yang mudah menghisap zat warna tertentu., yaitu zat warna yang bersifat basa. Volutin terdapat pada basil difteri, dan tampak sebagai titik- titik berwarna-warni disebut granila metakromatik.
6
4. Lapisan Permukaan
Lapisan permukaan dapat berupa : a. Membrane sel
Membrane sel adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein. Selubung sel bakteri ini mengandung daerah transpor untuk menutrisi daerah reseptor untuk virus bakteri dan baktreiosin., mempermudah interaksi inang-parasit, di samping sebagai tempat reaksi komponen dan antibodi, dan sering mengandung komponen toksik untuk inang. Membran Sel ini mempunyai sifat yang semipermeabel.
Fungsi membrane sel:
1. Transpor bahan makanan secara selektif.
2. Pada spesies aerob merupakan tempat transport electron dan oksidasi-fosforlasi.
3. Tempat ekspresi bagi eksoenzim yang hidrolitik.
4. Mengandung enzim dan molekul-molekul yang berfungsi pada biosintesa DNA.
5. Mengandung reseptor protein untuk sistem kemotaktik b. Dinding Sel
Kebanyakan dari bakteri mempunyai dinding sel, dinding sel tersebut terdiri dari berbagai bentuk dan ukuran. Dinding sel ini berfungsi sebagai pertahanan bakteri agar dapat bertahan hidup dalam lingkungannya serta mempertahankan tekanan osmotik bakteri.
Tekanan osmotik di dalam bakteri berkisar antara 5-20 atmosfir.
7
Dinding bakteri tersebut terdiri dari lapisan peptidoglikan yaitu susunan yang terdiri dari polimer besar dan terbuat dari N–asetil glukosamin dan asam N–asetil muramat yang saling berikatan silang (cross linking) dengan ikatan kovalen. Dinding sel ditemukan pada semua bakteri hidup bebas kecuali pada Mycoplasma.
Fungsi dinding sel :
1. Berperan dalam pembelahan sel.
2. Pelaksana biosintesa dinding sel itu sendiri.
3. Determinan antigen permukaan bakteri.
4. Pada gram(-) dinding sel mempunyai aktivitas endotoksin.
Dengan adanya peptidoglikan, bakteri terbagi dua yaitu bakteri:
a. Gram positif yaitu bakteri yang bila diwarnai dengan kristal ungu atau jodium lalu dicuci dengan alcohol akan tetap mempertahankan warna ungu setelah pewarnaan. Hal ini terjadi karena bakteri gram positif mempunyai lapisan peptidoglikan yang lebih tebal.
b. Gram negatip yaitu kebalikan gram positip di mana bakteri tersebut akan kehilangan warna ungunya setelah dicuci dikarenakan peptidoglikan gram negatip lebih tipis.
8
Tabel perbedaan bakteri Gram positif dengan bakteri Gram negative :
F. Struktur Tambahan 1. Kapsul
Kebannyakan bakteri mempunyai lapisan lendir yang menyelubungi dinding sel seluruhnya. Jika lapisan lendir ini cukup tebal, maka bungkus ini disebut kapsul. Lendir tidak mudah menghisap zat warna, hanya dengan pewarnaan yang khusus, lendir dapat terlihat. Kapsul berbeda dengan bahan lendir hasil metabolisme yang merupakan hasil sekresi. Beberapa bakteri ada yang membentuk lendir sebgai hasil sekresi, apabila ditumbuhkan pada media yang mengandung gula tertentu. Kapsul dan lendir dapat dibedakan dari segi morfologi dan biokimianya. Kapsul adalah bagian dari sel sedangkan lendir merupakan hasil sekresi.
9
Fungsi kapsula pada bakteri selain untuk melindungi sel terhadap faktor- faktor lingkungan (misal terhdap kekeringan) juga bekerja sebagai pengikat antar sel. Kapsul mempunyai arti penting, karena erat hubungannya dengan sifat virulensi bakteri-bakteri patogen, apabila kehilangan kapsulnya maka akan turun virulensinya.
2. Flagel
Flagel adalah alat yang digunakan untuk gerakan bakteri. Semua bakteri yang berbentuk lengkung dan sebagian bakteri-bakteri yang berbentuk batang mempunyai flagel. Bakteri yang berbentuk coccus jarang sekali yang mempunyai flagel. Ukuran flagel sangat kecil dan tidak terlihat dengan mikroskop tanpa pengecatan. Tebal flagel antara 0,02 – 1 mikron, tergantung dari spesies bakteri, sedang panjangnya flagel biasanya melebihi panjangnya sel bakteri. Flagel terdiri dari bahan protein yang elastik, disebut flagelin yang mirip dengan myosin (suatu protein pada otot). Flagel berasal dari protoplasma, buka berasal dari dinging sel.
3. Flagellum
Berdasarkan letak dan jumlah flagelnya bakteri dapat dibagi menjadi 5 golongan, yaitu:
a. Atrik : bakteri yang tidak mempunyai flagel / alat gerak
b. Monotrik : bakteri yang mempunyai satu flagel / alat gerak pada salah satu ujung tubuhnya.
c. Lofotrik : bakteri yang memiliki sejumlah flagel / alat gerak pada satu ujung tubuh bakteri.
10
d. Amfitrik : bakteri yang mempunyai sejumlah flagel / alat gerak pada kedua ujungnya.
e. Peritrik : bakteri yang mempunyai flagel / alat gerak pada seluruh permukaan tubuhnya.
4. Pili
Pili adalah benang-benang halus yang menonjol keluar dari dinding sel.
Kebanyakan terdapat pada bakteri gram negative. Panjang pili berkisar antara 0,5 – 20 mikron. Pili tersusun melingkari sel, mempunyai jumlah kurang lebih 150 buah tiap sel. Pili mengandung suatu protein yang disebut pilin.
Dalam garis besarnya dapat dikatakan, bahwa pili merupakan alat untuk melekat, misalnya dengan adanya pili sel-sel beberapa bakteri dapat melekat dekat permukaan medium cair di mana kadar oksigennya lebih baik.Pili juga dapat melekatkan sel satu dengan sel lainnya. Fungsi perlekatan ini penting pada peristiwa konjugasi. Konjugasi adalah peristiwa penggabu ngan sel-sel jantan dengan sel-sel betina. Sel-sel bakteri jantan dilengkapi dengan pili khusus yang disebut pili kelamin (sex pilus). Pada waktu konjugasi sel ini melekat pada dinding sel betina.
