struktur sel dan fungsinya (pertemuan 11)

STRUKTUR SEL DAN FUNGSINYA
(PERTEMUAN 11)
Dosen Pengampu :
Rizky Muliani Dwi Ujianti, S.Pi., MSi
MATA KULIAH MIKROBIOLOGI
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PGRI SEMARANG
Perbedaan antara Prokariotik &
Eukariotik
VS
Prokariotik
Contoh
organismenya
Eukariotik
Bakteri dan ganggang
Protista, Fungi,
hijau biru
tumbuhan dan hewan
Ukuran sel
Antara 0,5 - 2 µm
antara 2-200 µm
Metabolisme
Anaerobik dan
aerobik
Aerobik
Organela
Sedikit atau tidak ada
Nukleus, mitokondria,
kloroplas, retikulum
endoplasma, dll.
DNA
Sirkular, dalam
sitoplasma
Sangat panjang
terdapat dalam inti sel
RNA dan Protein
Disintesis pada
beberapa
kompartemen
Sintesis RNA terjadi
dalam nucleus, protein
disintesis dalam
sitoplasma
Sitoplasma
Tidak ada sitosekelaton
Sitosekelaton tersusun
dari filament protein
Pembelahan sel
Kromosom memisahkan
diri oleh adanya
pemisahan membran
plasma
Kromosom memisah
melalui gelendong
pembelahan
Umumnya uniseluler
Umumnya multiseluler,
sel-sel dengan tugas
yang berbeda-beda
Organisasi seluler
BAKTERI
KARAKTERISTIK BAKTERI
•
Umumnya lebar 0,5 - 1 mikron, panjang 10 mikron
•
Dapat hidup di berbagai lingkungan, mis ; tubuh
organisme, tanah, air tawar, air laut, dsb
•
Dinding sel tersusun atas polisakarida yang
berikatan dengan protein, membentuk
peptidoglikan
•
Bakteri ada yg memiliki flagellum (cambuk), yang
dapat digunakan untuk bergerak
•
Jika kondisi lingkungan jelek, bakteri dapat
membentuk spora.
Struktur Tubuh Bakteri
1. Kapsul : pertanahanan diri
2. Flagellum : Bergerak
3. Dinding sel : perlindungan, tersusun dari peptidoglikan
4. Membran sel : mengatur keluar masuknya zat
5. Mesosom : Pabrik energi
6. Lamela fotosintetik : berfotosintesis
7. Sitoplasma : tempat berlangsungnya reaksi metabolik
8. DNA : mengontrol sinstesis protein dan pembawa sifat
9. Plasmid : pembawa gen tertententu dapat ditransformasikan ke sel lain
10. Ribosom : tempat sintesis protein
11. Endospora : mempertahankan diri dari kondisi buruk
FLAGELLA
Merupakan filamen tipis menyerupai rambut
yang panjang berpangkal pada membran
sitoplasma dan menembus dinding sel
• Flagella terdiri dari 3 bagian
• Basal body / bagian dasar
• Struktur seperti kait yang pendek
• Filamen heliks yang panjang yang terdiri
dari molekul-molekul protein flagelin
Flagella
Struktur sel bakteri yang terdapat di luar sel dan digunakan untuk : berenang / alat
gerak dan sebagai alat untuk menempel pada permukaan objek
(Pergerakan 3000 panjang tubuh / m [2xCheetah])
Diagrammatic representation of the general structure of a typical procaryotic (bacterial)
cell(see FIGURE 4.8c for more detail of flagellum attachment).
Cell wall
Cytoplasmic
Cytoplasm
Chromosome
membrane
Cell wall H
l_
Peptidoglycan
Rod
Basal ring
Cytoplasmic membrane
KEBERADAAN FLAGELLA
• Flagella umumnya beberapa kali
ukuran sel (15-20 µm), tetapi
diameternya sangat pendek (12-30 nm)
• Tidak semua bakteri memiliki flagella.
