Kamis, 19 November 2009

FUNGI (JAMUR)

V. FUNGI (JAMUR)

Di dalam dunia mikrobia, jamur termasuk divisio Mycota (fungi). Mycota berasal dari kata mykes (bahasa Yunani), disebut juga fungi (bahasa Latin). Ada beberapa istilah yang dikenal untuk menyebut jamur, (a) mushroom yaitu jamur yang dapat menghasilkan badan buah besar, termasuk jamur yang dapat dimakan, (b) mold yaitu jamur yang berbentuk seperti benang-benang, dan (c) khamir yaitu jamur bersel satu.
Jamur merupakan jasad eukariot, yang berbentuk benang atau sel tunggal,
multiseluler atau uniseluler. Sel-sel jamur tidak berklorofil, dinding sel tersusun dari khitin, dan belum ada diferensiasi jaringan. Jamur bersifat khemoorganoheterotrof karena memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik. Jamur memerlukan oksigen untuk hidupnya (bersifat aerobik).
Habitat (tempat hidup) jamur terdapat pada air dan tanah. Cara hidupnya bebas
atau bersimbiosis, tumbuh sebagai saprofit atau parasit pada tanaman, hewan dan manusia.

A. Morfologi Jamur Benang
Jamur benang terdiri atas massa benang yang bercabang-cabang yang disebut
miselium. Miselium tersusun dari hifa (filamen) yang merupakan benang-benang
tunggal. Badan vegetatif jamur yang tersusun dari filamen-filamen disebut thallus.
Berdasarkan fungsinya dibedakan dua macam hifa, yaitu hifa fertil dan hifa vegetatif.
Hifa fertil adalah hifa yang dapat membentuk sel-sel reproduksi atau spora-spora.
Apabila hifa tersebut arah pertumbuhannya keluar dari media disebut hifa udara. Hifa
vegetatif adalah hifa yang berfungsi untuk menyerap makanan dari substrat.
Berdasarkan bentuknya dibedakan pula menjadi dua macam hifa, yaitu hifa tidak
bersepta dan hifa bersepta. Hifa yang tidak bersepta merupakan ciri jamur yang
termasuk Phycomycetes (Jamur tingkat rendah). Hifa ini merupakan sel yang
memanjang, bercabang-cabang, terdiri atas sitoplasma dengan banyak inti (soenositik).
Hifa yang bersepta merupakan ciri dari jamur tingkat tinggi, atau yang termasuk
Eumycetes.


Rabu, 18 November 2009

BAKTERI DAN VIRUS

BAKTERI DAN VIRUS

A. BAKTERI
Bakteri merupakan mikrobia prokariotik uniselular, termasuk klas Schizomycetes,
berkembang biak secara aseksual dengan pembelahan sel. Bakteri tidak berklorofil kecuali beberapa yang bersifat fotosintetik.
Cara hidup bakteri ada yang dapat hidup bebas, parasitik, saprofitik, patogen pada manusia, hewan dan tumbuhan. Habitatnya tersebar luas di alam, dalam tanah, atmosfer (sampai + 10 km diatas bumi), di dalam lumpur, dan di laut.
Bakteri mempunyai bentuk dasar bulat, batang, dan lengkung. Bentuk bakteri
juga dapat dipengaruhi oleh umur dan syarat pertumbuhan tertentu. Bakteri dapat mengalami involusi, yaitu perubahan bentuk yang disebabkan faktor makanan, suhu, dan lingkungan yang kurang menguntungkan bagi bakteri. Selain itu dapat mengalami pleomorfi, yaitu bentuk yang bermacam-macam dan teratur walaupun ditumbuhkan pada syarat pertumbuhan yang sesuai. Umumnya bakteri berukuran 0,5-10 µ.
Berdasarkan klasifikasi artifisial yang dimuat dalam buku “Bergey’s manual of
determinative bacteriology” tahun 1974, bakteri diklasifikasikan berdasarkan deskripsi sifat morfologi dan fisiologi. Dalam buku ini juga terdapat kunci determinasi untuk mengklasifikasikan isolat bakteri yang baru ditemukan. Menurut Bergey’s manual, bakteri dibagi menjadi 1 kelompok (grup), dengan Cyanobacteria pada grup 20.
Pembagian ini berdasarkan bentuk, sifat gram, kebutuhan oksigen, dan apabila tidak dapat dibedakan menurut ketiganya maka dimasukkan ke dalam kelompok khusus.

KLASIFIKASI BAKTERI
I. Bakteri berbentuk kokus (bulat)
a. Bakteri kokus gram positif (grup 14)
Aerobik: Micrococcus, Staphylococcus, Streptococcus, Leuconostoc
Anaerobik: Methanosarcina, Thiosarcina, Sarcina, Ruminococcus
b. Bakteri kokus gram negatif
Aerobik: Neisseria, Moraxella, Acinetobacter, Paracoccus (grup 10)
Anaerobik: Veillonella, Acidaminococcus, Megasphaera (grup 11)
II. Bakteri berbentuk batang
a. Bakteri gram positif
1. Bakteri gram positif tidak membentuk spora (grup 16)
Aerobik: Lactobacillus, Listeria, Erysipelothrix, Caryophanon.
2. Bakteri Coryneform dan actinomycetes (grup 17)
Aerobik Coryneform: Corynebacterium, Arthrobacter, Brevibacterium, Cellulomonas, Propionibacterium, Eubacterium,
Bifidobacterium.
Aerobik Actinomycetes: Mycobacterium, Nocardia, Actinomyces, Frankia,
Actinoplanes, Dermatophilus, Micromonospora, Microbispora, Streptomyces, Streptosporangium.
Actinomycete dapat membentuk miselium yang sangat halus dan bercabang-
cabang. Miselium vegetatif tumbuh di dalam medium, dan miselium udara ada di
permukaan medium. Bakteri ini dapat berkembang biak dengan spora, secara
fragmentasi dan segmentasi, dengan chlamydospora, serta dengan bertunas.
Bakteri ini umumnya mempunyai habitat pada lingkungan dengan pH yang tinggi.
Cara hidupnya ada yang bersifat saprofit, simbiosis dan beberapa sebagai
parasit. Frankia adalah actinomycetes yang mampu menambat nitrogen dan
dapat bersimbiosis dengan tanaman.
3. Bakteri pembentuk endospora (grup 15)
Aerobik: Bacillus, Sporolactobacillus, Sporosarcina, Thermoactinomyces
Anaerobik: Clostridium, Desulfotomaculum, Oscillospira

b. Bakteri gram negatif
1. Bakteri gram negatif aerobik (grup 7)
Aerobik: Pseudomonas, Xanthomonas, Zoogloea, Gluconobacter, Acetobacter,
Azotobacter, Azomonas, Beijerinckia, Derxia, Rhizobium, Agrobacterium,
Alcaligenes, Brucella, Legionella, Thermus. Bakteri Azotobacter, Beijerinckia,
Derxia, Rhizobium termasuk diazotroph yang dapat menambat nitrogen dari
udara. Azotobacter, Beijerinckia, dan Derxia cara hidupnya bebas tidak
bersimbiosis, Rhizobium hidupnya dapat bersimbiosis dengan akar tanaman
leguminosa dengan membentuk bintil akar.
2. Bakteri gram negatif aerobik khemolitotrofik (grup12)
Aerobik: Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus, Nitrosomonas, Nitrosospira,
Nitrosococcus, Nitrosolobus. Bakteri bakteri tersebut umumnya berperan dalam
proses nitrifikasi di dalam tanah. Thiobacillus, Sulfolobus, Thiobacterium,
Thiovolum, yang merupakan bakteri yang berperan dalam proses oksidasi sulfur
di alam.

3. Bakteri berselubung (grup 3)
Aerobik: Sphaerotilus, Leptothrix, Cladothrix, Crenothrix. Bakteri Sphaerotilus biasanya hidup di saluran-saluran air. Leptothrix,dan Cladothrix
merupakan bakteri yang mampu mengoksidasi besi atau penyebab korosi.

4. Bakteri gram negatif fakultatif anaerobik (grup 8)
Fakultatif anaerobik: Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter, Salmonella,
Shigella, Proteus, Serratia, Erwinia, Yersinia, Vibrio, Aeromonas, Photobacterium.

5. Bakteri gram negatif anaerobik (grup 9)
Sangat Anaerobik: Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichia

6. Bakteri Methanogens dan arkaebakteria (grup 13)
Sangat Anaerobik: Methanobacterium, Methanothermus, Methanosarcina,
Methanothrix, Methanococcus. Bakteri ini merupakan pembentuk metan (CH4) dari hasil perombakan bahan organik secara anaerobik.
Aerobik: Halobacterium, Halococcus, Thermoplasma. Bakteri ini ada yang tahan
hidup pada kadar garam tinggi dan dan ada yang tahan pada suhu
tinggi.
Anaerobik: Thermoproteus, Pyrodictium, Desulforococcus.

III. Bakteri berbentuk lengkung
a. Bakteri gram negatif spiril dan lengkung (grup 6)
Aerobik: Spirillum, Aquaspirillum, Azospirillum, Oceanospirillum, Campylobacter,
Bdellovibrio, Microcyclus, Pelosigma. Bakteri Azospirillum termasuk
bakteri penambat nitrogen yang dapat berasosiasi dengan tanaman
gramineae termasuk tanaman padi. Bakteri Bdellovibrio adalah bakteri
yang dapat hidup sebagai parasit pada sel bakteri lain (parasit bakteri).
b. Bakteri gram negatif lengkung anaerobik (grup 9)
Anaerobik: Desulfovibrio, Succinivibrio, Butyrivibrio, Selenomonas. Bakteri
Desulfovibrio merupakan salah satu bakteri yang mampu mereduksi
sulfat.
c. Spirochaeta (grup 5)
Aerobik dan anaerobik: Spirochaeta, Cristispira, Treponema, Borrelia, Leptospira.
Bakteri ini berbentuk benang tipis dan terulir. Dinding sel tipis dan lentur. Bakteri ini dapat bergerak dengan cara kontraksi sel menurut garis sumb selnya. Selnya berukuran 0,1-3 µ x 4-8 µ .