5. Endospora
Endospora yaitu suatu benda berbentuk bulat atau bulat lonjong, bersifat sangat membias cahaya, sukar dicat dan sangat resisten terhadap faktor-faktor luar yang jelek. Fungsi spora pada bakteri bukan sebagai alat reproduksi seperti halnya pada fungi. Spora bakteri mempunyai arti lain, yaitu bentuk bakteri yang sedang dalam usaha mengamankan diri terhadap pengaruh buruk dari luar. Bakteri yang membentuk spora adalah dari
11
genus Bacillus dan Clostridium, selain itu juga beberapa spesies dari Sarcina sp. Menurut KNAYSI, terjadinya spora atau sporulasi itu dapat dibagi menjadi
4 tahap, yaitu :
a. Tahap permulaan, mula-mula koloni menunjukkan pertumbuhan yang sangat lambat.
b. Setelah beberapa jam, terlihat adanya bahan-bahan lipoprotein yang menggumpal ke salah satu ujung sel, sehingga ujung itu tampak padat.
c. Maka timbullah bungkus yang menyerupai calon spora. Selubung terdiri dari 2 lapis, yaitu kulit luar disebut eksin dan kulit dalam disebut intin.
Pada beberapa spesies, intin itu menjadi dinding sel, apabila sel melanjutkan pertumbuhannya menjadi bakteri biasa.
d. Pada tahap yang terakhir, spora tampak berubah bentuk dan berubah volume. Endospora dapat tetap tinggal di salah satu ujung atau ditengah- tengah sel
Kedudukan spora bermacam-macam, ada yang terminal (jika kedudukannya di ujung), sentral (jika kedudukannya di tengah), dan sub terminal (jika kedudukannya diantara ujung dan tengah).
6. Klorosom
Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis.
Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis. Contoh bakteri yang memiliki klorosam yaitu Rhodobacter sphaeroides.
12
SEL PROKARIOTIK
A. Pengertian Sel
Sel pertama kali ditentukan oleh Robert Hooke pada tahun 1665 mengamati sel gabus dengan menggunakan mikroskop sederhana. Ternyata, sel gabus tersebut tampak seperti ruangan-ruangan kecil maka dipilihlah kata dari bahasa latin, yaitu cellula yang berarti rongga/ruangan.
Sel adalah unit terkecil yang menunjukkan semua sifat yang dihubungkan dengan kehidupan. Suatu sel memperoleh energi dari luar untuk digunakan dalam proses-proses vitalnya seperti pertumbuhan, perbaikan, dan reproduksi. Semua reaksi kimiawi, dan fisika yang terjadi di dalam sel untuk mendukung fungsi-fungsi tersebut disebut metabolisme. Reaksi metabolic dikatalis oleh enzim. Enzim adalah molekul protein yang dapat mempercepat terjadinya reaksi biokimiawi tanpa diubah secara permanen ataupun dikonsumsi dalam proses tersebut. Struktur tiap enzim (ataupun protein lainnya) dikodekan oleh suatu segmen asam dioksiribonukleat yang disebut gen (Stansfield. 2006: 1)
Sel merupakan unit terkecil dan paling sederhana pada organisme. Sel memiliki kemampuan untuk melakukan aktivitas kehidupan dan berbagai reaksi kimia. Organisme tersusun atas sel tunggal (uniseluler) seperti bakteri, sianobakter, amoeba, dan tersusun atas banyak tipe sel (multiseluler) yang telah berdiferensiasi dan mengalami spesialisasi seperti tumbuhan, hewan, dan manusia. Baik organisme uniseluler dan multiseluler keduanya berasal dari pembelahan satu sel, misalnya sel bakteri berasal dari pembelahan sel
BAB II
13
bakteri induknya dan organisme tingkat tinggi seperti manusai berasal dari pembelahan sel telur yang telah dibuahi oleh sperma (Novel, 2012).
Dalam jenjang organisasi bilogis, sel merupakan kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup. Bahkan terdapat beraneka ragam bentuk kehidupan yang hadir sebagai organisme berseltunggal. Organisme yang lebih kompleks, termasuk tumbuhan dan hewan, bersifat multiseluer; tubuh organisme semacam itu, merupakan hasil kerjasama antara banyak sel-sel yang terspesialisasi yang tidak dapat bertahan hidup (survive, sintas) dalam waktu lama secara sendirian. Akan tetapi, bahkan ketika tersusun dalam 4 tingkat organisasi yang lebih tinggi, misalnya jaringandan organ, sel merupakan unit dasar bagi struktur dan fungsi organisme (Campbell, 2010).
Ada dua bagian utama sel : inti dan isinya, seringkali disebut nukleoplasma; dan bagian sisanya yang disebut sitoplasma. Inti dan sitoplasma itu dikelilingi oleh, membran, demikian pula bagian yang lebih kecil seperti mitokondria dan benda-benda golgi (Ackerman, 1979). Sel bukanlah sekedar sekantung cairan dan bahan kimia; sel juga mengandung struktur-struktur fisik yang tertata rapi yang dinamai organel.
Sebagian dariorganel utama pada sel adalah membran sel, membran nukleus, retikulum endoplasma (RE), aparatus golgi, mitokondria, lisosom, dan sentriol (Santoso, 2016).
B. Jenis-jenis Sel
Sel Secara umum, ada dua tipe sel berdasarkan ada tidaknya struktur selaput inti dan membran internal lainnya. ipe tersebut yakni sel prokariotik dan sel eukariotik. Perbedaan utama dari keduanya adalah sel prokariotik
14
tidak mempunyai selaput nukleus. Meskipun demikian, keduanya mempunyai materi genetik, membran sel, dan ribosom(Santoso, 2016).
C. Pengertian Sel Prokariotik
Prokariot merupakan organisme uniseluler yang tidak berkembang atau berdiferensiasi menjadi bentuk multiseluler. Beberapa bakteri tumbuh dalam filamen atau kumpulan sel, tetapi kumpulan sel dalam koloni tersebut identik dan mampu memiliki eksistensi independen. Sel-sel dapat berdekatan satu sama lain, sebab mereka tidak terpisah setelah pembelahan sel. Mereka tetap terbungkus di dalam membran dengan cairan yang disekresikan sel. Namun, tidak terdapat hubungan dan komunikasi antar sel prokariot.
Dapat ditemuan hampir di seluruh penjuru bumi, mulai dari laut dalam hingga ke tepian mata air panas, bahkan diseluruh permukaan tubuh kita (Santoso, 2016).
Walaupun jauh dari sederhana, sel prokariotik(termasuk bakteri dan archae) umumnya berukuran lebih kecil dan mempunyai struktur lebih sederhana daripada sel eukariotik. Perbedaan utama antara kedua jenis sel itu adalah bahwa materi genetic (DNA) sel prokariotik tidak terletak dalam suatu struktur membran ganda yang disebut nucleus. Sedangkan pada sel eukariotik, semua materi genetiknya terdapat pada molekul DNA, yang terdapat
15
sebagai kromosom. Kromosom adalah struktur –struktur linier berjumlah banyak yang terletak didalam nucleus. (Stansfield. 2006: 2).
D. Ciri-ciri sel Prokariotik
a. Biasanya relatif kecil dan sederhana.
b. Batasnya adalah membran plasma.
c. Dapat memiliki bungkus yang disebut mesosom.
d. Dinding yang kaku tersusun dari senyawa yang unik, yang ditemukanhanya pada dinding Prokariotik yang disebut peptidoglikan (dan tidak ada pada Archaebacteria).
e. Dapat mensekresi sarung pelindung atau kapsul untuk perlindungan
f. Molekul DNA tunggal (sirkuler), terkonsentrasi pada suatu daerah di sitoplasma yang disebut nukleoid
E. Struktur dan Fungsi Sel Prokariotik
Struktur sel prokariotik secara umum dapat dilihat pada gambar struktur sel bakteria di atas. Struktur umum sel prokariotik terdiri dari kapsul, dinding sel (membran luar dan peptidoglikan merupakan anggota karbohidrat), membran plasma, sitoplasma yang mengandung ribosom dan nukleoid.
Bagian luar sel bakteri terdiri dari kapsula, dinding sel, dan membran plasma. Kapsula yaitu bagian yang paling luar berupa lender. Beberapa bakteri mempunyai kapsul polisakarida atau glikokaliks yang mengelilingi
16
dinding selnya. Kapsul tersebut dapat bakteri dari sel predator dan berfungsi sebagai tempat melindungi melekatnya berbagai objek dan sesama bakteri.
Bahan kimia pembangun kapsula adalah polisakarida. Hampir semua bakteri mempunyai dinding sel kaku yang mengelilingi membran plasmanya, tetapi strukturnya berbeda dari sel tumbuhan, yaitu pada kandungan protein, lipid maupun polisakaridanya. Dinding sel ini terbuat dari peptidoglikan dan terdiri dari berbagai bahan seperti karbohidrat, protein, beberapa garam anorganik, dan berbagai asam amino.(Stansfield. 2006: 5).
Setiap struktur pada sel bakteri tersebut memiliki fungsinya masing- masing. Dinding sel memiliki fungsi sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian penutup yang paling dalam. Membran plasma bakteri mengadung enzim oksida dan respirasi. Fungsinya serupa dengan fungsi mitokondria pada sel eukariotik.
Pada beberapa daerah membran plasma membentuk lipatan ke arah dalam disebut mesosom. Fungsi mesosom yaitu untuk respirasi dan sekresi dan menerima DNA pada saat konjugasi. (Stansfield. 2006: 6)
Ada susunan lamellar dari membran di sitoplasma bakteri mengandung ribosom lebih banyak, sebagian besar bebas dalam sitosol, beberapa mungkin menambat pada permukaan membran plasma. Ribosom berfungsi sebagai tempat sintesa protein. Lamela sitoplasmik, terutama terdapat pada bakteria autotropik yang membantu pertumbuhan melalui proses fotosintesis.(Yoni. 2004: 6)
17
F. Reproduksi Sel Prokariotik
Pada sel prokariotik dikenal dengan pembelahan biner yang artinya pembelahan ini berlangsung secara sederhana dan spontan. Proses pembelahan ini juga dikenal dengan proses pembelahan amitosis. Amitosis artinya pembelahan yang tidak melibatkan kromosom. Pembelahan biner dapat ditemukan pada sel bakteri, proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma.(Stansfield.
2006: 7). Pada pembelahan biner, kromosom diduplikasi dan akan menempel pada membrane plasma. Kemudian akan terjadi pertumbuhan di antara dua tempat pelekatan kromosom tersebut. Hal ini untuk melakukan pemisahan inti. Sitokinesis dan pembentukan dinding sel kemudian terbentuk sehingga duasel anak terbentuk(Stansfield. 2006: 7).
G. Cara Gerak Sel Prokariotik
Beberapa bakteri memiliki alat gerak berupa flagel. Beberapa bakteri lainnya mengandung villi yang berfungsi untuk melekatkan diri. Bakteri motil biasanya didorong oleh satu atau lebih embelan serupa rambut yang disebut flagela. Flagela berasal dari membran plasma dan berputar seperti baling-baling.
Filamen ini tersusun atas protein flagelin. Beberapa jenis bakteri lainnya mempunyai rambut panjang yang disebut pili atau fimbriae yang terdiri dari protein yang disebut pilin. Struktur ini tidak berperan dalam motilitas, akan tetapi berperan dalam daya lekat bakteri terhadap bakteri lain dan proses konjugasi. (Stansfield. 2006: 5)
18
SEL EUKARIOTIK
A. Pengertian Sel Eukariotik
Sel-sel eukariotik berukuran 10 kali lebih besar daripada sel prokariotik dan volumenya dapat 1000 kali lipatnya. Perbedaan dasarnya dalah adanya kompartemen dalam sel berlapis membran, aktivitas metabolisme terjadi. Hal yang paling penting adalah adanya DNA di dalam nukleus. Berdasarkan struktur inilah nama eukariot yang berarti inti sebenarnya diberikan (Santoso, 2016). Sel eukariot umumnya berdiameter 10-100 μ. Selain itu, eukariotik bergerak dengan silia atau flagel yang kompleks, terkecuali pada tumbuhan tingkat tinggi(Campbell, 2010).
