MIKROBIOLOGI

Pengertian Mikrobiologi

Mikrobiologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme. Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang perlu dilihat dengan mikroskop, khususnya bakteri, fungi, alga mikroskopik, protozoa, dan Archaea.

Virus

Virus adalah parasit berukuran  mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis. Virus hanya dapat bereproduksi di dalam material hidup dengan menginvasi dan memanfaatkan sel makhluk hidup karena virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk bereproduksi sendiri.

Bakteri

Bakteri, dari kata Latin bacterium (jamak, bacteria), adalah kelompok terbanyak dari organisme hidup. Mereka sangatlah kecil (mikroskopik) dan kebanyakan uniselular (bersel tunggal), dengan struktur sel yang relatif sederhana tanpa nukleus/inti sel, cytoskeleton, dan organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Struktur sel mereka dijelaskan lebih lanjut dalam artikel mengenai prokariota karena bakteri merupakan prokariota, untuk membedakan mereka dengan organisme yang memiliki sel lebih kompleks, disebut eukariota. Istilah "bakteri" telah diterapkan untuk semua prokariota atau untuk kelompok besar mereka, tergantung pada gagasan mengenai hubungan mereka

Protozoa

Protozoa secara umum dapat dijelaskan bahwa protozoa adalah berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos artinya pertama dan zoon artinya hewan. Jadi,Protozoa adalah hewan pertama. Protozoa merupakan kelompok lain protista eukariotik. Kadang-kadang antara algae dan protozoa kurang jelas perbedaannya. Kebanyakan Protozoa hanya dapat dilihat di bawah mikroskop.

                                    

Alga

Alga (jamak Algae) adalah sekelompok organisme autotrof yang tidak memiliki organ dengan perbedaan fungsi yang nyata. Alga bahkan dapat dianggap tidak memiliki "organ" seperti yang dimiliki tumbuhan (akar, batang, daun, dan sebagainya). Karena itu, alga pernah digolongkan pula sebagai tumbuhan bertalus

Fungi

Fungi adalah nama regnum dari sekelompok besar makhluk hidup eukariotik heterotrof yang mencerna makanannya di luar tubuh lalu menyerap molekul nutrisi ke dalam sel-selnya. Fungi memiliki bermacam-macam bentuk. Fungi memperbanyak diri secara seksual dan aseksual.

Pengertian mikroba

Mikroba adalah organisme mikroskopik yang sebagian besar berupa satu sel yang terlalu kecil untuk dapat dilihat menggunakan mata telanjang. Mikroba berukuran sekitar seperseribu milimeter (1 mikrometer) atau bahkan kurang, walaupun ada juga yang lebih besar dari 5 mikrometer. Karenanya, mikroba hanya bisa dilihat dengan menggunakan alat bantu berupa mikroskop.

Jasad renik atau mikro organisme adalah mahluk hidup yang terdiri dari satu atau beberapa kumpulan sel dengan ukuran beberapa mikron (1 mikron = 0,001 mm).

Dikarenakan ukurannya yang teramat kecil maka mahluk ini hanya bisa dilihat melalui mikroskop elektron. Jasad renik tidak hanya berbentuk bakteri, tetapi juga berbentuk kapang atau jamur, protozoa, dan virus.

Sejarah Perkembangan Mikrobiologi

1.      Penemuan Animalculus

Orang pertama yang melihat bakteri adalah Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang pembuat mikroskop amatir berkebangsaan Belanda. Pada tahun 1684, van Leeuwenhoek menggunakan mikroskop yang sangat kecil hasil karyanya sendiri untuk mengamati berbagai mikroorganismeBeliau menemukan bakteri di tahun 1676 saat mempelajari infusi lada dan air (pepper-water infusion). Van Leeuwenhoek melaporkan temuannya itu lewat surat pada Royal Society of London, yang dipublikasikan dalam bahasa Inggris pada tahun 1684.Ilustrasi van Leewenhoek tentang mikroorganisme temuannya dikenal dengan nama "wee animalcules".

2.      Teori Dan Pendapat

Teori abiogenesis yang menyatakan bahwa animalculus timbul dengan sendirinya dan  berasal dari benda mati.