IV. Bakteri yang termasuk kelompok khusus
a. Bakteri yang merayap (meluncur) (grup 2)
Bakteri ini dapat merayap walaupun tidak berflagela. Bakteri ini selalu bersifat
gram negatif. Dalam kelompok ini termasuk beberapa ganggang biru, beberapa bakteri
khemoorganotrof dan beberapa bakteri belerang (sulfur).
Kelompok bakteri yang menjadi anggota bakteri merayap (meluncur) adalah
sbb:
1. Bakteri yang mengandung sulfur intraselular, berbentuk benang. Contoh:
Beggiatoa, Thiothrix, Achromatium.
2. Bakteri bebas sulfur, membentuk trikoma (bulu). Contoh: Vitreoscilla, Leucothrix, Saprospira.
3. Bakteri uniselular, bentuk batang pendek. Contoh: Cytophaga, Flexibacter,
Myxobacteria.
4. Bakteri fototrof yang bergerak merayap. Contoh: Chloroflexus
5. Cyanobacteria yang bergerak merayap. Contoh: Oscillatoria.
Myxobacteria. Bakteri yang termasuk myxobacteria mempunyai dinding sel
sangat tipis dan lentur. Bakteri ini bersifat gram negatif, dan dapat bergerak meluncur.
Bentuk sel umumnya memanjang (spoel) dengan ujung runcing. Dalam siklus hidupnya
dapat membentuk badan buah, yang merupakan kumpulan sel yang berdifrensiasi.
Ukuran badan buah kurang dari 1 mm. Contoh: Chondromyces, Myxococcus.

b. Bakteri bertangkai atau bertunas (grup 4)
Bakteri ini mempunyai struktur mirip tangkai atau tunas yang merupakan
tonjolan dari sel, atau hasil pengeluaran lendir. Contoh: Hypomicrobium, Caulobacter,
Prosthecomicrobium, Ancalomicrobium, Gallionella, Nevskia.

c. Bakteri parasit obligat: Rickettsiae dan Chlamydiae (grup 18)
Merupakan bakteri yang berukuran paling kecil, tetapi lebih besar dari virus, yaitu 0,3x2µ. Bentuk sel pleomorfik, dapat berupa batang, kokus, atau filamen. Bakteri ini cara hidupnya sebagai parasit sejati (parasit obligat) di dalam sel jasad lain dan bersifat patogen. Hidupnya intraselular di dalam sitoplasma dan inti sel binatang dan manusia. Oleh karena itu bakteri kelompok ini merupakan penyebab penyakit, yang biasanya ditularkan oleh vektor serangga. Contoh: Rickettsia prowazekii, Chlamydia trachomatis, Coxiella burnetii.

d. Mycoplasma (klas Mollicutes) (grup 19)
Mycoplasma disebut juga PPLO (Pleuropneumonia Like Organisms). Cirinya
yaitu tidak mempunyai dinding sel, atau merupakan bentuk L dari bakteri sejati (Eubakteria) atau bentuk speroplas sel eubakteria, sehingga sifatnya mirip bakteri sejati.
Mycoplasma berukuran 0,001-7µ . Umumnya lebih besar dari Rickettsiae dan dapat dicat dengan cat anilin. Ukuran koloni mencapai 10-600µSelnya berbentuk kokus, filamen, roset, dan sangat pleomorfik. Selnya dapat memperbanyak diri dengan pembelahan biner, fragmentasi, dan perkecambahan. Cara hidupnya sebagai saprofit atau patogen. Contoh: Mycoplasma mycoides, M. homonia, M. orale, Acholeplasma, Spiroplasma.
Bakteri bentuk L atau bakteri dalam bentuk protoplas, tidak berdinding sel. Hal
ini dapat terjadi karena mutasi atau dibuat. Contohnya (a) Mycobacterium tuberculosis dalam medium dengan tegangan muka rendah dan ditambah lisosim serta EDTA, (b) Strain mutan Staphylococcus aureus dalam medium dengan penisilin G.

e. Bakteri anaerobik anoksigenik fototrofik (grup 1)
Bakteri ini mempunyai ciri berpigmen fotosintetik. Ada yang berbentuk kokus,
batang, dan lengkung. Berdasarkan sifat fisiologinya dapat dibagi menjadi:
1. Familia Thiorhodaceae (bakteri sulfur ungu). Contoh: Thiospirillum sp.,
Chromatium sp.
2. Familia Athiorhodaceae/Rhodospirillaceae (bakteri sulfur non-ungu). Contoh:
Rhodospirillum, Rhodopseudomonas.
3. Familia Chlorobiaceae (bakteri sulfur hijau). Contoh: Chlorobium,
Chloropseudomonas, Chlorochromatium.

f. Bakteri aerobik oksigenik fototrofik: Cyanobacteria (grup 20)
Bakteri ini termasuk Myxophyceae atau Cyanophyceae. Sifatnya yang mirip
bakteri adalah dinding selnya terdiri mukokompleks, tidak berdinding inti, tidak ada mitokondria dan kloroplas. Sifatnya yang berbeda adalah dapat berfotosintesa mirip tumbuhan tingkat tinggi, dan menghasilkan O2.
Bakteri ini mempunyai klorofil a dan fikobilin (fikosianin dan fikoeritrin). Bentuk selnya tunggal (uniselular), koloni, dan benang-benang (filamen). Selnya dapat bergerak meluncur tetapi sangat lambat (250 µ per menit), meskipun tidak berflagela. Cara hidupnya bebas, dan berasosiasi simbiosis. Umumnya dapat menambat nitrogen dari udara, dan bersifat fotoautotrof obligat. Contoh: Gloeobacter, Gloeocapsa, Dermocarpa, Spirulina, Nostoc, Anabaena, Oscillatoria, Calothrix, Cylindrospermum. Anabaena azollae dapat bersimbiosis dengan tanaman paku air Azolla sp. dan Nostoc bersimbiosis dengan jamur membentuk Lichenes.


B. VIRUS
Virus ukurannya sangat kecil dan dapat melalui saringan (filter) bakteri. Ukuran virus umumnya 0,01-0,1 µ. Virus tidak dapat diendapkan dengan sentrifugasi biasa.
Untuk melihat virus diperlukan mikroskop elektron.
Sifat-sifat virus yang penting antara lain:
1. Virus hanya mempunyai 1 macam asam nuklein (RNA atau DNA)
2. Untuk reproduksinya hanya memerlukan asam nuklein saja.
3. Virus tidak dapat tumbuh atau membelah diri seperti mikrobia lainnya
Virus memiliki sifat-sifat khas dan tidak merupakan jasad yang dapat berdiri sendiri. Virus memperbanyak diri dalam sel jasad inang (parasit obligat) dan menyebabkan sel-sel itu mati. Sel inang adalah sel manusia, hewan, tumbuhan, atau pada jasad renik yang lain. Sel jasad yang ditumpangi virus dan mati itu akan
mempengaruhi sel-sel sehat yang ada didekatnya, dan karenanya dapat mengganggu
seluruh kompleks sel (becak-becak daun, becak-becak nekrotik dan sebagainya.
1. VIRUS TUMBUHAN
Virus tumbuhan pada umumnya masuk ke dalam sel melalui luka, jadi tidak
dapat menerobos secara aktif. Sebagai tanda penyerangannya ialah adanya becak-becak nekrotik di sekitar luka primer. Dalam alam virus tumbuhan disebarkan dengan pertolongan hewan serangga vektor atau dengan cara lain, misalnya tanaman Cuscuta dengan haustorianya juga memindahkan virus melalui sistem jaringan angkutannya (buluh-buluh pengangkutan).
Banyak jenis virus yang memperbanyak diri terlebih dahulu di dalam tractus
digestivus hewan-hewan vektornya. Setelah masa inkubasi tertentu dapat
menyebabkan infeksi pada tumbuh-tumbuhan lagi. Virus semacam itu dikenal sebagai virus yang persisten. Virus yang nonpersisten dapat segera ditularkan dengan gigitan (sengatan) serangga (hewan).
Virus tumbuhan yang telah banyak dipelajari adalah TMV (Tobacco Mozaic
Virus = Virus Mozaik Tembakau). Bahan genetik virus ini ialah RNA.

2. BENTUK VIRUS
Suatu virion terdiri atas bahan genetik (RNA atau DNA) yang diselubungi oleh selubung protein. Selubung protein ini disebut kapsid. Asan nuklein yang diselubungi kapsid disebut nukleokapsid. Nukleokapsid dapat telanjang misalnya pada TMV (Tobacco Mozaik Virus yang menyebabkan penyakit becak daun), Adenovirus dan virus kutil (Warzervirus); atau diselubungi oleh suatu membran pembungkus misalnya pada virus influenza, virus herpes. Kapsid terdiri atas bagian-bagian yang disebut kapsomer (misalnya pada TMV dapat terdiri atas hanya satu rantaian polipeptida, juga dapat terdiri atas protein monomer-protein monomer yang identik yang masing-masing terdiri atas rantaian polipeptida). Pada dasarnya kapsid terdiri atas banyak satuan-satuan dasar yang identik. Pada umumnya kapsid tersusun simetris. Pada TMV (suatu virus yang berbentuk batang) kapsomernya tersusun dalam bentuk anak tangga uliran spiral.
Bentuk dasar virus adalah yang bulat, silindris, kubus, polihedral, seperti huruf T, dan lain-lain.

3. BAKTERIOPHAGE (VIRUS YANG MENYERANG BAKTERI)
Virus pada bakteri coli (T-phage) terdiri atas dua bagian, yaitu bagian kepala yang berbentuk heksagonal dan bagian ekornya. Bentuk demikian itu hanya dapat dilihat pada pengamatan dengan mikroskop elektron. Bagian kepala terdiri atas bagian utama yang bagian pusatnya terdiri atas DNA; sedang bagian luarnya merupakan selubung protein yang berfungsi sebagai pelindung. Bagian ekornya berupa tubus yang mempunyai sumbat, selain itu dilengkapi pula dengan serabut ekor. Bakteri yang terserang bakteriofag akan lisis.
Untuk mendapatkan gambaran tentang siklus hidup bakteriofag, perlu ditinjau
tingkatan-tingkatan yang terjadi pada waktu phage menyerang bakteri:
a. Pada permulaannya phage melekat dengan bagian ekornya pada bagian tertentu dari
sel (fase adsorpsi phage pada sel) .
b. DNA phage dimasukkan ke dalam sel melalui tubus ekornya, DNA phage merusak
DNA bakteri sehingga proses di dalam sel dikendalikan oleh DNA phage, kemudian
akan terbentuk protein (selubung) phage dan DNA phage yang baru (fase
perkembangan phage).
c. Fase yang terakhir ialah keluarnya partikel-partikel virus (bekteriophage) dari sel. Sel
bakteri mengalami lisis (bakteriolisis/ fase pembebasan phage).