Sel eukariotik juga mempunyai organel –organel bermembran lain di dalam sitoplasmanya (suatu daerah antara nucleus dan membrane plasma). Struktur –struktur subseluler ini mempunyai struktur dan fungsi yang amat beragam. Sebagian besar sel eukariotik mempunyai mitokondria, yang mengandung enzim dan mekanisme untuk resprasi aerob dan fosforilasi oksidatif. Dengan demikian, fungsi utama mitokondria adalah menghasilkan adenosin trifosfat (ATP), satuan utama pertukaran energi yang terjadi didalam sel. Organel ini dikelilingi oleh membrane ganda. Membrane dalamnya, yang mengandung rantai transport elektron dan enzim yang dibutuhkan untuk menghasilkan ATP, terdiri dari lipatan–lipatan yang disebut krista (cristae). Krista tersebut menonjol ke dalam matriks atau rongga sentral. Mitokondria mempunyai DNA dan ribosom sendiri, akan tetapi sebagian proteinnya diimpor dari sitoplasma.
BAB III
19
B. Ciri-ciri Sel Eukariotik
1. Mempunyai suatu sistem struktur internal yang dikelilingi membran,yang disebutorganel
2. Nukleus dikelilingi selubung nuclear.
3. Mempunyai sitosol di mana organela-organela khusus terletak 4. Mempunyai efisiensi yang lebih besar untuk aktivitas sel
5. Organel-organel secara fisika memisahkan tipe-tipe yang berbeda dari aktivitas sel pada ruangan sitoplasma.
Menurut (Stansfield 2006: 2) Sel eukariot meliputi sel hewan dan tumbuhan:
1. Sel Hewan
Sel-sel hewan sangat berbeda-beda dalam ukuran, bentuk, susunan organel dan fungsi utama secara fisiologi. Oleh karena itu, tidak ada sel yang khas dapat menjadi sebagai suatu contoh dari semua sel-sel hewan. Walaupun demikian dalam organisasinya ada sejumlah struktur sel yang umum bagi sebagian besar sel-sel hewan. Yang dimiliki sel hewan namun tidak dimiliki oleh sel tumbuhan yaitu lisosom dan sentrosom.
20
2. Sel Tumbuhan
Semua organel yang diuraikan sebagai penyusun tetap dari sel hewan, juga ditemukan pada banyak sel tumbuhan. Namun selain organel tersebut banyak lain yang unik pada sel tumbuhan, meliputi dinding sel yang kaya karbohidrat, plasmodesmata, kloroplas dan vakuola yang besar.. Organel yang dimiliki oleh sel tumbuhan tetapi tidak dimiliki oleh sel hewan adalah kloroplas, vakuola yang besar, dinding sel, dan plasmodesma.
C. Struktur dan Fungsi Sel Eukariotik
Sel eukariotik biasanya merupakan penyusun struktur makhluk hidup multiseluler kecuali sel ragi. Sel eukariotik tersusun atas membran sel, sitoplasma, nukleus, sentriol, retikulum endoplasma, ribosom, kompleks golgi, lisosom, badan mikro, mitokondria, mikrotubulus, dan mikrofilamen. Organel-organel di dalam sel memiliki peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup sel tersebut (Novel, 2012).
21
Menurut Stanfield (2006: 8), komponen-komponen sel eukariotik terbagi atas 13 jenis, yakni :
1. Mikrofilamen (Filamen Aktin)
Merupakan komponen-komponen sitoskeleton, strukturnya antara lain;
dua untai aktin yang teranyam, masing-masing merupakan polimer sub unit aktin. Fungsi utama yaitu untuk mempertahankan bentuk sel dan perubahan bentuk sel.
2. Mikrotubulus (Polimer Tubulin)
Merupakan komponen-komponen sitoskeleton strukturnya antara lain tabung berongga, dinding terdiri dari 13 kolom molekul tubulin.
Fungsi utama yaiu untuk mempertahankan bentuk sel.
3. Mitokondria
Struktur mitokondria dibatasi oleh membran ganda; membran dalam memiliki pelipatan ke dalam (krista). Fungsinya untuk respirasi selular.
4. Ribosom
Struktur ribosom terdiri atas dua sub unit yang terbuat dari RNA ribosom dan protein; dapat bebas dalam sitosol atau terikat ke RE. Fungsinya adalah untuk sintesis protein.
5. Kloroplas
Struktur kloroplas umumnya terdiri dari dua membran di sekeliling stroma cair, yang mengandung tilakoid bermembran yang tertumpuk menjadi grana (dalam tumbuhan). Fungsinya untuk fotosintesis.
22
6. Plasmodesmata
Berupa saluran yang menembus dinding sel yang menghubungkan sitoplasma pada sel-sel yang bersebelahan
7. Badan golgi
Strukturnya berupa tumpukan kantong pipih bermembran. Fungsinya adalah untuk modifikasi protein, karbohidrat pada protein, dan fosfolipid sintesis banyak polisakarida; pemilahan produk-produk golgi, yang kemudian dilepaskan dalam vesikel. Atau,bisa dianggap aparatus golgi sebagai pusat pembuatan, penggudangan, pemilahan, dan pengiriman.
8. Membran plasma
Strukturnya berupa molekul lemakdan protein menyusun tepi luar dan dalam membran; selain itu ada protein yang menembus ke dalam dua lapisan lemak (disebut protein integral). Fungsinya: sangat penting untuk menjaga kehidupan sel, melindungi isi sel (mempertahankan isi sel), mengatur keluar masuknya molekul-molekul.
9. Dinding sel
Strukturnya terdiri atas selulosa , polisakarida, dan protein. Fungsinya adalah untuk mempertahankan bentuk sel dan melindungi sel dari kerusakan mekanis.
10. Peroksisom
Strukturnya antara lain kompartemen metabolik terspesialisasi yang dibatasi membran tunggal. Fungsinya adalah untuk mentransfer hidrogen ke air (karena mengandung enzim), menghasilkan
23
hidrogen peroksida sebagai produk sampingan, yang diubah menjadi air oleh enzim-enzim lain di peroksisom.
11. Retikulum Endoplasma
Strukturnya jejaring luas tubulus dan kantong yang dibatasi membran. Membran memisahkan lumen dari sitosol;tersambung dengan selaput nukleus. RE Halus berfungsi untuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, penyimpanan Ca2 detoksifikasi obat dan racun. RE Kasar berfungsi membantu sintesis protein sekresi dan berbagai nprotein lain dari ribosom terikat.
