tugas mikrobiologi semester 3

TUGAS MIKROBIOLOGI

“PEMINDAHAN BAHAN GENETIK PADA MIKROBA”

KADEK SANDIASA

102 2014 005

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

SEKOLAH TINGGI ILMU PERTANIAN (STIP) YPP MUJAHIDIN TOLITOLI 2015

a.     Konjugasi

Kelemahan reproduksi aseksual untuk bakteri adalah bahwa karena menjadi identik secara genetik, mereka semua rentan terhadap faktor lingkungan yang sama. Untuk mengatasi hal ini, evolusi telah memasukkan beberapa faktor yang bakteri gunakan untuk membuat variasi genetik. Salah satu metode utama adalah konjugasi, yang memungkinkan bakteri untuk mentransfer bagian dari gen mereka ke bakteri yang lain ketika mereka kontak. Ketika bakteri melakukan konjugasi, mereka memanfaatkan struktur yang dikenal sebagai “pilus” untuk mentransfer gen.

b.     Transformasi

Transformasi adalah rekombinasi gen yang terjadi melalui pengambilan langsung sebagian materi gen dari bakteri lain, yang dilakukan oleh suatu sel bakteri. Bakteri yang mampu melakukan transfonmasi secara alamiah, yaitu bakteri-bakteri yang dapat memproduksi enzim khusus, antara lain Rhizobium, Streptococcus, Neisseria, Pneumococcus, dan Bacillus. Dalam teknologi rekayasa gen, bakteri yang tidak dapat melakukan transformasi secara alamiah dapat dipaksa untuk menangkap dan memasukkan suatu plasmid rekombinan ke dalam selnya dengan cara memberikan kalsium kiorida atau melalui suatu proses yang disebut kejut-panas (heat shock)

Teknik umum lainnya dalam mengubah DNA yang digunakan dalam hubungannya dengan pembelahan biner adalah “transformasi.” Dengan menggunakan transformasi, bakteri dapat mengambil DNA dari lingkungan. Biasanya, transformasi dilakukan oleh bakteri hidup mengambil DNA dari sel-sel bakteri mati, diikuti oleh bakteri mengikat DNA tua, mengangkut di atas membran. Sel bakteri kemudian menggabungkan DNA baru, menciptakan, sel bakteri baru berubah yang kemudian mengalami pembelahan biner untuk menghasilkan jenis bakteri unik secara genetik dibandingkan dengan yang asli.

c.      Transduksi

Transduksi adalah rekombinasi gen antara dua sel bakteri dengan menggunakan virus fag. Virus fag yang telah menginfeksi suatu bakteri pada daur litik maupun lisogenik akan mengandung partikel DNA bakteri. Bila virus fag tersebut menginfeksi bakteri lainnya, maka terjadilah rekombinasi gen pada bakteri-bakteri yang terinfeksi fag. Virus fag temperat (virus yang dapat bereproduksi secara litik maupun lisogenik) merupakan virus yang paling cocok untuk proses transduksi.

Transduksi adalah salah satu jenis yang paling rumit dari pertukaran DNA yang terjadi. Jenis rekombinasi bakteri melibatkan bakteriofag, yang bertindak sebagai virus yang menginfeksi sel bakteri. Ketika bakteriofag menempel pada sel bakteri, itu menyisipkan bit DNA ke dalam bakteri dan bertindak sebagai parasit. Virus ini kemudian memanfaatkan enzim dalam sel bakteri untuk mereplikasi, melisiskan atau membelah sel bakteri.

Kunci yang memungkinkan transduksi untuk mengubah DNA bakteri adalah bahwa selama replikasi dari bakteriofag, beberapa bakteri inang sering dimasukkan ke dalamnya. Ketika bakteriofag dimodifikasi menginfeksi bakteri baru, DNA ini kemudian dapat diteruskan dengan digabungkan.