SEL DAN STRUKTURNYA

SEL DAN STRUKTURNYA

A. PENDAHULUAN
Unit fisik terkecil dari organisme hidup adalah sel. Komposisi material sel pada semua organisme adalah sama yaitu: DNA, RNA, protein, lemak dan fosfolipid, yang merupakan komponen dasar semua jenis sel. Namun demikian pengamatan lebih teliti menunjukkan adanya perbedaan sangat mendasar antara sel bakteri dan sianobakteria di satu pihak dengan sel hewan dan tumbuhan di lain pihak.
Ada dua tipe sel yaitu: sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik merupakan tipe sel pada bakteri dan sianobakteria / alga biru (disebut jasad prokariot). Sel eukariotik merupakan tipe sel pada jasad yang tingkatnya lebih tinggi dari bakteri (disebut jasad eukariot) yaitu khamir, jamur (fungi), alga selain alga biru, protozoa dan tanaman serta hewan.

Perbedaan kedua tipe jasad itu adalah sebagai berikut:

B. SEL PROKARIOTIK
Tipe sel prokariotik mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel
eukariotik. Beberapa sel bakteri Pseudomonas hanya berukuran 0,4-0,7µ diameternya
dan panjangnya 2-3µ . Sel ini tidak mempunyai organela seperti mitokondria, khloroplas dan aparat golgi.
Inti sel prokariotik tidak mempunyai membran. Bahan genetis terdapat di dalam
sitoplasma, berupa untaian ganda (double helix) DNA berbentuk lingkaran yang tertutup.
“Kromosom” bakteri pada umumnya hanya satu, tetapi juga mempunyai satu atau lebih
molekul DNA yang melingkar (sirkuler) yang disebut plasmid. Sel prokariotik tidak mengandung organel yang dikelilingi oleh membran. Ribosom yang dimiliki sel prokariot lebih kecil yaitu berukuran 70S.
Ukuran genom sel prokariot berbeda dengan sel eukariot. Jumlah DNA penyusun
pada sel prokariot berkisar antara 0,8-8.106 pasangan basa (pb) DNA. DNA pada sel eukariot mempunyai pasangan basa lebih tinggi, sebagai contoh: Neurospora 19.106; Aspergillus niger 40.106; Jagung 7.109; dan manusia 29.109
. Sel prokariotik tidak seluruhnya membutuhkan oksigen, misalnya pada bakteri anaerob.

C. SEL EUKARIOTIK
Sel eukariotik mempunyai inti sejati yang diselimuti membran inti. Inti sel mengandung bahan genetis berupa genome/ DNA. Seluruh bahan genetis tersebut tersusun dalam suatu kromosom. Di dalam kromosom terdapat DNA yang berasosiasi dengan suatu protein yang disebut histon. Kromosom dapat mengalami pembelahan melalui proses yang dikenal sebagai mitosis.
Sel eukariotik juga mengandung organel-organel seperti mitokondria dan
khloroplas yang mengandung sedikit DNA. Bentuk DNA dalam ke dua organel tersebut
adalah sirkuler tertutup (seperti DNA prokariot). Ribosom pada sel eukariotik lebih besar dibandingkan prokariotik, berukuran 80S. Di dalam sel ini juga dijumpai organel lain yang bermembran, yaitu aparatus golgi. Pada tanaman organela ini mirip dengan diktiosom. Kedua organel tersebut berperan dalam proses sekresi.

D. STRUKTUR SEL
1. Inti Sel
Inti sel eukariotik pada interfase dikelilingi oleh suatu membran. Membran terdiri atas 2 lapisan lemak (lipid bilayers). DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur yang
disebut kromosom. Pembelahan inti dari satu menjadi dua anak inti dikenal sebagai mitosis. Pada tanaman dan hewan tingkat tinggi dikenal adanya reproduksi secara seksual. Pada saat pembuahan, ke dua inti dari sel jantan dan sel betina (gamet) melebur membentuk sigot. Masing-masing jenis gamet menyumbang sejumlah (n) kromosom. Dengan demikian sigot mengandung dua set kromosom (2n). Apabila gamet bersifat haploid, maka sigot bersifat diploid. Semua sel somatik bersifat diploid (mengandung 2 set kromosom). Pada saat generasi seksual berikutnya, kromosom normal (2n) mengalami segregasi menjadi haploid. Proses pengurangan separo kromosom dari 2n menjadi n kromosom disebut meiosis.
2. Membran Sel Prokariotik
Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan
dalamnya bersifat hidrofob. Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik. Pada bilayer terdapat protein yang letaknya tenggelam (di dalam) bilayer atau terdapat pada permukaannya.
Pada beberapa bakteri, membran mengelilingi sitoplasma tanpa menunjukkan
adanya lipatan. Membran pada bakteri lain mengalami pelipatan ke dalam yang disebut
mesosom. Pada bakteri fotosintetik, khlorofil tidak terdapat dalam suatu khloroplas, melainkan terdapat dalam membran yang sangat berlipat-lipat di dalam sel, yang disebut membran tilakoid. Sistem fotosintetik pada bakteri disamping menggunakan khlorofil, juga karotenoid. Keduanya mengandung sistem transport elektron yang menghasilkan ATP pada proses fotosintesis.

3. Dinding Sel
Dinding sel bakteri bersifat agak elastis. Dinding sel tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah. Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel. Apabila tekanan osmose di luar sel naik, air sel akan mengalir ke luar, protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel.
Proses ini disebut dengan plasmolisis.
Rangka dasar dinding sel bakteri: Rangka dasar dinding sel bakteri adalah
murein peptidoglikan. Murein tersusun dari N-asetil glukosamin dan N-asetil asam muramat, yang terikat melalui ikatan 1,4-β-glikosida. Pada N-asetil asam muramat terdapat rantai pendek asam amino: alanin, glutamat, diaminopimelat, atau lisin dan alanin, yang terikat melalui ikatan peptida. Peranan ikatan peptida ini sangat penting dalam menghubungkan antara rantai satu dengan rantai yang lain. Komponen dan struktur dinding sel prokariot ini sangat unik, dan tidak dijumpai pada sel eukariotik.
Dinding sel bakteri gram positif: Dinding sel bakteri gram positif terdiri 40 lapis rangka dasar murein, meliputi 30-70 % berat kering dinding sel bakteri. Senyawa lain penyusun dinding sel gram positif adalah polisakarida yang terikat secara kovalen, dan asam teikoat yang sangat spesifik.
Dinding sel bakteri gram negatif: Dinding sel bakteri gram negatif hanya terdiri
atas satu lapis rangka dasar murein, dan hanya meliputi + 10% dari berat kering dinding
sel. Murein hanya mengandung diaminopemelat, dan tidak mengandung lisin. Di luar rangka murein tersebut terdapat sejumlah besar lipoprotein, lipopolisakarida, dan lipida jenis lain. Senyawa-senyawa ini merupakan 80 % penyusun dinding sel. Asam teikoat tidak terdapat dalam dinding sel ini.
Peranan lisosim dan penisilin: Lisosim adalah ensim antibakteri yang terdapat
dalam putih telur dan air mata, dan dapat dihasilkan oleh beberapa bakteri. Lisosim akan merusak ikatan antar N-asetilglukosamin dan N-asetil asam muramat dalam murein, sehingga lisosim dapat merombak murein. dalam dinding sel. Dinding sel yang rusak akan menghasilkan sel tanpa dinding sel yang disebut spheroplas. Spheroplas sangat rentan terhadap tekanan osmotik.
Penisilin akan bekerja aktif terhadap dinding sel gram positif yang sedang
membelah. Senyawa ini mengakibatkan sel tumbuh tidak beraturan. Dalam hal ini penisilin menghambat pembentukan dinding sel.
4. Flagel dan Pili
Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri. Letak flagel dapar polar, bipolar,
peritrik, maupun politrik. Flagel mengakibatkan bakteri dapat bergerak berputar.
Penyusun flagel adalah sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah. Ukuran flagel berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm.
Pada beberapa bakteri, permukaan selnya dikelilingi oleh puluhan sampai ratusan pili, dengan panjang 12 nm. Pili disebut juga sebagai fimbrae. Sex-pili berperan pada konjugasi sel. Pada bakteri Escherichia coli strain K-12 hanya dijumpai 2 buah pili.
5. Kapsul dan Lendir
Beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga
membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul atau
selubung berlendir. Fungsinya untuk kehidupan bakteri tidak begitu esensial, namun menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap inangnya. Dalam pembentukan agregasi tanah, senyawa yang terkandung dalam kapsul atau lendir inilah yang sangat berperan.
Keberadaan kapsul mudah diketahui dengan metode pengecatan negatif menggunakan
tinta cina atau nigrosin. Kapsul akan tampak transparan diantara latar belakang yang gelap. Pada umumnya penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, gula amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam piruvat dan asam asetat. Ada pula yang mengandung peptida, seperti kapsul pada bakteri Bacillus sp.
Lendir merupakan kapsul yang lebih encer. Adakalanya kapsul bakteri dapat dipisahkan
dengan metode penggojokan kemudian diekstrak untuk menghasilkan lendir.

Sejarah Mikrobiologi

SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI

A. PENEMUAN ANIMALCULUS
Awal terungkapnya dunia mikroba adalah dengan ditemukannya mikroskop oleh
Leeuwenhoek (1633-1723). Mikroskop temuan tersebut masih sangat sederhana,
dilengkapi satu lensa dengan jarak fokus yang sangat pendek, tetapi dapat
menghasilkan bayangan jelas yang perbesarannya antara 50-300 kali.
Leeuwenhoek melakukan pengamatan tentang struktur mikroskopis biji, jaringan
tumbuhan dan invertebrata kecil, tetapi penemuan yang terbesar adalah diketahuinya dunia mikroba yang disebut sebagai “animalculus” atau hewan kecil. Animalculus adalah jenis-jenis mikroba yang sekarang diketahui sebagai protozoa, algae, khamir, dan bakteri.

B. TEORI ABIOGENESIS DAN BIOGENESIS
Penemuan animalculus di alam, menimbulkan rasa ingin tahu mengenai asal
usulnya. Menurut teori abiogenesis, animalculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati. Doktrin abiogenesis dianut sampai jaman Renaissance, seiring dengan kemajuan pengetahuan mengenai mikroba, semakin lama doktrin tersebut menjadi tidak terbukti.
Sebagian ahli menganut teori biogenesis, dengan pendapat bahwa animalculus
terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara. Untuk mempertahankan
pendapat tersebut maka penganut teori ini mencoba membuktikan dengan berbagai percobaan.
Fransisco Redi (1665), memperoleh hasil dari percobaannya bahwa ulat yang
berkembang biak di dalam daging busuk, tidak akan terjadi apabila daging tersebut disimpan di dalam suatu tempat tertutup yang tidak dapat disentuh oleh lalat. Jadi dapat disimpulkan bahwa ulat tidak secara spontan berkembang dari daging. Percobaan lain yang dilakukan oleh Lazzaro Spalanzani memberi bukti yang menguatkan bahwa mikroba tidak muncul dengan sendirinya, pada percobaan menggunakan kaldu ternyata pemanasan dapat menyebabkan animalculus tidak tumbuh. Percobaan ini juga dapat menunjukkan bahwa perkembangan mikrobia di dalam suatu bahan, dalam arti terbatas menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi pada bahan tersebut.
Percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur juga banyak membuktikan bahwa
teori abiogenesis tidak mungkin, tetapi tetap tidak dapat menjawab asal usul animalculus. Penemuan Louis Pasteur yang penting adalah (1) Udara mengandung mikrobia yang pembagiannya tidak merata, (2) Cara pembebasan cairan dan bahan-bahan dari mikrobia, yang sekarang dikenal sebagai pasteurisasi dan sterilisasi.
Pasteurisasi adalah cara untuk mematikan beberapa jenis mikroba tertentu dengan menggunakan uap air panas, suhunya kurang lebih 62o
C. Sterilisasi adalah cara untuk mematikan mikroba dengan pemanasan dan tekanan tinggi, cara ini merupakan penemuan bersama ahli yang lain.

C. PENEMUAN BAKTERI BERSPORA
John Tyndall (1820-1893), dalam suatu percobaannya juga mendukung
pendapat Pasteur. Cairan bahan organik yang sudah dipanaskan dalam air garam yang
mendidih selama 5 menit dan diletakkan di dalam ruangan bebas debu, ternyata tidak akan membusuk walaupun disimpan dalam waktu berbulan-bulan, tetapi apabila tanpa pemanasan maka akan terjadi pembusukan. Dari percobaan Tyndall ditemukan adanya fase termolabil (tidak tahan pemanasan, saat bakteri melakukan pertumbuhan) dan termoresisten pada bakteri (sangat tahan terhadap panas). Dari penyelidikan ahli botani Jerman yang bernama Ferdinand Cohn, dapat diketahui secara mikroskopis bahwa pada fase termoresisten, bakteri dapat membentuk endospora.
Dengan penemuan tersebut, maka dicari cara untuk sterilisasi bahan yang
mengandung bakteri pembentuk spora, yaitu dengan pemanasan yang terputus dan diulang beberapa kali atau dikenal sebagai Tyndallisasi. Pemanasan dilakukan pada suhu 100o
C selama 30 menit, kemudian dibiarkan pada suhu kamar selama 24 jam, cara ini diulang sebanyak 3 kali. Saat dibiarkan pada suhu kamar, bakteri berspora yang masih hidup akan berkecambah membentuk fase pertumbuhan / termolabil, sehingga dapat dimatikan pada pemanasan berikutnya.


D. PERAN MIKROBA DALAM TRANSFORMASI BAHAN ORGANIK
Suatu bahan yang ditumbuhi oleh mikroba akan mengalami perubahan susunan kimianya. Perubahan kimia yang terjadi ada yang dikenal sebagai fermentasi (pengkhamiran) dan pembusukan (putrefaction). Fermentasi merupakan proses yang menghasilkan alkohol atau asam organik, misalnya terjadi pada bahan yang mengandung karbohidrat. Pembusukan merupakan proses peruraian yang
menghasilkan bau busuk, seperti pada peruraian bahan yang mengandung protein.
Pada tahun 1837, C. Latour, Th. Schwanndon, dan F. Kutzing secara terpisah
menemukan bahwa zat gula yang mengalami fermentasi alkohol selalu dijumpai adanya
khamir. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perubahan gula menjadi alkohol dan CO2
merupakan fungsi fisiologis dari sel khamir tersebut. Teori biologis ini ditentang oleh Jj. Berzelius, J. Liebig, dan F. Wahler. Mereka berpendapat bahwa fermentasi dan pembusukan merupakan reaksi kimia biasa. Hal ini dapat dibuktikan pada tahun 1812 telah berhasil disintesa senyawa organik urea dari senyawa anorganik.
Pasteur banyak meneliti tentang proses fermentasi (1875-1876). Suatu saat
perusahaan pembuat anggur dari gula bit, menghasilkan anggur yang masam.
Berdasarkan pengamatannya secara mikroskopis, sebagian dari sel khamir diganti kedudukannya oleh sel lain yang berbentuk bulat dan batang dengan ukuran sel lebih kecil. Adanya sel-sel yang lebih kecil ini ternyata mengakibatkan sebagian besar proses fermentasi alkohol tersebut didesak oleh proses fermentasi lain, yaitu fermentasi asam laktat. Dari kenyataan ini, selanjutnya dibuktikan bahwa setiap proses fermentasi tertentu disebabkan oleh aktivitas mikroba tertentu pula, yang spesifik untuk proses fermentasi tersebut. Sebagai contoh fermentasi alkohol oleh khamir, fermentasi asam laktat oleh bakteri Lactobacillus, dan fermentasi asam sitrat oleh jamur Aspergillus.

E. PENEMUAN KEHIDUPAN ANAEROB
Selama meneliti fermentasi asam butirat, Pasteur menemukan adanya proses
kehidupan yang tidak membutuhkan udara. Pasteur menunjukkan bahwa jika udara dihembuskan ke dalam bejana fermentasi butirat, proses fermentasi menjadi terhambat, bahkan dapat terhenti sama sekali. Dari hal ini kemudian dibuat 2 istilah, (1) kehidupan anaerob, untuk mikroba yang tidak memerlukan Oksigen, dan (2) kehidupan aerob, untuk mikroba yang memerlukan Oksigen.
Secara fisiologis adanya fermentasi dapat digunakan untuk mengetahui
beberapa hal. Oksigen umumnya diperlukan mikroba sebagai agensia untuk
mengoksidasi senyawa organik menjadi CO2. Reaksi oksidasi tersebut dikenal sebagai “respirasi aerob”, yang menghasilkan tenaga untuk kehidupan jasad dan
pertumbuhannya. Mikroba lain dapat memperoleh tenaga dengan jalan memecahkan
senyawa organik secara fermentasi anaerob, tanpa memerlukan Oksigen. Beberapa jenis mikroba bersifat obligat anaerob atau anaerob sempurna. Jenis lain bersifat fakultatif anaerob, yaitu mempunyai dua mekanisme untuk mendapatkan energi. Apabila ada Oksigen, energi diperoleh secara respirasi aerob, apabila tidak ada Oksigen energi diperoleh secara fermentasi anaerob. Pasteur mendapatkan bahwa respirasi aerob adalah proses yang efisien untuk menghasilkan energi.

F. PENEMUAN ENZIM
Menurut Pasteur, proses fermentasi merupakan proses vital untuk kehidupan.
Pendapat tersebut ditentang oleh Bernard (1875), bahwa khamir dapat memecah gula
menjadi alkohol dan CO2 karena mengandung katalisator biologis dalam selnya.
Katalisator biologis tersebut dapat diekstrak sebagai larutan yang tetap dapat menunjukkan kemampuan fermentasi, sehingga fermentasi dapat dibuat sebagai proses yang tidak vital lagi (tanpa sel).
Pada tahun 1897, Buchner dapat membuktikan gagasan Bernard, yaitu pada
saat menggerus sel khamir dengan pasir dan ditambahkan sejumlah besar gula, terlihat
dari campuran tersebut dibebaskan CO2 dan sedikit alkohol. Penemuan ini membuka jalan ke perkembangan biokimia modern. Akhirnya dapat diketahui bahwa pembentukan alkohol dari gula oleh khamir, merupakan hasil urutan beberapa reaksi kimia, yang masing-masing dikatalisir oleh biokatalisator yang spesifik atau dikenal sebagai enzim.

G. MIKROBA PENYEBAB PENYAKIT
Pasteur menggunakan istilah khusus untuk mengatakan kerusakan pada
minuman anggur oleh mikrobia, yaitu disebut penyakit Bir. Ia juga mempunyai dugaan
kuat tentang adanya peran mikroba dalam menyebabkan timbulnya penyakit pada jasad
tingkat tinggi. Bukti-buktinya adalah dengan ditemukannya jamur penyebab penyakit pada tanaman gandum (1813), tanaman kentang (1845), dan penyakit pada ulat sutera serta kulit manusia.
Pada tahun 1850 diketahui bahwa dalam darah hewan yang sakit antraks,
terdapat bakteri berbentuk batang. Davaine (1863-1868) membuktikan bahwa bakteri tersebut hanya terdapat pada hewan yang sakit, dan penularan buatan menggunakan darah hewan yang sakit pada hewan yang sehat dapat menimbulkan penyakit yang sama. Pembuktian bahwa antraks disebabkan oleh bakteri dilakukan oleh Robert Koch (1876), sehingga ditemukan “postulat Koch” yang merupakan langkah-langkah untuk membuktikan bahwa suatu mikroba adalah penyebab penyakit.
Postulat Koch dalam bentuk umum adalah sebagai berikut:
1. Suatu mikroba yang diduga sebagai penyebab penyakit harus ada pada setiap tingkatan penyakit.
2. Mikroba tersebut dapat diisolasi dari jasad sakit dan ditumbuhkan dalam bentuk biakan murni.
3. Apabila biakan murni tersebut disuntikkan pada hewan yang sehat dan peka, dapat
menimbulkan penyakit yang sama.
4. Mikrobia dapat diisolasi kembali dari jasad yang telah dijadikan sakit tersebut.