12. Nukleolus
Strukturnya dikelilingi oleh selaput nukleus (membran ganda) berpori- pori. Selaput nukleus tersambung dengan retikulum endoplasma.
Fungsinya untuk mewadahi kromosom yang terbuat dari kromatin(tempat subunit ribosom dibuat).
13. Vakuola
Strukturnya adalah vesikel besar yang dibatasi membran besar dalam tumbuhan.Fungsinya adalah untuk pencernaan, penyimpanan, pembuangan zat sisa, keseimbangan air, pertumbuhan sel, dan perlindungan.
D. Reproduksi Sel Eukariotik
Pembelahan sel eukariotik secara tak langsung melalui tahapan dibedakan menjadi pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis. Mitosis yaitu pembelahan nukleus yang pada umumnya disertai dengan sitokinesis, pembelahan sitoplasma. Sel yang semula satu menjadi dua sel yang memiliki
24
genetik yang sama dengan sel induk. Meiosis yaitu pembelahan sel yang menghasilkan empatsel anakan dengan jumlah kromosom ½ kromosom induknya. (Campbell. 2009 :245-246).
Siklus sel eukariotik terdiri dari empat fase. Fase S adalah tahap dimana terjadi sintesis DNA untuk mereplikasi kromosom dengan cara membentuk dua sister kromatid yang identik. Periode antara fase S dan awal mitosis (fase M) merupakan suatu gap, atau masa pertumbuhan, yang disebut fase G2 , Gap atau masa pertumbuhan lain yang disebut fase G1 terjadi antara fase M dan S dan menyempurnakan siklus yang terjadi.
25
PENGENALAN, PENYIAPAN, PENGGUNAAN ALAT
A. Morfologi Sel Bakteri
Pendahuluan Walaupun ada ratusan species bakteria yang berbeda, namun suatu bakteria dalam bentuk sel tunggal akan memiliki salah satu dari tiga bentuk yang umum dikenal, yaitu:
a. Bentuk bulat/elips/spherical shape yang lazim disebut dengan coccus.
b. Bentuk batang yang umum disebut basil.
c. Bentuk spiral. Bakteri berbentuk bulat atau coccus, sering menunjukkan variasi bentuk. variasi bentuk ini sering dipakai sebagai ciri yang khas dalam proses identifikasi jenis.
Beberapa variasi bentuk tersebut antara lain:
a. Diplococcus: Dua buah sel saling bedempetan atau berpasangan.
b. Streptococcus: Untaian sel yang lebih dari 4 sel dan membentuk suatu untaian yang menyerupai rantai.
c. Tetrad atau tetracoccus: Empat buah sel yang saling berdempetan yang membentuk suatu bentuk yang menyerupai bujur sangkar.
d. Staphylococcus: Kumpulan sel yang saling bedempetan, sehingga menyerupai buah anggur.
e. Sarcina: Kelompok yang terdiri atas 8 sel (4 sel pada bagian depan dan 4 sel pada bagian belakang) yang membentuk suatu bentuk yang menyerupai kubus. Berbeda dengan bakteri bentuk bulat, bakteri bentuk batang (basil) jarang sekali berada dalam variasi diatas. Pada bakteri bentuk batang ini,
BAB IV
26
variasi diatas (jarang) bukan merupakan karakteristik dari bakteri ini. Bila dialam dijumpai adanya variasi bentuk dari bakteri basil ini, maka hal tersebut cenderung disebabkan oleh tahap pertumbuhannya atau kondisi- kondisi yang mempengaruhi kultur tersebut. Bakteri berbentuk spiral pada umumnya dijumpai dalam bentuk soliter atau bersel tunggal dan bukan merupakan kumpulan sel yang berdempetan.
Dalam praktikum ini saudara akan diperkenalkan beberapa species bakteri yang mewakili bentuk bentuk diatas. Disamping itu juga akan diperkenalkan beberapa struktur luar dan struktur dalam bakteri, seperti flagella, capsula, dan endospora, sebagai pelengkap morfologi bakteri tersebut. Fungsi Media Media merupakan substrat yang diperlukan untuk menumbuhkan dan mengembangbiakkan mikroorganisme. Sebelum dipakai dalam percobaan, media ini perlu disterilkan terlebih dahulu, supaya tidak ditumbuhi oleh mikroorganisme yang tidak dikehendaki (kontaminan). Agar mikroba yang kita kultur dapat tumbuh dengan baik, maka persyaratan yang harus dipenuhi oleh suatu media adalah :
a. Didalamnya harus terkandung bahan-bahan yang diperlukan oleh mikroba yang akan ditumbuhkan. Bahan-bahan ini meliputi unsur-unsur makro, unsur mikro, dan trace elemen serta zat pengatur tumbuh.
b. Media tersebut harus mempunyai tekanan osmosis, tegangan permukaan, dan pH yang sesuai dengan kebutuhan mikroba yang akan dikultur.
c. Media harus dalam keadaan steril sebelum dipakai untuk menumbuhkan mikroba yang diperlukan.
27
B. Jenis-jenis Media
Menurut bahan yang dipakai dalam pembuatannya, media dapat digolongkan menjadi:
a. Media alami : Media yang komponen pembentuknya terdiri dari bahan- bahan alam, seperti kentang, tauge, daging, nasi, dan lain sebagainya.
b. Media semi sintetik : Media yang bahan pembentuknya terdiri dari campuran bahanbahan alami dan bahan sintetik. Contoh : Agar Tauge, Agar Kentang Dextrosa, dll.
c. Media sintetik : Media yang bahan pembentuknya secara keseluruhan terbuat dari bahan-bahan sintetik. Contoh : Agar Sabouraud, Endo Agar, Agar Czapex Dox, dll.
1. Menurut Bentuknya
Media dapat digolongkan menjadi :
a. Media cair : Media yang tidak ditambahkan zat pemadat (agar), sehingga media ini dalam keadaan encer (cair). Contoh : Lactose Broth, Nutrient Broth.
b. Media semi padat : Media yang mengandung bahan yang sama dengan media cair, tetapi ditambah sedikit agar (setengah konsentrasi agar), sehingga menjadi agak padat. Media ini dipakai untuk menumbuhkan mikroba yang banyak memerlukan air dan hidup dalam lingkungan yang anaerob atau anaerob fakultatif. Media ini juga dipakai untuk uji motilitas suatu bakteri.