NAMA            : KADEK SANDIASA

NPM               : 1022014005

PRODI           : AGROTEKNOLOGI

TUGAS          : MIKROBIOLOGI 1

A. MACAM-MACAM PEWARNAAN DEFERENSIAL PADA BAKTERI

1.     Pewarnaan Gram

Metode Gram adalah salah satu teknik pewarnaan yang paling penting dan luas yang digunakan untuk mengidentifikasi bakteri. Dalam proses ini, olesan bakteri yang sudah terfiksasi dikenai larutan-larutan berikut : zat pewarna kristal violet, larutan yodium, larutan alkohol (bahan pemucat), dan zat pewarna tandingannya berupa zat warna safranin atau air fuchsin. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853–1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae.

Bakteri yang terwarnai dengan metode ini dibagi menjadi dua kelompok, yaitu bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif. Bakteri Gram positif akan mempertahankan zat pewarna kristal violet dan karenanya akan tampak berwarna ungu tua di bawah mikroskop. Adapun bakteri gram negatif akan kehilangan zat pewarna kristal violet setelah dicuci dengan alkohol, dan sewaktu diberi zat pewarna tandingannya yaitu dengan zat pewarna air fuchsin atau safranin akan tampak berwarna merah. Perbedaan warna ini disebabkan oleh perbedaan dalam struktur kimiawi dinding selnya.

Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah salah satu teknik pewarnaan yang paling penting dan luas yang digunakan untuk mengidentifikasi bakteri. Dalam proses ini, olesan bakteri yang sudah terfiksasi dikenai larutan-larutan berikut : zat pewarna kristal violet, larutan yodium, larutan alkohol (bahan pemucat), dan zat pewarna tandingannya berupa zat warna safranin atau air fuchsin. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853–1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae. Bakteri yang terwarnai dengan metode ini dibagi menjadi dua kelompok, yaitu bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif. Bakteri Gram positif akan mempertahankan zat pewarna kristal violet dan karenanya akan tampak berwarna ungu tua di bawah mikroskop.

Adapun bakteri gram negatif akan kehilangan zat pewarna kristal violet setelah dicuci dengan alkohol, dan sewaktu diberi zat pewarna tandingannya yaitu dengan zat pewarna air fuchsin atau safranin akan tampak berwarna merah. Perbedaan warna ini disebabkan oleh perbedaan dalam struktur kimiawi dinding selnya.

2.     Pewarnaan BTA

Bakteri tahan asam adalah bakteri yang mempertahankan zat warna karbol-fuchsin (fuchsin basayang dilarutkan dalam suatu campuran phenol-alkohol-air) meskipun dicuci dengan asam klorida dalam alkohol. Sediaan sel bakteri pada gelas alas disiram dengan cairan karbol fuchsin kemudian dipanaskan sampai keluar uap. Setelah itu, zat warna dicuci dengan asam alkohol dan akhirnya diberi warna kontras (biru atau hijau).

Bakteri-bakteri tahan asam (spesies Mycobakterium dan beberapa Actinomycetes yang serumpun) berwarna merah dan yang lain-lain akan berwarna sesuai warna kontras.
Mycrobakteria adalah bakteri aerob berbentuk batang, yang tidak membentuk spora. Walaupun tidak mudah diwarnai bakteri ini tahan terhadap penghilangan warna (deklorisasi) oleh asam atau alkohol dan karena itu dinamakan basil tahan asam. Ciri –ciri khas Mycobakterium tuberculosis dalam jaringan, basil tuberkel merupakan batang ramping lurus berukuran kira-kira 0,4 x 3 µm. Pada perbenihan buatan terlihat bentuk coccus dan filamen.

 Mycobakteria tidak dapat diklasifikasikan sebagai gram positif atau gram negatif. Sekali diwarnai dengan zat warna basa, warna tersebut tidak dapat dihilangkan dengan alkohol, meski dibubuhi dengan iodium. Basil tuberkel yang sebenarnya ditandai oleh sifat tahan asam misalnya 95 % etil alkohol yang mengandung 3 % asam hidroklorida (asam alkohol) dengan cepat akan menghilangkan warna semua bakteri kecuali Mycobakteria. Sifat tahan asam ini bergantung pada integritas struktur selubung berlilin. Pada dahak atau irisan jaringan, Mycobakteria dapat diperlihatkan karena memberi fluoresensi kuning jingga setelah diwarnai dengan zat warna fluorokrom (misalnya auramin, rodamin).

3.     Pewarnaan spora

Beberapa spesies bakteri tertentu dapat membentuk spora. Spora dihasilkan di dalam tubuh vegetatif bakteri tersebut, dapat berada di bagian tengah (central), ujung (terminal) ataupun tepian sel. Pelczar (1986), menyatakan bahwa spora merupakan tubuh bakteri yang secara metabolik mengalami dormansi, dihasilkan pada faselanjut dalam pertumbuhan sel bakteri yang sama seperti asalnya, yaitu sel vegetatif. Spora bersifat tahan terhadap tekanan fisik maupun kimiawi.

Santoso (2010) menyebutkan bahwa ada dua genus bakteri yang dapat membentuk endospora, yaitu genus Bacillus dan genus Clostridium.Strukturspora yang terbentuk di dalamtubuh vegetative bakteri disebut sebagai ‘endospora’ (endo=dalam, spora=spora) yaitu spora yang terbentuk di dalam tubuh. Secara sederhana, dapat dikatakan bahwa endospora merupakan sel yang mengalami dehidrasi dengan dinding yang mengalami penebalan serta memiliki beberapa lapisan tambahan.

Dengan adanya kemampuan untuk membentuk spora ini, bakteri tersebut dapat bertahan pada kondisi yang ekstrim.Menurut Pelczar (1986) bakteri yang dapat membentuk endospore ini dapat hidup dan mengalami tahapan-tahapan pertumbuhan sampai beberapa generasi, dan spora terbentuk melalui sintesis protoplasma baru di dalam sitoplasma sel vegetatifnya.

Menurut Volk & Wheeler (1988), dalam pengamatan spora bakteri diperlukan pewarnaan tertentu yang dapat menembus dinding tebal spora. Contoh dari pewarnaan yang dimaksudkan oleh Volk & Wheeler tersebut adalah dengan penggunaan larutan hijau malakit 5%, dan untuk memperjelas pengamatan, sel vegetative juga diwarnai dengan larutan safranin 0,5% sehingga sel vegetative ini berwarna merah. Dengan demikian ada atau tidaknya spora dapat teramati, bahkan posisi spora di dalam tubuh sel vegetative juga dapat diidentifikasi.Namun ada juga zat warna khusus untuk mewarnai spora dan di dalam proses pewarnaannya melibatkan treatment pemanasan, yaitu; spora dipanaskan bersamaan dengan zat warna tersebu tsehingga memudahkan zat warna tersebut untuk meresap ke dalam dinding pelindung spora bakteri.

Beberapa zat warna yang telah disebutkan di atas, dapat mewarnai spora bakteri, tidak lepas dari sifat kimiawi dinding spora itu sendiri.Semua spora bakteri mengandung asam dupikolinat.Yang mana subtansi ini tidak dapat ditemui pada sel vegetatif bakteri, atau dapat dikatakan, senyawa ini khas dimiliki oleh spora.Dalam proses pewarnaan, sifat senyawa inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk di warnai menggunakan pewarna tertentu, dalam hal ini larutan hijau malakit. Sedangkan menurut pelczar (1986), selain subtansi di atas, dalam spora bakteri juga terdapat kompleks Ca2+dan asam dipikolinan peptidoglikan.

Proses pembentukan spora disebut sprorulasi, pada umumnya proses ini mudah terjadi saat kondisi medium biakan bakteri telah memburuk, hal ini sesuai dengan kenyataan bahwa, sampel yang diambil dalam praktikum ini berasal dari biakan bakteri yang dibuat beberapa minggu yang lalu, sehingga di asumsikan, nutrisi di dalam medium telah hampir habis, sehingga diharapkan bakteri melakukan proses sporulasi ini. Haapan ini terbukti benanr dengan kenyataan bahwa dari kedua sampel yaitu koloni 1 dan koloni 2, keduanya sama-sama menghasilkan spora.

Namun menurut Dwijoseputro (1979) beberapa bakteri mampu membentuk spora meskipun tidak dalam keadaan ekstrem ataupun medium yang kurang nutrisi. Hal ini dimungkinkan karena bakteri tersebut secara genetis, dalam tahapan pertumbuhan dan perkembangannya memang memiliki satu fase sporulasi. Masih menurut Dwijoseputro (1979) jka medium selalu diadakan pembaruan dan kondisi lingkungan disekitar bakteri selalu dijaga kondusif, beberapa jenis bakteri dapat kehilangan kemampuannya dalam membentuk spora. Hal ini dimungkinkan karena struktur bakteri yang sangat sederhana dan sifatnya yang sangat mudah bermutasi, sehingga perlakuan pada lingkungan yang terus menerus dapat mengakibatkan bakteri mengalami mutasi dan kehilangan kemampuannya dalam membentuk spora.

Proses pembentukan spora di dalam sel vegetatif bakteri, terjadi dalam beberapa tahapan, secara singkat bagan proses pembentukan spora bakteri di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:

·     Terjadi kondensasi DNA pada bakteri yang akan membentuk spora

·     Terjadi pembalikan membran sitoplasma, sehingga, lapisan luar membran kini menjadi lapisan dalam membran (calon) spora.

·     Pembentukan korteks primordial (calon korteks)

·     Pembentukan korteks

·     Spora terlepas dan menjadi spora yang bebas, pada tahap 5 ini,jika spora mendapatkan lingkungan yang kondusif, maka ia bisa tumbuh menjadi satu sel bakteri yang baru. (sumber: FMIPA UPI)

Spora bakteri ini dapat bertahan sangat lama, ia dapat hidup bertahun-tahun bahkan berabad-abad jika berada dalam kondisi lingkungan yang normal. Kebanyakan sel vegetatif akan mati pada suhu 60-70oC, namun spora tetap hidup, spora bakteri ini dapat bertahan dalam air mendidih bahkan selama 1 jam lebih. Selama kondisi lingkungan tidak menguntungkan, spora akan tetap menjadi spora, sampai kondisi lingkungan dianggap menguntungkan, spora akan tumbuh menjadi satu sel bakteri yang baru dan berkembangbiak secara normal (Volk & Wheeler, 1988).

4.      Pewarnaan Granula

Di dalam sitoplasma dapat ditemukan granula metakhromatikyang terdiri atas volutin,granula glikogen serta granula lemak. Granula metakhromatik sering ditemukan pada jenis-jenis kuman patogen tertentu dan berbentuk khas untuk kuman tersebut. Di dalam sitoplasma dapat ditemukan granula metakhromatik yang tersebut di dalam sediaan mikroskopik.
Misalnya kuman difteri mempunyai granula metakhromatik karena bila diwarnai dalam sediaan, granula tersebut akan berwarna lain dari pada zat warna yang digunakan. Misalnya bila diwarnai sediaan kuman difteri dengan zat warna biru metilen,granula Babes-Ernst akan berwarna coklat tua.

Pada spesies kuman tertentu, granula metakhromatik terletak pada tempat-tempat khas di dalam sel kuman.
Disamping material nukleus, sitoplasma bakteri mungkin mengandung inklusi sel-kepingan-kepingan kecil material yang tidak menjadi bagian utuh struktur sel. Butiran khusus ini yang rupanya bertindak sebagai sumber fosfat dan energi disebut butiran metakromat karena akan menyerap warna merah apabila diwarnai dengan biru metilen. Butiran metakromat disebut juga kolektif volutin.
Pewarnaan Granula dapat dilakukan dengan metode selain Neisser yaitu :

·     Metode Albert’s

·     Metode Much Weis (Mycobacterium tuberculose).