H. PENEMUAN VIRUS
Iwanowsky menemukan bahwa filtrat bebas bakteri -(cairan yang telah disaring
dengan saringan bakteri)- dari ekstrak tanaman tembakau yang terkena penyakit mozaik, ternyata masih tetap dapat menimbulkan infeksi pada tanaman tembakau yang sehat. Dari kenyataan ini kemudian diketahui adanya jasad hidup yang mempunyai ukuran jauh lebih kecil dari bakteri (submikroskopik) karena dapat melalui saringan bakteri, yaitu dikenal sebagai virus.
Untuk membuktikan penyakit yang disebabkan oleh virus, dapat digunakan
postulat River (1937), yaitu:
1. Virus harus berada di dalam sel inang.
2. Filtrat bahan yang terinfeksi tidak mengandung bakteri atau mikroba lain yang dapat ditumbuhkan di dalam media buatan.
3. Filtrat dapat menimbulkan penyakit pada jasad yang peka.
4. Filtrat yang sama yang berasal dari hospes peka tersebut harus dapat menimbulkan
kembali penyakit yang sama.

I. MIKROBIOLOGI TANAH
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa mikrobia berperan atas perubahan
kimiawi yang terjadi di dalam tanah. Peranan mikrobia dalam beberapa siklus unsur hara yang penting, seperti siklus Karbon, Nitrogen, Sulfur, ditunjukkan oleh Winogradsky dan Beijerinck.
Winogradsky menemukan bakteri yang mempunyai fisiologis khusus, yang
disebut bakteri autotrof. Bakteri ini dapat tumbuh pada lingkungan yang seluruhnya anorganik. Energi diperoleh dari hasil oksidasi senyawa anorganik tereduksi, dan menggunakan CO2 sebagai sumber Karbon. Bakteri autotrof dapat dicirikan dari kemampuannya menggunakan sumber anorganik tertentu. Sebagai contoh, bakteri Belerang dapat mengoksidasi senyawa Belerang anorganik. Penemuan lain bersama Beijerinck adalah adanya bakteri penambat Nitrogen nonsimbiotik dan simbiotik, yang dapat memanfaatkan Nitrogen dalam bentuk gas N2.

J. GENERATIO SPONTANEA (ABIOGENESIS) MENURUT PANDANGAN BARU
Bukti-bukti baru mendukung bahwa kehidupan terjadi dari berbagai unsur kimia,
dengan rangkaian reaksi yang mirip dengan reaksi yang terjadi di alam. Menurut pendapat Oparin (1938) dan Haldane (1932), bumi pada jaman prebiotik mempunyai atmosfer yang bersifat anaerob. Atmosfer bumi saat itu mengandung sejumlah besar Nitrogen, Hidrogen, CO2, uap air, sejumlah ammonia, CO, dan H2S.
Di atmosfer Oksigen hampir tidak ada, dan lapisan ozon sangat tipis, sehingga
sinar ultra violet banyak mengenai bumi. Radiasi uv, suhu tinggi dan loncatan bunga api listrik, menyebabkan sejumlah bahan anorganik yang ada berubah menjadi bahan organik, serta terjadinya evolusi pada bahan-bahan organik menjadi lebih kompleks, atau mulai terbentuk makromolekul. Diduga makromolekul akan saling bergabung membentuk semacam membran, yang kemudian mengelilingi suatu cairan, dan akhirnya terbentuk suatu organisme seluler. Selanjutnya untuk mengevolusikan jasad bersel tunggal menjadi bersel majemuk memerlukan waktu kurang lebih 2,5 milyar tahun.
Untuk mengevolusikan jasad bersel majemuk menjadi reptil sampai binatang menyusui
memerlukan waktu milyaran tahun lagi.
Teori asal mula kehidupan diatas didukung oleh penemuan S. Miller (1957) dan H. Urey (1954). Bejana Miller diisi dengan gas CH4, NH3, H2O, dan H2. Gas-gas tersebut dibiarkan bersirkulasi terus-menerus melalui loncatan bunga api listrik, kondensor, dan air mendidih. Seminggu kemudian ternyata menunjukkan terbentuknya senyawa organik seperti asam amino glisin dan alanin, serta asam organik seperti asam suksinat. Dengan merubah bahan dasar dan energi yang diberikan dalam aparat Miller, maka dapat disintesa senyawa-senyawa lain seperti polipeptida, purin, dan ATP. Makromolekul inilah yang diduga sebagai awal terbentuknya kehidupan.

K. PENGGUNAAN MIKROBA
1. Penggunaan mikroba untuk proses-proses klasik, seperti khamir untuk membuat anggur dan roti, bakteri asam laktat untuk yogurt dan kefir, bakteri asam asetat untuk vinegar, jamur Aspergillus sp. untuk kecap, dan jamur Rhizopus sp. untuk tempe.
2. Penggunaan mikroba untuk produksi antibiotik, antara lain penisilin oleh jamur Penicillium sp., streptomisin oleh actinomysetes Streptomyces sp.
3. Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru, misalnya karotenoid dan steroid oleh
jamur, asam glutamat oleh mutan Corynebacterium glutamicum, pembuatan enzim
amilase, proteinase, pektinase, dan lain-lain.
4. Penggunaan mikroba dalam teknik genetika modern, seperti untuk pemindahan gen
dari manusia, binatang, atau tumbuhan ke dalam sel mikrobia, penghasilan hormon,
antigen, antibodi, dan senyawa lain misalnya insulin, interferon, dan lain-lain.
5. Penggunaan mikroba di bidang pertanian, misalnya untuk pupuk hayati (biofertilizer),
biopestisida, pengomposan, dan sebagainya.
6. Penggunaan mikroba di bidang pertambangan, seperti untuk proses leaching di tambang emas, desulfurisasi batubara, maupun untuk proses penambangan minyak
bumi.
7. Penggunaan mikroba di bidang lingkungan, misalnya untuk mengatasi pencemaran
limbah organik maupun anorganik termasuk logam berat dan senyawa xenobiotik

Konsep-konsep Mikrobiologi

Konsep-konsep penting yang dipelajari dalam Mikrobiologi :

1. Mikrobiologi adalah kajian organisme yang sangat kecil untuk dapat dilihat dengan
mata telanjang
2. Perkembangan mikrobiologi sebagai disiplin ilmu tergantung pada ketersediaan
mikroskop dan kemampuan untuk mengisolasi dan menumbuhkan kultur murni
mikroorganisme..
3. Banyak penyakit disebabkan oleh infeksi virus, bakteri, jamur, dan protozoa
4. Postulat Koch digunakan untuk menjelaskan hubungan sebab akibat antara
mikroorganisme dan penyakit
5. Mikroorganisme tidak timbul secara spontan tetapi berasal dari mikroorganisme
lain..
6. Mikroorganisme mempunyai satu dari dua tipe sel dasar yaitu prokariotik dan
eukariotik.
7. Microorganisms are responsible for many of the changes observed in organic and
inorganic matter, such as fermentation.

I. Mikrobiologi - Pendahuluan
A. Mikrobiologi adalah kajian organisme yang terlalu kecil untuk dapat dilihat
dengan jelas menggunakan mata telanjang; kajian ini mencakup virus,
bakteri, archaea, protozoa, algae, dan jamur
B. Beberapa mikroba (seperti algae dan jamur) cukup besar untuk dapat dilihat
dengan mata telanjang, namun kedua organisme masih dimasukkan dalam
kajian mikrobiologi, hal ini karena teknik yang digunakan untuk
mengkajinya (seperti isolasi, sterilisasi, kultivasi dalam media artifisial)
sama seperti anggota mikroorganisme lainnya.
II. Penemuan Mikroorganisme
A. Mahluk hidup yang tidak dapat dilihat diduga ada dan dianggap sebagai
penyebab penyakit jauh sebelum mahluk hidup tersebut bisa diamati.
B. Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) mengkonstruksi mikroskop dan
orang pertama yang mengamati dan mendeskripsikan mikroorganisme
secara akurat.
III. Konflik tentang Generasi Spontan
A. Usulan konsep generasi spontan meyakini bahwa organisme hidup dapat berkembang dari materi tidak hidup atau dekomposisi.
B. Francesco Redi (1626-1697) membantah konsep generasi spontan dengan menunjukkan bahwa belatung pada daging busuk berasal dari telur lalat yang meletakkan telur pada daging tersebut, bukan dari daging itu sendiri..
C. John Needham (1713-1781) mendukung teori generasi spontan dengan menunjukkan bahwa kaldu yang dipanaskan dalam labu dan kemudian ditutup masih dapat memunculkan mikroorganisme.
D. Lazzaro Spallanzani (1729-1799) menunjukkan bahwa labu yang ditutup dan kemudian dididihkan tidak ada mikroorganisme yang tumbuh, dan menyatakan bahwa udara yang masuk ke labu medium membawa benih, dan udara mungkin diperlukan untuk mendukung pertumbuhan organisme yang sudah ada di medium.
E. Louis Pasteur (1822-1895) menjebak organisme yang terbawa udara dalam kapas, dia juga memanaskan leher labu angsa, mensteril meida, membiarkan labu terbuka; hasil percobaan menunjukkan tidak ada pertumbuhan organisme sebab partikel debu yang membawa organisme tidak mencapai medium; namun debu terjebak dalam leher labu; jika leher labu dipecah, debu akan mencapai medium dan organisme akan tumbuh; dengan cara ini, Pasteur telah mematahkan teori generasi spontan.
F. John Tyndall (1820-1893) menunjukkan bahwa debu membawa mikroba dan jika debu tidak ada, medium tetap steril, bahkan jika medium terdedah udara. Tydall juga memberikan bukti keberadaan bakteri yang resisten panas.
IV. Mikroorganisme sebagai agen penyakit
A. Pengenalan hubungan antara mikroorganisme dan penyakit
1. Agostino Bassi (1773-1856) menunjukkan bahwa penyakit ulat sutra disebabkan jamur
2. M. J. Berkeley (± 1845) menunjukkan bahwa penyakit kentang (the Great Potato Blight) Irlandian disebabkan oleh jamur.
3. Louis Pasteur menunjukkan bahwa penyakit (péine) ulat sutra disebabkan oleh parasit protozoa.

4. Joseph Lister (1872-1912) menunjukkan suatu sistem pembedahan yang dirancang untuk mencegah mikroorganisme menginfeksi luka bedah, sehingga pasiensi jauh lebih sedikit yang terinfeksi pascaoperasi; Lister memberikan bukti tidak langsung bahwa
mikroorganisme adalah agen penyebab penyakit manusia.
5. Robert Koch (1843-1910), yang menggunakan kritetia yang dikembangkan oleh gurunya, Jacob Henle (1809-1895), dapat menjelaskan hubungan antara Bacillus anthracis and anthrax; kriterianya dikenal sebagai postulat Koch dan masih digunakan
untuk menjelaskan hubungan antara mikroorganisme tertentu dengan penyakit tertentu.:
a. Mikroorganisme harus ada di setiap kasus penyakit tetapi tidak ada pada individu sehat
b. Mikroorganisme yang dicurigai (suspected) harus dapat diisolasi dan ditumbuhkan dalam kultur murni
c. Penyakit yang sama harus timbul jika mikroorganisme hasil isolasi diinokulasi tersebut pada individu sehat.
d. Mikroorganisme yang sama harus ditemukan lagi dari individu yang sakit tersebut
6. Kerja Koch dikorfirmasi secara independen oleh Pasteur.

B. Perkembangan teknik untuk mempelajari patogen-patogen (mikroba)
1. Koch dan kawan-kawan mengembangkan teknik, reagen, dan materi lain untuk mengkultur patogen bakteri pada media padat pertumbuhan, dengan demikian mikrobiologis dapat mengisolasi mikroba untuk mendapatkan kultur murni (tunggal).
2. Charles Chamberland (1851-1908) membuat filter (saringan) bakteri untuk menapis bakteri dan mikroba yang lebih besar dari spesimen; melalui teknik ini juga memungkinkan ditemukannya virus sebagai agen penyebab penyakit.
C. Kajian Imunologis
1. Edward Jenner (±1798) menggunakan prosedur vaksinasi untuk melindungi individu dari penyakit cacar (smallpox)
2. Louis Pasteur mengembangkan vaksin lain untuk penyakit kolera ayam, antraks, dan rabies.
3. Emil von Behring (1854-1917) and Shibasaburo Kitasato (1852-1931) menginduksi pembentuk antitoksin toksin diptera pada kelinci; antitoksin digunakan secara efektif untuk mengobati manusia dan memberikan bukti imunitas humoral.
4. Elie Metchnikoff (1845-1916) menunjukkan keberadaan sel fagositik dalam darah, yang menunjukkan imunitas dimediasi sel

V. Industrial Microbiology and Microbial Ecology
A. Louis Pasteur menunjukkan bahwa fermentasi adalah hasil aktivitas mikroba, pada beberapa organisme dapat menurunkan hasil alkohol, dan beberapa fermentasi adalah aerobik dan aerobik; Pasteur juga mengembangkan proses pasteurisasi untuk mengawetkan anggur selama penyimpanan.
B. Sergei Winogradsky (1856-1953) yang bekerja dengan bakteri tanah menemukan bahwa bakteri tanah dapat oksidasi besi, belerang, dan amonia untuk mendapatkan energi; Winogradsky juga mengkaji fiksasi nitrogen anaerobik dan dekomposisi selulosa.
C. Martinus Beijerinck (1851-1931) mengisolasi bakteri pengikat nitrogen
aerobik, suatu bakteri bintil akar yang mampu menambat nitrogen, and bakteri pereduksi sulfat.
D. Beijerinck and Winogradsky memperkenalkan pertama kali penggunaan kultur yang diperkaya dan media selektif.
VI. Anggota Dunia Mikroba
A. Prokariot mempunyai morfologi relatif sederhana dan tidak mempunyai membran nukleus
B. Eukariot mempunyai morfologi kompleks dan membran nukleus
C. Pada skema klasifikasi digunakan yang secara umum, organisme dibagi menjadi lima kingdom: Monera atau Prokarot, Protista, Fungi, Hewan dan Tumbuhan; Kajian ahli mikrobiologi terutama pada anggota tiga kingdom pertama dan juga virus, yang tidak diklasifikasi sebagai organisme hidup.
D. Sekarang ini, skema klasifikasi yang terdiri dari tiga domain (Bakteri, Archaea, dan Eukaria) telah diterima secara luas.
VII. Cakupan dan Relevansi Mikrobiologi
A. Mikroorganisme adalah organisme hidup yang pertama kali di planet bumi, hidup di mana pun selama kehidupan memungkinkan, lebih banyak dibandingkan organisme lain, dan mungkin penyusun terbesar komponen biomasa bumi
B. Seluruh ekosistem tergantung pada aktivitas mikroorganisme, dan mikroorganisme mempengaruhi masyarakat manusia
C. Mikrobiologi mempunyai imbas terhadap banyak bidang di antaranya kedokteran, pertanian, ilmu pangan, ekologi, genetika, biokimia, dan biologi molekuler.
D. Mikrobiologiwan dapat mendalami tipe organisme spesifik:
1. Virologiwan-viruses
2. Bacteriologiwan-bacteria
3. Phycologiwan atau Algologiwan-algae
4. Mykologiwan-Jamur
5. Protozoologi-protozoa
E. Mikrobiologiwan mungkin tertarik pada berbagai karakter dan aktivitas
mikroorganisme::
1. Morfologi Mikroba
2. Sitologi Mikroba
3. Fisiologi Mikroba
4. Ekologi Mikroba
5. Genetika dan Biologi Molekuler Mikroba
6. Taksonomi Mikroba
F. Mikrobiologiwan dapat mengfokuskan pada aplikasi mikroorganisme::
1. Mikrobiologi Kedokteran, termasuk imunologi
2. Mikrobiologi Pangan
3. Mikrobiologi Kesehatan Masyarakat
4. Mikrobiologi Pertanian
5. Mikrobiologi Industri
VIII. Mikrobiologi di Masa Depan
A. Mikrobiologi telah dan akan terus berpengaruh terhadap masyarakat.
B. Ahli mikrobiologi di masa depan akan::
1. Mencoba untuk memahami secara lebih baik dan mengendalikan penyakit yang telah ada, yang muncul, dan muncul kembali.
2. Mengkaji ketekaitan antara agen infeksi dengan penyakit kronis.
3. Mempelajari lebih mendalam tentang pertahanan inang dan interaksi inang-patogen.
4. Mengembangkan aplikasi baru mikroba dalam bidang industri, pertanian, dan pengendalian lingkungan
5. Masih mengungkap banyak mikroba yang belum dapat diidentifikasi dan dikultivasi
6. Mencoba memahami secara lebih baik bagaimana mikroba berinteraksi dan berkomunikasi
7. Menganalisis dan menafsirkan data yang terus meningkat dari kajian genom
8. Melanjutkan penggunaan mikroba sebagai sistem model untuk menjawab pernyataan fundamental dalam bidang biologi
9. Memperkirakan dan mengkomunikasikan dampak potensial penemuan dan teknologi baru terhadap masyarakat.

Selasa, 17 November 2009

Retikulum Endoplasma

Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).

Pengertian lain menyebutkan bahwa RE sebagai perluasan membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau lubang seperti tabung di dalam sitoplsma.

Lubang/saluran tersebut berfungsi membantu gerakan substansi-substansi dari satu bagian sel ke bagian sel lainnya.

Terdapat dua daerah RE yang struktur dan fungsinya berbeda jelas, sekalipun tersambung, RE halus dan RE kasar. RE halus diberi nama demikian karena permukaan sitoplasmiknya tidak mempunyai ribosom. RE kasar tampak kasar melalui mikroskop elektron karena ribosom menonjol di permukaan sitoplasmik membran. Ribosom juga dilekatkan pada sisi sitoplasmik mem bran luar selubung nukleus yang bertemu dengan RE kasar.

RE halus berfungsi dalam berbagai macam proses metabolisme, trmasuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, dan menawarkan obat dan racun.

"RE berfungsi sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu sendiri"

Jaring-jaring endoplasma adalah jaringan keping kecil-kecil yang tersebar bebas di antara selaput selaput di seluruh sitoplasma dan membentuk saluran pengangkut bahan. Jaring-jaring ini biasanya berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yang terdiri dari protein dan asam nukleat, atau RNA. Partikel-partikel tadi mensintesis protein serta menerima perintah melalui RNA tersebut (Time Life, 1984).

Jadi fungsi RE adalah mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan genetic antara inti sel dengan sitoplasma.


Fungsi Retikulum Endoplasma
• Menampung protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke kompleks golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel.

(RE kasar)
• Mensintesis lemak dan kolesterol

(RE kasar dan RE halus)
• Menetralkan racun (detoksifikasi) misalnya RE yang ada di dalam sel-sel hati.
• Transportasi molekul-molekul dan bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain (RE kasar dan RE halus)


Gbr. Retikulum Endoplasma (RE Kasar dan RE Halus)

Plastida

Plastida adalah organel yang meghasilkan warna pada sel tumbuhan. Plastida dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Organel ini hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dikenal tiga jenis plastida yaitu:

1). Leukoplas

Plastida ini berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan, terdiri dari:

• Amiloplas (untuk menyimpan amilum)

• Elaioplas atau Lipidoplas (untuk menyimpan lemak/minyak).

• Proteoplas (untuk menyimpan protein).


2). Kloroplas

Kloroplas merupakan plastida berwarna hijau. Kloroplas yang berkembang dalam batang dan sel daun mengandung pigmen hijau yang dalam fotositesis menyerap tenaga matahari untuk mengubah karbon dioksida menjadi gula, yakni sumber energi kimia dan makanan bagi tetumbuhan. Kloroplas memperbanyak diri dengan memisahkan diri secara bebas dari pembelahan inti sel. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.

3). Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya :

• Fikosianin menimbulkan warna biru misalnya pada Cyanophyta.
• Fikoeritrin menimbulkan warna merah misalnya pada Rhodophyta.
• Karoten menimbulkan warna keemasan misalnya pada wortel dan Chrysophyta.
• Xantofil menimbulkan warna kuning misalnya pada daun yang tua.
• Fukosatin menimbulkan warna pirang misalnya pada Phaeophyta.

Kloroplas dan plastida lainnya memiliki membran rangkap. Membran dalam melingkupi matriks yang dinamakan stroma. Membran dalam ini terlipat berpasangan yang disebut lamela. Secara berkala lamella ini membesar sehingga membentuk gelembung pipih terbungkus membran dan dinamakan tilakoid. Struktur ini tersusun dalam tumpukan mirip koin. Tumpikan tilakoid dinamakan granum. Pada tilakoid terdapat unit fotosintesis yang berisi molekul pigmen seperti klorofil a, klorofil b, karoten, xantofil.

Gbr. Kloroplas (merupakan salah satu jenis plastida pada tumbuhan).

Kandungan kimiawi kloroplas adalah protein, fosfolipid, pigmen hijau dan kuning, DNA dan RNA.

Plastida

Plastida adalah organel yang meghasilkan warna pada sel tumbuhan. Plastida dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Organel ini hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dikenal tiga jenis plastida yaitu:

1). Leukoplas

Plastida ini berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan, terdiri dari:

• Amiloplas (untuk menyimpan amilum)

• Elaioplas atau Lipidoplas (untuk menyimpan lemak/minyak).

• Proteoplas (untuk menyimpan protein).


2). Kloroplas

Kloroplas merupakan plastida berwarna hijau. Kloroplas yang berkembang dalam batang dan sel daun mengandung pigmen hijau yang dalam fotositesis menyerap tenaga matahari untuk mengubah karbon dioksida menjadi gula, yakni sumber energi kimia dan makanan bagi tetumbuhan. Kloroplas memperbanyak diri dengan memisahkan diri secara bebas dari pembelahan inti sel. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.

3). Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya :

• Fikosianin menimbulkan warna biru misalnya pada Cyanophyta.
• Fikoeritrin menimbulkan warna merah misalnya pada Rhodophyta.
• Karoten menimbulkan warna keemasan misalnya pada wortel dan Chrysophyta.
• Xantofil menimbulkan warna kuning misalnya pada daun yang tua.
• Fukosatin menimbulkan warna pirang misalnya pada Phaeophyta.

Kloroplas dan plastida lainnya memiliki membran rangkap. Membran dalam melingkupi matriks yang dinamakan stroma. Membran dalam ini terlipat berpasangan yang disebut lamela. Secara berkala lamella ini membesar sehingga membentuk gelembung pipih terbungkus membran dan dinamakan tilakoid. Struktur ini tersusun dalam tumpukan mirip koin. Tumpikan tilakoid dinamakan granum. Pada tilakoid terdapat unit fotosintesis yang berisi molekul pigmen seperti klorofil a, klorofil b, karoten, xantofil.

Fungsi badan golgi


Gbr. Badan Golgi di dalam Sel

Struktur golgi berupa berkas kantung berbentuk cakram yang bercabang menjadi serangkaian pembuluh yang sangat kecil di ujungnya. Karena hubungannya dengan fungsi pengeluaran sel amat erat, pembuluh mengumpulkan dan membungkus karbohidrat serta zat-zat lain untuk diangkut ke permukaan sel. Pembuluh itu juga menyumbang bahan bagi pembentukan dinding sel. (Sumber : Time Life, 1984)

Pengertian lain menyebutkan, Badan golgi adalah sekelompok kantong (vesikula) pipih yang dikelilingi membran. Organel ini hampir terdapat di semua sel eukariotik. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan golgi, Organel ini dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.

Sedang pada sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan golgi pada setiap selnya. Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom. Badan golgi dibangun oleh membran yang berbentuk tubulus dan juga vesikula. Dari tubulus dilepaskan kantung-kantung kecil yang berisi bahan-bahan yang diperlukan seperti enzim–enzim pembentuk dinding sel.

Fungsi badan golgi:

1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.
2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membrane plasma.
3. Membentuk dinding sel tumbuhan
4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.

Gbr. Struktur Badan Golgi

Ribosom

Ribosom berupa organel kecil berdiameter antara 17-20 µm yang tersusun oleh RNA robosom dan protein. Ribosom terdapat pada semua sel hidup.

Ribosom merupakan tempat sel membuat atau mensintesisi protein. Sel yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi secara khusus memiliki jumlah ribosom yang sangat banyak. Misal, sel hati manusia memiliki beberapa juta ribosom. Tidak mengejutkan jika sel yang aktif dalam mensintesis protein juga memiliki nukleus yang terlihat jelas.

Ribosom ada yang terdapat bebas di sitoplasma atau melekat pada retikulum endoplasma, yang disebut RE kasar. Tiap ribosom terdiri dari 2 sub unit yang berbeda ukuran. Dua sub unit ini saling berhubungan dalam suatu ikatan yang distabilkan oleh ion magnesum.

Pada saat sintesis protein ribosom mengelompok menjadi poliribosom (polisom). Sebagian besar protein dibuat oleh ribosom bebas akan berfungsi di dalam sitosol. Sedang ribosom terikat umumnya membuat protein yang dimasukkan ke dalam membran, untuk pembungkusan dalam organel tertentu seperti lisosom atau dikirim ke luar sel.

Ribosom bebas maupun terikat secara struktural identik dan dapat saling bertukar tempat. Sel dapat menyesuaikan jumlah relatif dari masing-masing jenis ribosom begitu metabolismenya berubah.

Gbr. Ribosom, memiliki 2 sub unit besar dan kecil


Gbr. Ribosom. Sub Unit Kecil dan besar bersatu

Mitokondria

Mitokondria adalah badan energi sel yang berisi protein dan benar-benar merupakan "gardu tenaga". "Gardu tenaga" ini mengoksidasi makanan dan mengubah energi menjadi adenosin trifosfat atau ATP. ATP menjadi agen dalam berbagai reaksi termasuk sistesis enzim. Mitokondria penuh selaput dalam yang tersusun seperti akordion dan meluaskan permukaan tempat terjadinya reaksi. (Sumber: Time Life, 1984)

Wikipedia Indonesia, (ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia; diakses pada 22 Agustus 2007) memberi pengertian mitokondria sebagai tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah "pembangkit tenaga" bagi sel. Oleh karena itu mito kondria sering disebut sebagai “The Power House”.

Mitokondria merupakan penghasil (ATP) karena berfungsi untuk respirasi. Bentuk mitokondria beraneka ragam, ada yang bulat, oval, silindris, seperti gada, seperti raket dan ada pula yang tidak beraturan. Namun secara umum dpat dikatakan bahwa mitokondria berbentuk butiran atau benang. Mitokondria mempunyai sifat plastis, artinya bentuknya mudah berubah. Ukuran seperti bakteri dengan diameter 0,5 – 1 µm. Mitokondria baru terbentuk dari pertumbuhan serta pembelahan mitokondria yang telah ada sebelumnya (seperti pembelahan bakteri). Penyebaran dan jumlah mitokondria di dalam tiap sel tidak sama dari hanya satu hingga beberapa ribu. Pada sel sperma, mitokondria tampak berderet-deret pada bagian ekor yang digunakan untuk bergerak.




Sentriol

Sel hewan, mikroorganisme, dan tumbuhan tingkat rendah memiliki dua sentriol pada sitoplasma. Sentriol merupakan perkembangan dari sentrosom, yaitu pusat sel, daerah dari sitoplasma yang dekat dengan nukleus. Sentriol berupa kumpulan mikrotubulus strukturnya berbentuk bintang yang berperan sebagai kutub-kutub pembelahan sel secara mitosis atau meiosis. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.

Dari sentriol memancar benang-benang gelendong pembelahan sehingga kromosom akan terjerat pada benang tersebut. Melalui benang gelendong inilah nantinya tiap-tiap kromosomberjalan menuju kutub masing-masing.

Gbr. Sentriol

Gbr. Letak Sentriol Pada Saat pembelahan

Sitoplasma

Fungsi utama kehidupan berlangsung di sitoplasma. Hampir semua kegiatan metabolisme berlangsung di dalam ruangan berisi cairan kental ini. Di dalam sitoplasma terdapat organel-organel yang melayang-layang dalam cairan kental (merupakan koloid, namun tidak homogen) yang disebut matriks. Organellah yang menjalankan banyak fungsi kehidupan: sintesis bahan, respirasi (perombakan), penyimpanan, serta reaksi terhadap rangsang. Sebagian besar proses di dalam sitoplasma diatur secara enzimatik.

Sitoplasma merupakan cairan yang terdapat di dalam sel, kecuali di dalam inti dan organel sel. Khusus cairan yang terdapat di dalam inti sel dinamakan nukleoplasma. Sitoplasma bersifat koloid, yaitu tidak padat dan tidak cair. Penyusun utama dari sitoplasma adalah air yang berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kimia sel.

Disamping air di dalamnya terlarut banyak molekul-molekul kecil, ion dan protein. Ukuran partikel terlarut antara 0,001-0,1 µm dan bersifat transparan. Koloid sitoplasma dapat berubah dari sol ke gel begitu sebaliknya. Sol terjadi jika konsentrasi air tinggi, sedang gel saat konsentrasi air rendah.

Organel-organel yang terdapat dalam sitoplasma antara lain:
Retikulum endplasma
Ribosom
Mitokondria
Badan golgi
Lososom, dll

Selain organel, terdapat pula vakuola, butir-butir tepung, butir silikat dan berbagai produk sekunder lain. Vakuola memiliki peran penting sebagai tempat penampungan produk sekunder yang berbentuk cair, sehingga disebut pula ‘cairan sel’. Cairan yang mengisi vakuola berbeda-beda, tergantung letak dan fungsi sel.
src="http://1.bp.blogspot.com/_notecibkaJM/SwK7wjwiEoI/AAAAAAAAAYI/E6kCwV1LSUM/s320/03euccellanimal.GIF" border="0" alt=""id="BLOGGER_PHOTO_ID_5405088945704931970" />
Gbr. Penampang Sel. Sitoplasma ditunjukkan berwarna pink,yang menjadi tempat organel-organel sel.

Nukleus

Nukleus ini umumnya paling mencolok pada sel eukariotik. Rata-rata diameternya 5 µm. Nukleus memiliki membran yang menyelubunginya yang disebut membran atau selubung inti. Membran ini memisahkan isi nukleus dengan sitoplasma.

Membran atau selubung inti merupakan membran ganda. Kedua selubung ini masing-masing merupakan bilayer lipid dengan protein yang terkait. Membran ini dilubangi oleh beberapa pori yang berdiameter sekitar 100 nm. Pada bibir setiap pori membran dalam dan membran luar selubung nukleus menyatu. Pori-pori ini memungkinkan hubungan antara nukleoplasma (cairan inti) dengan sitoplasma (cairan sel).

Selain pori, sisi dalam selubung ini dilapisi lamina nukleus dengan susunan mirip jaring yang terdiri dari filamen protein yang mempertahankan bentuk nukleus.

Di dalam nukleus terdapat:

(1). Nukleolus (anak inti), berfungsi mensintesis berbagai macam molekul RNA (asam ribonukleat) yang digunakan dalam perakitan ribosom. Molekul RNA yang disintesis dilewatkan melalui pori nukleus ke sitoplasma, kemudian semuanya bergabung membentuk ribosom. Nukleolus berentuk seperti bola, dan memalui mikroskop elektron nukleolus ini tampak sebagai suatu massa yang terdiri dari butiran dan serabut berwarna pekat yang menempel pada bagian kromatin.

(2). Nukleoplasma (cairan inti) merupakan zat yang tersusun dari protein.

(3). Butiran kromatin, yang terdapat di dalam nukleoplasma. Tampak jelas pada saat sel tidak membelah. Pada saat sel membelah butiran kromatin menebal menjadi struktur seperti benang yang disebut kromosom. Kromosom mengandung DNA (asam dioksiribonukleat) yang berfungsi menyampaikan informasi genetik melalui sintesis protein.

Gbr. Nukleus (Inti Sel)

Secara umum, Nukleus bertugas mengontrol kegiatan yang terjadi di sitoplasma. DNA yang terdapat di dalam kromosom merupakan cetak biru bagi pembentukan berbagai protein (terutama enzim). Enzim diperlukan dalam menjalankan berbagai fungsi di sitoplasma. Di dalam nukleus juga ditemui nukleolus.

Nukleus berperan mengatur proses pembelahan sel.

Membran sel

Membran sel sering juga disebut membran plasma. Membran sel merupakan bagian paling luar yang membatasi isi sel dengan sekitarnya (kecuali pada sel tumbuhan, bagian luarnya masih terdapat dinding sel atau cell wall).

Membran sel berupa lapisan luar biasa tipisnya. Tebalnya kira-kira 8 nm. Dibutuhkan 8000 membran sel untuk menyamai tebal kertas yang biasa kita pakai untuk menulis.

Lipid dan protein merupakan bahan penyusun utama dari membran, meskipun karbohidrat juga merupakan unsur penting. Gabungan lipid dan protein dinamakan lipoprotein. Saat ini model yang dapat diterima untuk penyusunan molekul-molekultersebut dalam membran ialah model mosaik fluida.


Pada 1895, Charles Overton mempostuatkan bahwa membran terbuat dari lipid, berdasarkan pengamatannya bahwa zat yang larut dalam lipid memasuki sel jauh lebih cepat dari pada zat yang tidak larut dalam lipid. 20 tahun kemudian, membran yang diisolasi dari sel darah merah dianalisis secara kimiawi ternyata tersusun atas lipid dan protein, yang sekaligus membenarkan postulat dari Overton.

Fosfolipid merupakan lipid yang jumlahnya paling melimpah dalam sebagian besar membran. Kemampuan fosfolipid untuk membentuk membran disebabkan oleh struktur molekularnya. Fosfolipid merupakan suatu molekul amfipatik, yang berarti bahwa molekul ini memiliki daerah hidrofilik (menykai air) maupun daerah hidrofobik (takut dengan air).

Berdasar struktur tersebut maka membran sel bersifat semi permeable atau selektif permeable yang berfungsi mengatur masuk dan keluarnya zat dari sel.

Dinding sel

Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel itu tipis, berlapis-lapis, dan pada tahap awalnya lentur. Lapisan dasar yang terbentuk pada saat pembelahan sel terutama adalah pektin, zat yang membuat agar-agar mengental. Lapisan inilah yang merekatkan sel-sel yang berdekatan. Setelah pembelahan sel, tiap belahan baru membentuk dinding dalam dari serat selulosa. Dinding ini terentang selama sel tumbuh serta menjadi tebal dan kaku setelah tumbuhan dewasa. (Sumber: Time Life, 1984).

Pada dinding sel ada bagian yang tidak menebal, yaitu bagian yang disebut noktah. Melalui noktah ini terjadi hubungan antara antara sitoplasma satu dengan yang lain yang disebut plasmodesmata. Plasmodesmata berupa juluran plasma, yang berfungsi menjadi pintu keluar masuknya zat.

Sebagian besar isi dari sel berupa air. Tekanan air atau isi sel terhadap dinding sel disebut tekanan turgor. Dinding sel dan vakuola berperan dalam turgiditas sel.

Gbr. Sel Tumbuhan dengan Dinding Sel diperbesar


Gbr. Model Dinding Sel

Struktur dan Fungsi Sel

Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel. Sel sendiri adalah kesatuan structural dan fungsional makhluk hidup

Teori-teori tentang sel

- Robert Hooke (Inggris, 1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Hasil pengamatannya ditemukan rongga-rongga yang disebut sel (cellula)
- Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga), tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi)
- Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam, rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode”
- Johanes Purkinje (1787-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma
- Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838 menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan. Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel . konsep yang diajukan tersebut menunjukkan bahwa sel merupakan satuan structural makhluk hidup.
- Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang pada protoplasma yaitu inti (nucleus)
- Max Shultze (1825-1874) ahli anatomi menyatakan sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup
- Rudolf Virchow (1858) menyatakan bahwa setiap cel berasal dari cel sebelumnya (omnis celulla ex celulla)

Macam Sel Berdasarkan Keadaan Inti

a. sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalam sitoplasma (sel yang memiliki satu system membran. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bakteri dan alga biru
b. sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu system membran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidup kecuali bakteri dan alga biru

Struktur sel prokariotik lebih sederhana dibandingkan struktur sel eukariotik. Akan tetapi, sel prokariotik mempunyai ribosom (tempat protein dibentuk) yang sangat banyak. Sel prokariotik dan sel eukariotik memiliki beberapa perbedaan sebagai berikut :

Sel Prokariotik
- Tidak memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membran inti sel yang dinamakan nucleoid
- Organel-organelnya tidak dibatasi membran
- Membran sel tersusun atas senyawa peptidoglikan
- Diameter sel antara 1-10mm
- Mengandung 4 subunit RNA polymerase
- Susunan kromosomnya sirkuler

Sel Eukariotik
- Memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran inti dan dinamakan nucleus
- Organel-organelnya dibatasi membran
- Membran selnya tersusun atas fosfolipid
- Diameter selnya antara 10-100mm
- Mengandungbanyak subunit RNA polymerase
- Susunan kromosomnya linier

Macam Sel Berdasarkan Keadaan Kromosom dan Fungsinya

a. Sel Somatis, sel yang menyusun tubuh dan bersifat diploid
b. Sel Germinal. sel kelamin yang berfungsi untuk reproduksi dan bersifat haploid

Bagian-bagian Sel

- Bagian hidup(komponen protoplasma), terdiri atas inti dan sitoplasma termasuk cairan dan struktur sel seperti : mitokondria, badan golgi, dll
- Bagian mati (inklusio), terdiri atas dinding sel dan isi vakuola

a. Dinding sel

Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel.
Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu.

Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg.

b. Membran Plasma

Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.

Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.

Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.

Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.

Transpor pasif

Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.

Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.

Transpor aktif

Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.

Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.

c. Mitokondria

Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah "pembangkit tenaga" bagi sel.

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000].

Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan Asetil KoA.

Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.

Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium

d. Lisosom

Lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.

- Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.

- Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.

- Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).

e. Badan Golgi

Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.

Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.

beberapa fungsi badan golgi antara lain :

1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.
2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.
3. Membentuk dinding sel tumbuhan
4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.
5. Tempat untuk memodifikasi protein
6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel
7. Untuk membentuk lisosom

f. Retikulum Endoplasma

RETIKULUM ENDOPLASMA (RE) adalah organel yang dapat ditemukan di seluruh sel hewan eukariotik.

Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).

Ada tiga jenis retikulum endoplasma:
RE kasar Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel. RE sarkoplasmik RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.

g. Nukleus

Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri

h. Plastida

Plastida adalah organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan. ada tiga macam plastida, yaitu :
- leukoplast : plastida yang berbentuk amilum(tepung)
- kloroplast : plastida yang umumnya berwarna hijau. terdiri dari : klorofil a dan b (untuk fotosintesis), xantofil, dan karoten
- kromoplast : plastida yang banyak mengandung karoten

i. Sentriol (sentrosom)

Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom.

Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.

j. Vakuola

Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan uniseluler tingkat rendah.

fungsi vakuola adalah :
1. memelihara tekanan osmotik sel
2. penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll
3. mengadakan sirkulasi zat dalam sel

Template by : kendhin x-template.blogspot.com