28
c. Media padat : Media cair yang ditambahkan dengan agar-agar sehingga menjadi padat. Contoh : Nutrient Agar (NA), Potato Dextrose Agar (PDA), dll
2. Menurut Kegunaanya, Media digolongkan Menjadi:
a. Media umum: Media yang digunakan untuk menumbuhkan satu atau lebih kelompok mikroba secara umum. Contoh : Nutrient Agar (media untuk menumbuhkan kelompok bakteri, Potato Dextrose Agar (media yang dipakai untuk menumbuhkan kelompok jamur, dll.
b. Media pengaya: Media yang dipakai untuk menyuburkan mikroba tertentu sebelum ditumbuhkan pada media yang dipakai dalam penelitian. Contoh:
Selenit Broth (untuk menyuburkan pertumbuhan bakteri Salmonella.
c. Media selektif: Media yang dipakai untuk menumbuhkan species tertentu dari mikroba, dengan menghambat pertumbuhan species lain yang tidak dikehendaki. Contoh: Media SS Agar(Salmonella dan Shigella Agar) untuk bakteri Salmonella dan Shigella.
d. Media penghitungan : Media yang dipakai untuk menghitung jumlah mikroba suatu bahan. Media ini dapat berupa media media umum dan media selektif. Pembuatan Media
Cara pembuatan Nutrient Agar.
Untuk membuat 1 liter medium ini, lakukanlah prosedur berikut ini :
a. Timbang sebanyak 23,5 gram medium instant.
b. Suspensikan dalam akuadest dan volume akhir dibuat 1000 ml.
c. Panaskan suspensi ini sampai agar-agar menjadi matang.
29
d. Masukkan ke dalam tabung reaksi ( 5ml untuk media miring, dan 10 ml untuk media tegak).
e. Sterilkan dengan autoclave pada temperatur 121 oC dan tekanan 15 lbs.
Selama 15 menit.
f. Simpan pada tempat yang dingin dan kering (dalam kulkas).
Alat dan Bahan yang diperlukan a. Mikroskop cahaya.
b. Minyak emersi
c. Objek glass dan alat fiksasi
d. Kultur bakteri (sebaiknya yang masih muda) e. Jarum ose (loop) f. Burner (bunsen)
Cara Kerja
a. Amatilah bentuk-bentuk sel bakteri yang disediakan oleh asisten dan pembimbing praktikum saudara, dengan menggunakan mikroskop cahaya dan mulai dengan perbesaran lemah.
b. Bila pengamatan kurang jelas, lakukan pengamatan dengan lensa objektive yang berkekuatan 100 x. (Ingat : pakailah minyak emersi pada perbesaran 100 x ini).
c. Gambarlah bentuk-bentuk bakteri beserta variasinya pada buku journal saudara.
d. Bersihkan minyak emersi pada lensa yang saudara pakai dengan menggunakan larutan xylol (Ingat : hati-hati bekerja dengan xylol ini, karena bersifat karsinogenik/penyebab terjadinya kanker).
30
Gambar 2-1 C. Bentuk sel bakteri
C. Sterilisasi
Sterilisasi merupakan suatu proses membebaskan peralatan atau bahan dari mikroorganisme yang tidak dikehendaki. Untuk mencapai tujuan ini, ada beberapa macam sterilisasi yang dapat dipilih dan disesuaikan dengan sifat bahan yang akan disterilkan. Cara-cara yang umum dilakukan adalah:
a. Sterilisasi secara fisik : sterilisasi dengan menggunakan pemanasan, penggunaan sinar UV, sinar X dan sinar-sinar yang panjang gelombangnya pendek.
b. Sterilisasi secara kimia : sterilisasi dengan menggunakan bahan-bahan kimia,seperti alkohol, desinfektan, larutan formalin, dll.
31
c. Sterilisasi mekanik : sterilisasi dengan menggunakan filter atau saringan.
Sterilisasi dengan pemanasan
1. Pemanasan dengan udara kering atau udara basah Cara ini sangat cocok untuk mensterilkan alat-alat atau bahan-bahan yang tahan panas.
Dalam cara ini, temperatur yang dipakai adalah 170 oC dan dilakukan selama 1 jam.
2. Tindalisasi Cara ini dipakai untuk mensterilkan bahan-bahan yang tidak tahan suhu tinggi. Dalam cara ini, bahan dan alat dipanaskan selama 30 menit pada suhu 100 oC, dan diulang sebanyak 3 kali berturut-turut, dengan selang waktu 1 hari. Bahan dan alat disimpan pada suhu kamar pada saat tidak dipanaskan.
3. Pasteurisasi Cara ini dipakai untuk mensterilkan bahan makanan yang akan mengalami denaturasi pada suhu tinggi. Dengan cara ini, alat dan bahan dipanaskan pada suhu 60 - 80 oC selama satu jam sebanyak 3 kali berturut-turut, dengan selang waktu 1 hari.
4. Sterilisasi dengan nyala api langsung. Cara ini sangat cocok untuk mensterilkan jarum inokulasi.
5. Sterilisasi dengan uap panas yang bertekanan Cara ini umum dipakai untuk mensterilkan alat dan bahan yang tahan panas tinggi dan tekanan. Alat yang dipakai adalah autoclave yang dapat mencapai suhu 121 oC dan tekanan 15 lbs.
32
D. Cara Penggunaan Alat Sterilisasi Cara memakai autoclave:
a. Isi autoclave dengan air sebanyak 3-5 liter.
b. Siapkan alat atau bahan yang akan disterilkan pada bagian rak autoclave.
c. Masukkan alat dan bahan yang ada di dalam rak tersebut ke dalam bejana autoclave, dan tutup dengan rapat (kecuali klep udara).
d. Panaskan autoclave ini dan biarkan semua udara yang ada di dalamnya keluar (yang ditandai dengan keluarnya tetes-tetes air melalui lkep udara.
e. Tutup klep udara bila semua udara dalam autoclave sudah keluar.
f. Pemanasan dilanjutkan sampai mencapai suhu 121 oC dan tekanan 15 lbs, selama 15 menit.
g. Pemanasan dihentikan, suhu dikembalikan ke suhu kamar dan tekanan pada titik 0.
h. Jangan pernah mencoba untuk membuka autoclave sebelum jarum penunjuk tekanan menunjukan pada angka 0 (nol), karena sangat berbahaya.