Bakteri berbentuk bulat jarang memiliki
flagella. Flagella umumnya dijumpai
pada bakteri berbentuk batang dan
spiral
TIPE FLAGELLA
• Monotrikus: flagella tunggal pada salah satu
ujung bakteri (contoh Pseudomonas)
• Lofotrikus : kluster flagella pada salah satu
ujung sel (contoh beberapa Pseudomonas)
• Amfitrikus : flagella tunggal atau kluster pada
kedua ujung sel (contoh Spirilla)
• Peritrikus : pada seluruh permukaan (contoh
Escherichia)
Amphitrikus
Monotrikus
Lofotrikus
Peritrikus
PILI (FIMBRIAE)
• Struktur pili dibentuk oleh satu sub unit protein pilin
• Struktur pili ini lebih pendek dan kaku daripada
flagella dan muncul dari “basal body”.
• Morfologi pili sangat bervariasi dan jumlahnya
berkisar antara satu sampai beberapa ribu per
sel.
• Pili dapat dibedakan menjadi 2 macam
berdasarkan fungsinya.
- F pili (sex pili) : terlibat pada reproduksi seksual
bakteri  Konjugasi
- Pili biasa : berfungsi untuk adhesi seluler ke
permukaan atau ke sel inang.
- Pada infeksi, pili membantu bakteri patogen
menempel pada sel-sel yang terdapat pada saluran
pernafasan, pencernaan.
- Contoh : pili pada Neisseria gonorrhoeae.
BENTUK BAKTERI
Bulat disebut coccus
1. Monokokus : berbentuk bola tunggal, mis Niseria
gonorhoe, penyebab penyakit kencing nanah
2. Diplokokus : berbentuk bola yang bergandengan dua dua, mis : Diplococcus pneumoniae : penyebab penyakit
radang paru – paru
3. Sarkina : berbentuk bola yang berkelompok empat –
empat membentuk kubus
4. Streptococcus : berbentuk bola yang berkelompok
memanjang membentuk rantai
5. Stafilococcus : berbentuk bola yang berkoloni seperti
buah anggur.
Orientasi Pembelahan
Basil (Batang)
Berasal dari kata bacillus yang berarti batang
1. Basil tunggal : berbentuk satu batang tunggal, misal Salmonella thypi, penyebab
penyakit typus
2. Diplobasil : berbentuk basil bergandengan dua – dua.
3. Streptobasil : berbentuk basil yang bergandengan memanjang membentuk rantai.
Mis : Bacillus antracis penyebab penyakit antraks
SPIRAL
1. Spiral : gol bakteri yang bentuknya seperti spiral, mis Spirillum
2. Vibrio : berbentuk koma, yg dianggap sbg bentuk spiral yg tak sempurna, mis :
Vibrio cholerae (penyebab penyakit kolera)
3. Spiroseta : gol bakteri berbentuk spiral yg dapat bergerak
REPRODUKSI BAKTERI
Aseksual : Pembelahan Biner
Selama pembelahan biner,
salinan kromosom itu sendiri,
membentuk dua salinan identik
secara genetik. Kemudian, sel
membesar dan terbagi menjadi
dua sel anak baru. Dua sel anak
yang identik dengan sel induk.
Seksual :
Rekombinasi gen adalah peristiwa bercampurnya sebagian materi gen (DNA) dan dua sel
bakteri yang berbeda sehingga terbentuklah DNA rekombinan.
1. Konjugasi : Dalam konjugasi, DNA melewati perpanjangan pada permukaan satu bakteri
dan berjalan ke bakteri lai
2. 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
Transduksi : virus yang menginfeksi bakteri membawa DNA dari satu bakteri ke bakteri
lainnya.
Menguntungkan :
1. Escheria coli : membusukkan makanan
dalam usus besar dan menghasilkan
vitamin
2. Rhizobium : bersimbiosis dengan kacang
– kacangan, dapat membentuk nodul
aar, dapat menambat nitrogen dari
udara, bakteri ini menyuburkan tanah.
3. Azotobacter : hidup bebas di tanah,
menambat nitrogen dari udara,
menyiburkan tanah.
4. Lactobacillus casei : proses pembuatan
keju
5. Acetobactera xylinum : pembuatan nata
de coco yang terbuat dari air kelapa
6. Acetobacter : mengubah alkohol
menjadi asam cuka.
7. Streptoccocus griceus : menghasilkan
antibiotik streptomisin
8. Streptococcus bulgaricus : pembuatan
yogurt
9. Pseudomonas denitrificans :
menghasilkan vitamin B12
Peranan Bakteri
Merugikan :
1. Mycrobacterium tuberculosis : menyebabkan penyakit TBC
2. Mycrobacterium leprae : menyebabkan penyakit lepra
3. dll
STERILISASI DARI BAKTERI
1. Sterilisasi alat : (lihat kembali materi pada pertemuan 5)
• dioven pada suhu 170 – 180 oc , selama 2 jam, pada kondisi ini, semua bakteri
dan spora bakteri akan mati.
• ditanak (dimasukkan dalam uap air panas), selama 1 jam pada suhu 100 oc ,
selama 1 jam. Namun semua bakteri belum dapat mati, proses pemanasan
perlu dilakukan dalam 3 x 24 jam. Selama 24 jam spora akan tumbuh,
kemudian dipanaskan lagi hingga mati
• Dimasukkan ke dalam alat pensteril (autoklaf), dapat mencapai suhu 121 oc ,
pada tekanan 2 pound / cm2 , selama 30 menit tanpa diulangi
2. Sterilisasi Bahan Makanan
• selama 1 jam pada suhu 100 oc, diulang 3x
• Disterilkan dengan autoklaf, 121oc
• Dikalengkan
• Dibungkus rapat dalam keemasan
3. Pengawetan Makanan
Tujuan agar bakteri yang masuk ke dalam makanan tidak dapat tumbuh, karena
makanan telah diberikan bahan – bahan tertentu.
Contoh :
Penambahan garam : ikan asin
Penambahan gula : dodol
Penambahan asam : acar
Dikeringkan : kerupuk
Didinginkan : ikan atau daging yang diamasukkan kedalam mesin pendingin
Diberi asam benzoat
1. Eukariotik (memiliki inti sel)
2. Umumnya multiseluler, ada juga
yang uniseluler.
3. Reproduksi dengan
pembentukkan spora
4. Tubuh disusun oleh benang –
benang yang disebut hifa. Hifa –
hifa bersatu membentuk miselium.
Ada pula yang miseliumnya
berkembang membentuk tubuh
buah.
5. Habitat di tempat yang lembab.
Badan Buah
Sel
Penghasil
Spora
Hifa
Miselium
Anggota Fungi mendapatkan nutrisi melalui 3 cara :
1. Saprofit.
Menguraikan sisa bagian makhluk hidup yang sudah mati.
2. Parasit.
Mengambil nutrisi dari makhluk yang masih hidup.
3. Simbiosis.
Hidup bersama makhluk hidup lainnya.
Cacing
Nematoda
Malang
Hifa
Lichen, Simbiosis Jamur dengan Algae
Jamur Parasit
Diklasifikasikan berdasarkan cara
reproduksi, dan struktur tubuhnya.
1.
2.
3.
4.
Zygomicotina
Ascomicotina
Basidiomicotina
Deuteromicotina
Contohnya : Jamur tempe / Rhizopus orizae.
• Heterotrof saprofit, mis pd roti, nasi,
kedelai, dan bahan makanan lain
• Penyebab penyakit busuk pada ubi
jalar dan murbei
• Tubuh disusun oleh hifa dan
miselium.
• Hifa tidak bersekat.
• Spora dihasilkan oleh sporangium.
• Reproduksi menghasilkan spora
dilakukan melalui 2 cara :
1. Aseksual : dilakukan saat kondisi
lingkungan mendukung.
2. Seksual : dilakukan bila kondisi
lingkungan kurang
mendukung
Zygomycota
Menguntungkan :
No
Jamur
Peranan
1
Mikroriza
yaitu jamur yang hidup bersimbiosis mutualisme
dengan akar tanaman tingkat tinggi.
2
Mucor javanicus
pembuatan ragi tape
3
Mucor mucedo
pembuatan ragi tape
4
Rhizopus oryzae
untuk membuat tempe
Menguntungkan :
No
1
Jamur
Phytophtora
infestans
Penyebab
parasit pada daun kentang
• Neurosopra : Jamur oncom / Neurospora crassa
• Penicillium : P. notatum, P chrysogenum  menghasilkan zat mematikan
antibiotik penisilin, yg digunakan utk memberantas penyakit krn infeksi
mikrobia.
• Tricoderma : menghasilkan enzim selulosa
.
Ciri Umum Ascomicotina.
• Tubuh disusun oleh hifa dan miselium, dan ada yang memiliki tubuh
buah.
• Heterotrof saprofit
• Ada yang uniseluler (mis : Saccharomyces) dan multiseluler.
• Hifa bersekat.
• Spora dihasilkan oleh konidiospora bila secara aseksual dan sel
askus bila spora dihasilkan secara seksual.
• Reproduksi menghasilkan spora dilakukan melalui 2 cara :
1. Aseksual : dilakukan saat kondisi lingkungan mendukung.
2. Seksual : dilakukan bila kondisi lingkungan kurang
mendukung
No
1
2
Jamur
Perananan
Aspergillus niger
Aspergillus oryzae
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
No
untuk menjernihkan sari buah
digunakan untuk melunakkan adonan
roti
Aspergillus sojae
pembuatan kecap
Aspergillus wentii
digunakan untuk pembuatan kecap,
tauco, sake, dan asam oksalat
Neurospora crassa
jamur oncom digunakan untuk
membuat oncom.
Neurospora sitophila
pembuatan oncom
Penicillium camemberti
meningkatkan kualitas keju
Penicillium chrysogenum
penghasil zat antibiotic(penisilin)
Penicillium notatum
penghasil zat antibiotic(penisilin)
Penicillium roqueforti
meningkatkan kualitas keju
Saccharomyces cerevisiae Ada dalam ragi, dimanfaatkan untuk
membuat roti, tape, dan bir.
Saccharomyces
untuk memfermentasikan buah anggur
ellipsoideus
menjadi anggur minuman
Saccharomyces tuac
mengubah air nira menjadi tuak
Ascomycota
Jamur
1
Aspergillus nidulans
2
Penicillium digitatum
3
Penicillium expansum
4
Penicillium islandium
5
Penicillium italicum
Menguntungkan :
Penyebab
parasit pada telinga menyebabkan
automikosis
perusak buah jeruk
buah
apel
membusuk
di
tempat
penyimpanan
merusak beras sehingga berubah menjadi
berwarna kuning
perusak buah jeruk
Merugikan :
Jamur Ascomicotina.
(a) Ascomicotina dengan tubuh buah
of Aleuria aurantia.
(b) Tubuh buah
Morchella esculenta, biasanya
tumbuh dekat dengan anggrek.
10 m
(c) Tuber melanosporum
(d) Neurospora crassa atau
jamur oncom (SEM).
Siklus Hidup Jamur Ascomicotina
Contohnya : Neurospora
Key
Haploid (1n)
Heterokaryotic (1n + 1n)
Diploid (2n)
Hifa (-)
Reproduksi
Aseksual
Konjugasi
Hifa (+)
Sel Ascus
Inti melebur
Reproduksi Seksual
Meiosis
Sel Ascus
menghasilkan
spora
Ciri Umum Basidiomicotina.
•
•
•
•
•
Heterotrof saprofit
Multiseluler.
Tubuh disusun oleh hifa dan miselium dan tubuh buah.
Hifa bersekat.
Spora dihasilkan oleh sel basidium melalui reproduksi secara
seksual.
• Reproduksi menghasilkan spora dilakukan melalui 2 cara :
1. Aseksual : dilakukan saat kondisi lingkungan mendukung.
2. Seksual : dilakukan bila kondisi lingkungan kurang
•
mendukung
Contoh Anggota Jamur Basidiomicotina.
b. Dictyphora sp
a. Amanita muscaria), jamur
yang sangat beracun
c. Jamur kayu, tumbuh pada kayu
Yang sudah mati
d. Puffballs memancarkan
sporanya
Basidiomycota
Menguntungkan :
No
Jamur
Peranan
1
Auricularia polytricha
jamur kuping, enak dimakan
2
Ganoderma aplanatum
3
4
Lentinus edodes dan
Shitake
digunakan
untuk
Ganoterapi
untuk di konsumsi
untuk di konsumsi
5
Pleurotes
jamur kayu, enak dimakan
6
Volvariella volvacea
jamur merang , untuk dikonsumsi
obat-obatan
atau
Merugikan :
No
Jamur
Penyebab
1
Amanita muscaria
menghasilkan toksin muskarin yang dapat
membunuh lalat
2
Amanita phalloides
3
Puccinia graminis
bersifat beracun , menyebabkan gangguan
hati, ginjal dan jantung
menyebabkan bercak-bercak pada daun
Jamur Merang
Volvariella volvacea
• Dibudidayakan utk masakan
• Ditanam pada media yg mengandung
selulosa dan kelembapan tinggi
Jamur Kuping
Auricularia polytrica
• Berwarna coklat kehitaman
• Hidup saprofit pada kayu lapuk
• Sering digunakan utk sup
Siklus Hidup Jamur Basidiomicotina
Konjugasi
Basidiocarp
Hifa (-)
Hifa (+)
Reproduksi Seksual
Sel Basidium dgn
basidiospora
Peleburan Inti
Sel Basidium,
penghasil
spora
Meiosis
Key
Haploid (1n)
Heterokaryotic (1n + 1n)
Diploid (2n)
•
•
•
•
•
•
•
Multiseluler
hifanya yang bersekat
bereproduksi vegetatif dengan konidiospora.
saprofit atau parasit.
Mikroskopis
Hidup didaratan dan tempat lembab
Jamur yang blm diketahui cr reproduksinya dimasukkan dlm Deuteromycotina
• Jamur Deuteromycota juga menyebabkan penyakit pada manusia , yaitu
dermatokinosis (kurap dan panu)
• menimbulkan pelapukan pada kayu.
Deuteromycota
Menguntungkan :
No
Jamur
Peranan
1
Aspergillus oryzae
digunakan untuk melunakkan adonan roti
2
Aspergillus wentii
3
Tolypocladium inflatum
digunakan untuk pembuatan kecap, tauco,
sake, dan asam oksalat
obat untuk menekan reaksi kekebalan
Merugikan :
No
Jamur
Penyebab
1
2
Aspergillus flavus
Aspergillus fumigatus
3
Culvularia
penyebab penyakit kanker hati
penyebab infeksi saluran pernapasan
pada manusia
saprofit atau parasit pada tumbuhan
4
5
Epidermophyton
Epidermophyton floocossum
penyakit kurap
penyebab penyakit kaki atlet
6
Fusarium oxysporum
7
8
Microsporum
Tinea versicolor
menyebabkan penyakit layu pada
tanaman kentang, tomat dan cabai
penyakit kurap
9
Trichophyton
penyakit kurap
10
Trichophyton
saprofit atau parasit pada tumbuhan
penyebab panu
Simbiosis Fungi dengan Algae (Lichen)
• Fungi jenis tertentu dapat
bersimbiosis dengan algae
uniseluler membentuk lichen
(lumut kerak).
• Simbiosis ini bersifat
menguntungkan.
1. Bagi algae : mendapatkan suplai
air dan mineral.
2. Bagi Fungi : mendapatkan
hasil fotosintesis berupa nutrisi.
Simbiosis Fungi dengan Akar Tanaman (Mikoriza)
• Mikoriza merupakan simbiosis
antara fungi dengan akar tanaman.
• Simbiosis ini menguntungkan bagi
keduanya.
1. Bagi tanaman : meningkatkan
penyerapan air dan mineral.
2. Bagi fungi : mendapatkan nutrisi
dari tanaman.
Peranan Menguntungkan
Peran Merugikan
1. Sebagai Bahan Makanan
1. Menyebabkan penyakit
2. Sebagai pengurai.
pada manusia.
3. Dapat dikonsumsi.
2. Menyebabkan kerusakan
4. Menghasilkan obat-obatan.
pada tanaman.
5. Dapat meningkatkan
kesuburan tanaman.