Teoti biogenesis merupakan teori yang menentang teori abiogenesis. Eksperimen terkenal yang menentang teori abiogenesis ini dilakukan antara lain oleh Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani, dan Louis Pasteur. Teori biogenesis ini menyatakan bahwa kehidupan berasal dari telur dan telur berasal dari kehidupan atau adanya kehidupan karena telah ada kehidupan sebelumnya.

Dalam eksperimennya Louis Pasteur menemukan istilah Pasteurisasi, yaitu cara  untuk  mematikan  beberapa  jenis  mikroba  tertentu  dengan menggunakan uap air panas, suhunya kurang  lebih 62°C; dan istilah Sterilisasi, yaitu cara untuk mematikan  mikroba  dengan  pemanasan  dan  tekanan  tinggi.

3.      Penemuan Bakteri Berspora

Bakteri berspora ditemukan oleh Jonh Tyndall dengn percobaan cairan organik yang dipanaskan dalam air garam dan diletakkan di runag bebas debu dengan kesimpulan tidak membusuk apabila tidak dipanaskan maka membusukan. Teknik Kultur Murni yang mengandung species tunggal dengan cara : Teknik pengenceran (Louise Pasteur et al), Metode Streak Plate (Robert Koch). ENZIM adalah biokatalisator yang spesifik dikemukakan oleh Buchneer (1897) yang membuktikan gagasan Bernard (1875).

4.      Peran Mikroba Dalam Transpormasi Bahan Organik

Hal ini dikarenakan mikroba dalam bahan organik akan mengalami perubahan susunan kimianya, perubahan kimia yang terjadi adalah fermentasi (pengkhamiran), yaitu proses  yang menghasilkan alkohol  atau  asam  organik,  misalnya  terjadi  pada  bahan  yang mengandung karbohidrat; atau pembusukan (putrefaction), yaitu proses  peruraian  yang menghasilkan bau busuk, seperti pada peruraian bahan yang mengandung protein. C. Latour, Th. Schwann, dan F. Kutzing (1837) secara terpisah menemukan bahwa zat gula yang mengalami fermentasi alkohol selalu dijumpai adanya khamir sehingga disimpulkan perubahan  gula menjadi alkohol dan CO2 merupakan fungsi  fisiologis dari sel khamir. Namun pendapat ini kemudian ditentang oleh Jj. Berzelius,  J. Liebig,  dan  F.  Wahler yang berpendapat bahwa fermentasi  dan pembusukan merupakan  reaksi kimia biasa. Hal ini dibuktikan dengan berhasilnya disintesa senyawa organik urea dari senyawa anorganik. Lalu Louis Pasteur melakukan penelitian proses  fermentasi dalam pembuatan  anggur dari gula bit dan menghasilkan anggur  yang  masam. Hal ini dikarenakan adanya sel-sel yang lebih kecil mengakibatkan sebagian besar proses fermentasi alkohol didesak oleh proses  fermentasi  lain, yaitu  fermentasi asam laktat sehingga disimpulkan bahwa setiap  proses  fermentasi tertentu disebabkan  oleh  aktivitas  mikroba  tertentu  pula,  yang  spesifik  untuk  proses fermentasi  tersebut.

5.      Penemuan Enzim

Pada abad ke-19, ketika mengkaji fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa fermentasi ini dikatalisasi oleh gaya dorong vital yang terdapat dalam sel ragi, disebut sebagai "ferment", dan diperkirakan hanya berfungsi dalam tubuh organisme hidup. Ia menulis bahwa "fermentasi alkoholik adalah peristiwa yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, dan bukannya kematian ataupun putrefaksi sel tersebut."