B. KLASIFIKASI BAKTERI BERDASARKAN ALAT GERAKNYA

Pada umumnya bakteri bergerak menggunakan flagel, akan tetapi ada juga bakteri yang tidak memiliki flagel (atrik). Flagel sendiri merupakan serabut halus yang dimiliki bakteri dan berfungsi sebagai alat gerak.

A                                                              D

B                                                            

C                                                                          E

                           

A = ATRIK         B = MONOTRIK      C = LOPOTRIK       D = AMPITRIK

E = PERETRIK

Pengelompokan bakteri kali ini didasarkan pada berapa banyak flagel yang dimiliki oleh bakteri sebagai alat geraknya. Berikut ini pengelompokannya:

·       Kelompok bakteri monotrik

Pada kelompok monotrik ini, bakteri hanya memiliki satu flagel saja sebagai alat gerak bakteri tersebut yang terdapat pada bagian ujung sisi tubuhnya. Sebagai contoh yaitu bakteri pseudomonas aeruginosa yang hanya memiliki satu flagel saja di bagian sisi tubuhnya sebagai alat geraknya.

Gambar Bakteri pseudomonas aeruginosa dengan satu flagel di sisi ujung tubuhnya

·       Kelompok bakteri lofotrik

Pada pengelompokan bakteri lofotrik ini, alat gerak yang dimiliki jumlahnya lebih dari satu dan hanya terdapat di salah satu sisi tubuh dari bakteri ini. Contohnya seperti pada bakteri pseudomonas fluorescens dimana bakteri ini memiliki alat gerak lebih dari satu di salah satu sisi tubuhnya.

Gambar bakteri pseudomonas fluorescens dengan flagel lebih dari satu di salah satu sisi tubuhnya

·       Kelompok bakteri amfitrik

Sama halnya dengan kelompok lofotrik, pada kelompok amfitrik jumlah flagel yang dimiliki bakteri lebih dari satu, hanya saja ada perbedaan antara kelompok lofitrik dan kelompok amfitrik, dimana pada kelompok bakteri lofotrik flagelnya hanya terdapat di salah satu sisi tubuh bakteri, sedangkan pada kelompok amfitrik, flagelnya terdapat di kedua sisi ujung bakteri. Sebagai contohnya yaitu bakteri aquaspirillum serpens, pada bakteri ini, flagel yang dimiliki jumlahnya lebih dari satu dan berada di kedua sisi ujung bagian tubuhnya.

Gambar bakteri aquaspirillum serpens dengan flagel pada kedua sisi tubuhnya yang berfungsi sebagai alat gerak

·       Kelompok bakteri peritrik

Pada kelompok peritrik ini umumnya bakteri memiliki flagel di seluruh permukaan tubuhnya sebagai alat gerak mereka. Contohnya yaitu pada bakteri salmonela typhosa dimana bakteri ini memiliki flagel hampir diseluruh tubuhnya yang berfungsi sebagai alat geraknya.

Gambar bakteri salmonela typhosa dengan flagel diseluruh tubuh sebagai alat geraknya

Perlu kita ketahui juga bahwa pengelompokan bakteri tidak hanya berdasarkan alat geraknya saja, akan tetapi ada juga hal-hal lain yang digunakan sebagai acuan pengelompokan bakteri seperti:

• Berdasarkan cara bagaimana memperoleh makanan, yaitu heterotrof & juga yang autotrof.
• Berdasarkan kebutuhan akan oksigen maka dibedakan lagi menjadi bakteri anaerob dan aerob.
• Berdasarkan alat geraknya seperti yang sedang kita bahas saat ini, ada yang memiliki alat gerak berupa flagel ada juga yang tidak berflagel (artrik).
• Pengelompokan berdasarkan bentuknya ada yang berbentuk bola, batang, juga spiral.