Resto Jejamuran Jogja
KHAMIR/ YEAST/RAGI
Saccaromyches
• fungi uniseluler dari Ascomycotina
• Nama lain ragi (ragi roti, ragi tape)
• Digunakan utk pembuatan : Tape, alkohol, apem, bir.
• Cth : Saccaromyces cerevisae : utk mengembangkan roti
 ragi ini mengubah gula mjd alkohol dan
karbondioksida. Karbondioksida yg terbentuk itu
menyebabkan terjadinya pengembangan pd adonan kue.
• Bentuk Sel Khamir : bulat, oval, silindris, ogival (bulat
panjang dengan salah satu ujung runcing), segitiga
melengkung (triangular), berbentuk botol, apikulat atau
lemon
• Ukuran panjang 1 – 5 mm sampai 20 – 50 mm dan Lebar
1 – 10 mm.
Sistem Reproduksi Khamir
1.
2.
3.
4.
Pembelahan
Budding (tunas)
Pembelahan tunas
Sporuilasi : a. spora aseksual
b. spora seksual
Sifat Fisiologi Khamir
Faktor yg mempengaruhi pertumbuhan khamir :
1. Kandungan nutrisi dalam substrat
2. pH 4 – 4,5, tidak baik pada kondisi alkali
3. Suhu optimum (25 – 30oC)
maksimum (35 – 47oC)
4. Oksigen (aerob), dapat tumbuh anaerob tetapi
lambat.
5. Komponen penghambat
Media ragi :
buah-buahan, sayur-sayuran, yang
mengandung gula, biji-bijian, tumbuh
subur pada media asam.
Suhu : inkubasi 0 – 47oC
optimum 20 – 30oC
patogen 30 – 37oC
pH : 2,2 – 8
Aerobik
Hasil fermentasi : CO2 dan alkohol
Beberapa contoh produk yang dihasilkan oleh Khamir
Susu dan produk olahannya
Produk
Yeast spesies
Susu segar, pasteurisasi
Rhodotorula spp., Candida famata, C. diffluens, C. curvata,
Kluyveromyces marxianus, Cryptococcus flavus.
Mentega
Rhodotorula rubra, R. glutinis, Candida famata, C. diffluens,
C. lipolytica, Cryptococcus laurentii.
Yogurt
Kluyveromyces marxianus, Candida famata,
Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae,
Hansenula anomala
Keju Cottage dan segar
Kluyveromyces marxianus, C. lipolytica, Candida famata
dan Candida yang lain, Debaryomyces hansenii,
Cryptococcus laurentii, Sporobolmyces roseus.
Keju lunak
Kluyveromyces marxianus, Candida famata, Candida
dimatangkan dengan jamur
lipolytica, Pichia membranafaciens, P. fermentans,
(mold)
Debaryomyces hansenii, Saccharomyces cerevisiae,
Zigosaccharomyces rouxii.
Daging dan produk olahannya
Produk
Yeast spesies
Daging segar merah dan Candida spp., Rhodotorula spp., Debaryomyces spp.,
unggas
Trichosporon (jarang diteliti).
Daging Domba beku
Cryptococcus laurentii, Candida zeylanoides,
Trichosporon pullulans.
Daging kalkun beku
Cryptococcus laurentii, Candida zeylanoides.
Daging
cincang
potong
atau
Candida lipolytica, C. zeylanoides, C. lambica, C. sake,
Cryptococcus laurentii, Debaryomyces hansenii, Pichia
membranaefaciens.
Daging yang diolah (sosis,
Debaryomyces hansenii, Candida spp., Rhodotorula spp.
ham)
TERIMAKASIH
KUIS
1. Sebutkan sel perbedaan eukariotik dan prokariotik
beserta contoh organismenya
2. Struktur Tubuh Bakteri beserta fungsinya
3. Sebutkan bentuk bentuk bakteri beserta gambarnya
4. Sebutkan klasifikasi fungi berdasarkan cara
reproduksi, dan struktur tubuhnya.
5. Sebutkan contoh fungi yang bermanfaat bagi
teknologi pangan (boleh uniseluler maupun
multiseluler)