Pada tahun 1897, Eduard Buchner memulai kajiannya mengenai kemampuan ekstrak ragi untuk memfermentasi gula walaupun ia tidak terdapat pada sel ragi yang hidup. Ia menamai enzim yang memfermentasi sukrosa sebagai "zymase" (zimase). Pada tahun 1907, ia menerima penghargaan Nobel dalam bidang kimia "atas riset biokimia dan penemuan fermentasi tanpa sel yang dilakukannya". Mengikuti praktek Buchner, enzim biasanya dinamai sesuai dengan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim tersebut. Umumnya, untuk mendapatkan nama sebuah enzim, akhiran -ase ditambahkan pada nama substrat enzim tersebut (contohnya: laktase, merupakan enzim yang mengurai laktosa) ataupun pada jenis reaksi yang dikatalisasi (contoh: DNA polimerase yang menghasilkan polimer DNA).

6.      Penemuan Virus

Pada awalnya, sekitar tahun 1892, virus digunakan untuk agen penyebab penyakit oleh Von Iwanovski (Rusia). Dia menemukan penyebab penyakit pada daun tembakau (mosaik
tembakau) yang mampu menembus saringan bakteri. Jika daun sakit
disentuhkan pada daun sehat, daun sehat akan tertular penyakit ini.
Akan tetapi, jika ekstrak daun sakit dipanaskan hingga mendidih terlebih
dahulu dan setelah dingin dioleskan pada daun sehat, daun sehat tidak
terserang penyakit ini. Dari eksperimennya itu, Iwanovski menarik
kesimpulan sementara bahwa penyakit mosaik tembakau disebabkan
oleh bakteri patogen.
Pada tahun 1893 ada penelitian baru yang mematahkan kesimpulan
Iwanovski karena hasil ekstrak daun tembakau yang terserang penyakit
mosaik tembakau yang telah disaring dengan saringan keramik yang
tidak tertembus oleh bakteri dioleskan pada daun sehat maka daun
sehat tetap tertular penyakit mosaik. Dengan demikian, dia menduga
bahwa penyebab penyakit mosaik daun ini adalah bakteri yang sangat
kecil. Eksperimen M. Beijerinck dari Belanda mendukung teori
Iwanovski. Eksperimen yang dilakukan adalah eksperimen berjenjang
terhadap penyakit mosaik tembakau. Dia juga berkesimpulan bahwa
penyebab penyakit mosaik daun adalah bakteri patogen yang berukuran
sangat kecil dan mampu berkembang biak.

7.      Generatio Spontanea (Abiogenesis) Dalam Pandangan Baru

Teori Generasi spontan menyatakan bahwa jasad hidup muncul secara spontan dari bahan organik non hidup. Teori Generasi spontan dikenal dengan teori abiogenesis. Teori ini juga membuktikan bahwa kehidupan terjadi dari berbagai unsur kimia, dengan  rangkaian  reaksi  yang  mirip  dengan  reaksi  yang  terjadi  di  alam dan selanjutnya berkembang menjadi teori evolusi

Struktur Dan Fungsi Sel Mikroba

Sel  adalah unit terkecil dari makhluk hidup. Setiap Organisme di dunia ini tersusun atas sel-sel yang saling berintegrasi membentuk suatu fungsi tertentu dalam tubuh makhluk hidup. Baik organisme tingkat seluler (Uniseluler) maupun organisme Multiseluler. Sel  pertama kali dikenalkan oleh Robert Hooke pada tahun 1665 yang mengamati jaringan gabus pada pada tumbuhan dengan menggunakan lensa pembesar. Gabus merupakan bangunan yang berlubang-lubang kecil seperti susunan sarang lebah yang dipisahkan oleh “diafragma“. Bangunan seperti sarang lebah ini selanjutnya disebut dengan Cell (sel).  Nama sel diambilnya dari bahasa Yunani “Kytos” yang berarti ruang kosong, sedangkan bahasa latin ruang kosong adalah “cella“.

Sel Prokariot

Bakteri sebagai organisme prokariotik yang merupakan organisme uniseluler memiliki struktur sel yang tidak memiliki membran inti. Struktur sel secara umum yang dimiliki oleh sel prokariot dapat kita lihat pada sel bakteri.

Nukleoid (Nukleus) atau inti sel berfungsi sebagai pengendali dan pengatur sel. seluruh aktifitas sel diatur oleh nukleus. Nukleus juga berfungsi sebagai pembawa informasi genetik yaitu kromosom, yang diwariskan ke generasi selanjutnya. Kromosom adalah struktur yang tersusun oleh molekul DNA dan protein (histon). Nukleus sel bakteri terpapar atau kontak langsung dengan sitoplasma karena tidak memiliki membran inti.