33
Dalam melakukan autoclaving menggunakan autoclave ini lakukan sebarai berikut :
a. Isi chamber dengan air sampai permukaan atas air sedikit di atas permukaan kerajang.
b. Masukkan bahan dan alat ke dalam kerajang di dalam autoalve dnegan memutar (full) handle 1
c. Hidupkan mesin dnegan menekan power on.
d. Tutup rapat autoclave
e. Atur meter suhu (4) untuk menetukan susu autoclave (panel 4) f. Atur lama waktu aucocklave (panel 5)
g. Tutup rapat pengeluaran uap panel 2)
h. Tekan star (panel 8) Auclaving akan berjalan secara otomati, dan lampu pada panel lama waktu autoclaving akan menyala menunjukkan proses autoclaving (panel 7).
34
Apabila proses autoclaving telah selesai, maka akan mterdengar bunyi
“Ti..Ti...Ti....”. Setelah selesai proses autoclaving maka lakukan sebagai berikut:
a. Tekan stop (panel 9)
b. Buka keran pengeluaran uap (panel 2) sampai uap semuanya keluar c. Pastikan tekanan di dalam mesin ‘NOL” (lihat panel 3).
d. Setelah tenaklan NOL baru mesin autoclave bisa di buka dan bahan/alat yang diosterilkan dikeluarkan dan di aruh ditempat yang berseih.
e. Matikan power mesin autoclave.
Sterilisasi dengan UV
Alat dan bahana: Cawan petri, Medium Agar tegak,Lampu UV dan Lampu Bunsen
Cara kerja :
a. Cairkan 3 tabung medium Agar tegak dalam penangas air.
b. Tuangkan ke dalam 3 cawan petri steril dan biarkan membeku.
c. Sinari cawan petri pertama dengan UV selama 1 menit, cawan kedua selama 3 menit, dan cawan ketiga tidak disinari (dalam keadaan terbuka).
d. Inkubasi cawan petri selama 24 - 48 jam pada suhu 37 oC, dalam keadaan terbalik.
e. Amati pertumbuhan mikroba pada ketiga cawan petri tersebut.
Sterilisasi dengan zat kimia Zat-zat kimia seperti alkohol, formalin, karbol, lisol, sabun, dan lain-lain dapat dipakai untuk mensterilkan alat-alat. Pada praktikum ini akan dilakukan sterilisasi dengan menggunakan beberapa zat kimia.
35
Sterilisasi dengan alkohol : Alat dan bahan :
a. Cawan petri steril b. Medium NA tegak c. Jarum pentul/Paku kecil.
d. Alkohol dengan konsentrasi 40 %, 70 %, dan 96 %
e. Air steril Oleh: I N. Sujaya Petunjuk Praktikum Mikrobiologi 15 f. Pinset
Cara kerja
a. Cairkan medium NA dalam penangas air dan tuangkan kedalam cawan petri. Biarkan membeku pada suku kamar.
b. Rendam jarum pentul atau paku dalam larutan alkohol diatas selama 10 menit.
c. Cuci jarum pentul dengan air steril dan letakkan pada permukaan medium dalam cawan petri.
d. Inkubasi pada suhu 28 - 30 oC selama 24-48 jam.
e. Bandingkan pertumbuhan mikroba pada sekitar jarum pentul. Larutan mana yang paling efektif.
f. Lakukan hal yang sama dengan menggunakan formalin 4 %, lisol dan karbol.
Sterilisasi dengan membrane filter
Bahan-bahan yang tidak boleh dipanaskan, seperti serum dan beberapa macam gula tertentu dapat disterilkan dengan menggunakan membran filter. Dalam bidang mikrobiologi, alat penyaring yang paling banyak dipergunakan adalah
36
filter berkerfield, filter chamberland, filter seilz, dll. Filter-filter ini terbuat dari polimer khusus dengan diameter 0,45 mikron, sehingga dapat menahan bakteri yang terkandung dalam sample. Dalam praktikum ini saudara akan menggunakan membran yang terbuat dari polisulfon, yang diproduksi oleh Millipore.
Alat dan bahan :
a. Polisulfon membran dengan diameter 0,22 mikron (hidrofilik) b. Satu set alat percobaan membran lengkap dengan regulator gas.
c. Cawan petri d. Botol McCartney e. Gun pipet lengkap dengan tipsnya f.
Medium NA tegak g. Air tercemar.
Cara kerja
a. Cairkan medium NA dalam penangas air dan biarkan pada temperatur 40
oC.
b. Saringlah sejulah air yang sudah tercemar (air kali) dengan menggunakan membran polisulfon.
c. Pipet sebanyak 1 ml. Air hasil saringan ini dan tempatkan ke dalam cawan petri
d. Sebagai kontrol, pipet 1 ml air yang belum disaring dan tempatkan pada cawan petri kedua.
e. Tuangkan masing-masing satu tabung medium NA (suhu 40 oC) ke dalam masing-masing cawan petri yang sudah berisi sampel air.
f. Goyang kedua cawan sedemikian rupa sehingga sampel menjadi homogen dengan medium, dan biarkan membeku.
g. Inkubasi kedua cawan petri tersebut pada suhu 20-30 oC selama 24-48 jam.
37
h. Amati kedua cawan petri.
E. Metoda Pengenceran
Metoda pengenceran ini menggunakan suatu seri pengenceran dari sampel yang kemudian ditanam pada medium. Setelah diinkubasi, koloni yang tumbuh dapat dihitung dengan asumsi bahwa satu koloni yang tumbuh berasal dari satu sel. Dengan demikian, maka jumlah sel pada sample asal dapat dihitung dengan cara mengalikan jumlah koloni yang tumbuh dengan faktor pengencernya.
Pengenceran biasanya dinyatakan dengan pangkat negatif, misalnya 10-5 untuk pengenceran 1 : 100.000. Dengan menggunakan metoda ini kita dapat menghitung jumlah total mikroba yang terdapat dalam sample air atau sample tanah.
Alat dan bahan :
a. Sampel air da tanah b. media NA
c. Botol steril d. Cawan petri
e. Air steril dalam tabung reaksi f. Pipet ukur
Cara kerja
a. Ambil sampel air secara aseptik dengan menggunakan botol steril.
b. Cairkan medium NA dalam penangas air dan dinginkan sampai suhu 45
oC.
c. Tandai 6 cawan petri dengan 10-1 , 10-2 ,…10-6 .
38
d. Kocok sampel air sampai homogen dan ambil secara aseptik sebanyak 1 ml, kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang telah berisi 9 ml air steril untuk mendapatkan faktor pengenceran sebesar 10 kali (10-1 ).
e. Kocok tabung reaksi ini dengan baik, dan ambil air di dalamnya secara aseptik sebanyak 1 ml, dan masukkan ke dalam cawan petri yang bertanda 10-1 . Dari tabung ini juga, ambil sebanyak 1 ml sampel dan masukkan ke dalam tabung reaksi kedua yang telah berisi 9 ml air steril untuk memperoleh faktor pengenceran sebesar 100 kali (10-2 )
F. Penghitungan total mikroba secara langsung dengan mikroskop
Keunggulan metoda ini adalah dapat menghitung total sel, baik yang masih hidup maupun yang telah mati. Disamping itu, waktu yang diperlukan jauh lebih singkat. Salah satu cara yang umum dilakukan adalah perhitungan langsung dibawah mikroskop dimana volume tertentu dari suatu suspensisampel disebarkan pada suatu area pada kaca objek. Dengan menghitung jumlah mikroba pada luas
39
tertentu yang diketahui dan mengalikannya dengan faktor tertentu, maka bisa dihitung jumlah mikroba yang terdapat dalam sample asal. Pada perhitungan langsung ini kita dapat menggunakan ruang hitung (counting chamber), seperti haemacytometer dengan kedalaman 0,1 mm.
Alat dan bahan a. Suspensi yeast b. haemacytometer c. mikroskop Cara kerja
a. Tutup ruang hitung dengan kaca penutup, dan ambil suspensi yeast dengan pipet halus.
b. Teteskan suspensi ini pada pinggir kaca penutup, sehingga suspensi ini akan mengalir kebawah kaca penutup dan mengisi ruang hitung.
c. Amati dibawah mikroskop dan hitung jumlah sel di dalam 5 kotak besar (dengan masing masing kotak terdiri atas 16 kotak kecil).
d. Tentukan jumlah sel/ml sampel dengan menggunakan rumus berikut : X = n x 25 x 10 x 103 , dimana n adalah rata-rata sel yang terhitung pada setiap kotak.
Catatan: Luas 25 kotak besar pada alat hemasitometer adalah 1 mm2 Kedalaman ruang hitung adalah 0.1 mm Jumlah sel per mm3 dalam alat hitung tersebut adalah n x 25 x 10, dimana n adalah ratarata jumlah sel dalam setiap kotak dari 25 kotak yang terdapat pada ruang hitung. Bila sample diencerkan sebelum dilakukan penghitungan, maka fator pengenceran ini juga harus diperhitungkan. Sebagai contoh, bila sample diencerkan sebesar 10-2 atau 100
40
kali, maka hasil yang diperoleh dari rumus diatas harus dikalikan dengan 102 atau 100.
G. Biakan Murni
Pendahuluan Untuk memepelajari karakteristik mikrooragnisme, langkah awal yang harus dilakukan adalah mengisolasi mikrooragnisme dari sumbernya. Salah satu cara mengisolasi mikroorganisme dari campuran mikroorganisme adalah dengan teknik penggoresan (streak plate techniques). Atau mikrooragnisme bisa pula diisolasi dari media agar yang sudah disebar setelah melakukan penghitungan jumlah mikroorganisme menggunakan agar tuang.
Dalam melakukan isolasi, diperlukan suatu teknik aseptik sehingga mikrooragnisme yang kita dapatkna tidak tercemar (kontaminsa) olehg mikroorganisme lainnya. Dan untuk langkah ini dfalam teknik dasar mikroobiologi biasanya dilakukan dnegan pemurnian isolat dengan beberapa kali penggoresan yang berulang (re-streaking) dengan cara yang sama seperti di bawah ini.
Isolasi mikroba Alat dan bahan : a. Cawan petri
b. Medium NA
c. Medium NA miring Cara kerja
a. Cairkan media NA tegak dalam penangas air dan tuangkan ke dalam cawan petri steril.
41
b. Setelah beku, pilihlah koloni-koloni yang tumbuh pada cawan hitung dalam enumerasi, yang menurut saudara menarik. Lakukan “streak for single colony” pada media steril dalam cawan petri yang telah beku.
c. Inkubasi selama 24 jam.
d. Isolasi koloni yang tumbuh dan tanam pada medium agar miring. Biakan ini akan dipakai pada praktikum selanjutnya.
42
PENGENALAN, PENYIAPAN, PENGGUNAAN ALAT LANJUTAN
A. Pewarnaan Sel Bakteri
Pendahuluan Pengenalan bentuk mikroba (morfologi), kecuali mikroalgae harus dilakukan pewarnaan terlebih dahulu agar dapat diamati dengan jelas.
Tujuan pewarnaan adalah:
1. Mempermudah pengamatan bentuk sel mikroorganisme (khususnya bakteri).
2. Memperjelas ukuran jasad
3. Dapat mengamati struktur luar dan struktur dalam dari sel mikroba.
4. Melihat reaksi jasad terhadap pewarna yang diberikan, sehingga sifat fisik, kimia dari jasad dapat diketahui. Dengan demikian, kita dapat menggunakan pewarnaan sebagai salah satu cara untuk klasifikasi bakteria. Berhasil atau tidaknya pewarnaan sangat ditentukan oleh waktu pemberian warna dan umur biakan yang diwarnai (Umur biakan yang baik adalah 24 jam).
B. Berbagai Macam Metoda Pewarnaan
1. Pewarnaan Langsung Dengan Pewarna Basa
Umumnya zat pewarna merupakan garam-garam yang dibangun oleh ion-ion yang bermuatan positif atau negatif, dimana salah satu ion-ion tersebut berwarna. Kalau suatu sel bakteri yang dinding selnya bermuatan relatif negatif bersatu dengan ion yang bermuatan positif dari suatu pewarna, maka menyebabkan sel bakteri tersebut terwarnai. Zat pewarna dapat dikelompokkan menjadi dua group, yaitu zat pewarna yang bersifat
BAB V