Cytoplasm (Sitoplasma) adalah bagian sel yang berisi cairan tempat berlangsungnya metabolisme sel. Kandungan terbesar dalam sitoplasma adalah air (80-90%).
Ribosome (Ribosom) merupakan struktur berupa butiran-butiran kecil yaang merupakan tempat sintesis protein. Protein disintesis atau dibuat dengan menggabungkan beberapa asam amino yang sesuai informasi genetik yang ada di molekul DNA. Ribosom berada di sitoplasma.
Cytoplasmic membrane (Membran Plasma) adalah lapisan di luar sitoplasma yang tersusun atas . Fungsi membran plasma adalah sebagai pelindung dan mengatur transportasi sel. Pengaturan transportasi sel dimasksudkan untuk mengatur keluar masuknya substansi ke dalam dan ke luar sel. Membran plasma juga berperan dalam penerima rangsang yang datang dari luar sel.

Membran sel pada sel prokariot mengalami pelekukan ke arah dalam membentuk struktur yang disebut mesosome (mesosom). Mesosom berfungsi sebagai tempat terjadinya respirasi sel sehingga dihasilkan energi yang akan digunakan untuk aktifitas di dalam sel.

Sel Eukariot

Sel Eukariot memiliki struktur yang lebih komplek dibandingkan dengan sel prokariot. Sel eukariot memiliki membran inti yang memisahkan Nukleus dengan sitoplasma. Sel ini juga memiliki struktur endomembran yang disebut dengan Organel. Organel-organel sel eukariot memiliki fungsi-fungsi tertentu yang menunjang kehidupan sel eukariot.

Macam organel yang dimiliki Sel eukariot antara lain :

• Lisosom, Organel yang berperan dalam pencernaan sel. Organel ini mengandung enzim lisozim yang akan melisis bagain sel yang telah mati, rusak atau sudah tua.

• Mitokondria, Organel yang berperan dalam respirasi sel. Respirasi sel bertujuan untuk mengahasilkan energi yang akan digunakan dalam aktivitas sel.

• Aparatus Golgi, Oraganel yang berperan dalam sekresi produk, baik protein, polisakarida maupun lemak.

• Retikulum Endoplasma (RE), organel yang berperan dalam sintesis produk. Ada dua jenis RE, yaitu RE kasar (RE yang di bagian permukaannya terdapat butiran ribosom) dan RE halus (RE yang tidak memiliki ribosom). RE kasar berfungsi untuk mensintesis protein, sedangkan RE halus berfungsi  dalam sintesis lemak dan sterol.

• Plastida, organel yang mengandung pigmen (warna).

• Vakuola, organel yang berfungsi  dalam penyimpanan cadangan makanan, minyak atsiri dan sisa metabolisme sel.

• Mikrotubulus, organel yang memiliki struktur tabung. contohnya flagela (untuk pergerakan sel), silia (alat pelekatan sel) dan spindel (untuk pembelahan sel).

• Mikrofilamen, oragnel yang memiliki struktur filamen (benang). berfungsi dalam pergerakan sitoplasma dan kontraksi otot.

• Badan Mikro, ada dua macam badan mikro, yaitu Peroksisom (mengandung enzim katalase) dan Glioksisom (mengandung enzim katalase dan oksidase)

• Dinding Sel, struktur selulolitik dan kitin yang berfungsi memberi bentuk sel dan sebagai pelindung sel.

• Sentriol, organel yang berperan dalam pembelahan sel. Sentriol berfungsi menarik kromosom ke arah kutub yang berlawanan.

Sel Eukariot dibedakan atas sel hewan dan sel tumbuhan. Perbedaan yang mendasar antara kedua jenis sel tersebut adalah adanya beberapa bagian sel yang hanya dimiliki sel hewan (Sentrosom dan Lisosom) dan yang hanya dimiliki oleh sel tumbuhan (Plastida dan Dinding Sel). Berikut ini adalah video animasi yang menjelaskan perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan.