LAPORAN PRAKTIKUM 1 BLOK JEJAS DAN RESPON IMUN KULTUR BAKTERI DENGAN METODE STREAK PLATE METHOD Anggota: 1. Lailatul Muthmainnah (191610101111) 2. Fatricia Morauli (191610101112) 3. Moh. Aflah Ash Shiddiqy (191610101114) 4. Normalita Sari A. H. P (191610101115) 5. Methildis Victoria D. A (191610101116) 6. Nur SHinta Lestari (191610101117) FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS NEGERI JEMBER 2020 PEMBAHASAN 1) Syarat pertumbuhan bakteri Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau substansi atau massa zat suatu organisme. Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan sebagai pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni, ukuran koloni yang semakin besar atau substansi atau massa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak. Salah satu jenis mikroba yaitu bakteri. Dalam pertumbuhannya, bakteri membutuhkan komponen-komponen untuk mendukung proses pertumbuhan antara lain: a. Nutrisi Bakteri sama dengan mahkluk hidup lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, zat besi, dan sejumlah unsur lainnya. Dalam praktikum kultur bakteri dengan metode streak plate ini, nutrient agar (NA) yang berperan sebagai sumber nutrisi bakteri. b. Oksigen Tersedianya oksigen memengaruhi jenis mikroba yang dapat tumbuh. Mikroba dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu mikroba yang bersifat aerob ((membutuhkan oksigen), anaerob (tidak membutuhkan oksigen), dan anaerob fakultatif (dapat hidup pada keadaan ada atau tidak adanya oksigen). contoh bakteri yang bersifat anaerob fakultatif yaitu lactobacillus plantarum. c. Temperatur Temperatur merupakan faktor fisik yang memengaruhi pada laju pertumbuhan melalui reaksi kimia dan stabilitas struktur molekul protein. Pada suhu 37℃ bakteri dapat beradaptasi untuk hidup dan tumbuh dengan optimal. Temperatur sangat memengaruhi kecepatan pertumbuhan bakteri, kecepatan sintesis enzim, dan kecepatan inaktivasi enzim. Berdasarkan daerah suhu mikroba dapat dibagi menjadi 3, yaitu mikroba psikrofil (0-30℃), mikroba messofil (30-60℃), dan mikroba termofil (40-80℃) d. pH Berdasarkan pH kehidupannya, mikroba dibagi menjadi 3 golongan, yaitu mikroba asidofilik (pH 2,0-5,0), mikroba mesofilik (pH 5,5-8,0), dan mikroba alkafilik (pH8,4-9,5). Bakteri membutuhkan pH optimal untuk pertumbuhannya, yaitu berada di rentang pH 6,0-8,0. Apabila terdapat perubahan pH lingkungan maka akan memengaruhi enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. Selain itu, dapat menyebabkan proses denaturasi yang dapat menurunkan aktivitas enzim dan mengakibatkan pertumbuhan bakteri juga menurun. 2) Pertumbuhan bakteri pada media padat Mikroorganisme dapat ditumbuhkan dan dikembangkan pada suatu substrat yang disebut medium. Untuk mengembangbiakkan mikroorganisme seperti jamur, bakteri, ataupun yang lainnya diperlukan media. Media adalah suatu substansi yang terdiri dari campuran zat-zat makanan (nutrisi) yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan jasad renik (mikroorganisme). Media padat mengandung bahan pemadat atau agar sekitar 15% sehinga memiliki tekstur padat. Menurut bentuk dan wadahnya dibedakan menjadi 3 jenis: media tegak, media miring, dan media lempeng. Pada umumnya media ini dipergunakan untuk menumbuhkan bakteri maupun jamur. Pada media lempeng agar digunakan untuk mengisolasi mikrooorganisme karena pada media ini akan tumbuh isolat atau koloni-koloni bakteri dan jamur yang terdapat pada sampel yang dikultur. Dengan demikian, mengindentifikasi mikroorganisme dapat dilakukan secara makroskopis. Menurut jutono,dkk. (1980), terdapat beberapa sifat khusus pada koloni dalam jenis medium padat, yaitu: 1. Media agar lempengan a. Bentuk koloni mikroorganisme akan tampak berupa titik-titik, bulat, benang, kumparan, dan mirip benang. b. Permukaan koloni dasar, timbul mendatar, timbul melengkung, cembung, membukit, dan berkawah. c. Tepi koloni dapat berbentuk utuh, berombak, berbelah-belah, bergerigi, berbenang, dan keriting. 2. Media agar miring a. Bentuk dan tepi koloni dapat berbentuk serupa batang dan akar. 3. Media agar padat a. Terdapat bakteri yang dapat mengencerkan gelatin, tetapi ada juga bakteri yang tidak mampu mengencerkan gelatin. b. Bentuk koloni mikroorganisme dapat berupa pedangm tasbih, bertonjol, berjonjot, serupa batang, kawah, mangkuk, corong, dan pundi-pundi. 3) Cara mengisolasi bakteri Streak Plate Method (Metode Cawan Gores) Tujuan dari teknik penanaman mikroba dengan goresan adalah untuk mengisolagi mikroorganisme dari campurannya atau meremajakan kultur ke dalam media baru. Biasanya cara ini digunakan untuk mengisolasi koloni mikroba pada media-agar sehingga mendapatkan koloni dan biakan murni. Dasar dari cara ini adalah menggoreskan suspensi bahan yang mengandung mikroba pada permukaan media-agar yang sesuai pada cawan petri. Setelah inkubasi, goresan tadi akan ditumbuhi koloni yang terpisah-pisah dan memiliki kemungkinan berasal dari satu sel mikroba, sehingga dapat dikultur lebih lanjut. Penggoresan yang terjadi dengan sempurna seringkali menghasilkan koloni yang terpisah. Bakteri yang memiliki flagella akan membentuk koloni secara terpisah atau menyebar bila menggunakan media basah. Untuk itu pencegahan yang dapat dilakukan dengan menggunakan lempengan media-agar yang benarbenar kering permukaannya. Metode Cawan Gores sendiri memiliki beberapa tipe, yaitu : a. Tipe goresan sinambung Goresan sinambung biasanya digunakan bukan untuk mendapatkan koloni tunggal, tetapi untuk peremajaan ke cawan atau media baru. b. Tipe goresan kuadran Goresan kuadran dibagi ke dalam empat bagian atau wilayah. Pembagian ini diharapkan akan memisahkan koloni bakteri dengan lebih baik dan diharapkan diperolehnya koloni tunggal dari bakteri. c. Tipe goresan T Goresan T digunakan dengan membagi menjadi tiga wilayah goresan dan bertujuan untuk mendapatkan koloni tunggal. 4) Cara reproduksi bakteri Reproduksi bakteri dibagi menjadi dua, yaitu reproduksi aseksual dan reproduksi seksual. Reproduksi aseksual yaitu hanya melibatkan satu bakteri, sedangkan reproduksi seksual melibatkan dua bakteri. Reproduksi aseksual dapat terjadi melalui pembelahan biner. Fungsi dari reproduksi aseksual ini adalah untuk memperbanyak diri dengan rumus 2n. Pada pembelahan ini, sel bakteri yang awalnya hanya satu sel akan melakukan replikasi atau penggandaan DNA dari satu DNA menjadi dua DNA. Kemudian bakteri akan memperpanjang sel tubuhnya menjadi dua kali lipat lebih panjang dalam tahapan elongasi dan dinding sel serta membrane plasma mulai membelah. Selanjutnya, pada sel bakteri tersebut akan terbentuk bidang pembelahan atau septum lalu terbelah menjadi dua sel bakteri yang mempunyai ukuran dan jumlah sel yang sama dengan induk. Dengan cara ini, bakteri ini dapat memperbanyak diri dan dibutuhkan waktu 10 – 20 menit untuk melakukan pembelahan sel tersebut. Gambar 1. Pembelahan biner pada bakteri Reproduksi seksual pada bakteri sangat berbeda dengan makhluk lainnya karena yang terjadi hanyalah pemindahan materi genetic saja. Materi genetic bakteri adalah DNA. Tujuan dari reproduksi seksual dari bakteri untuk rekombinasi gen, bukan memperbanyak diri. Rekombinasi gen merupakan peristiwa tercampurnya materi genetic atau DNA dari dua sel bakteri yang berbeda sehingga terbentuklah DNA rekombinan. Dalam rekombinasi gen, akan dihasilkan dua bakteri dengan materi genetic campuran yang terbagi menjadi tiga cara , yaitu konjugasi, transformasi, dan transduksi. 4.1 Transformasi Reproduksi bakteri dengan cara transformasi adalah dengan memindahkan sedikit materi genetic berupa DNA atau gen dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri lainnya. Pada proses transformasi, sel bakteri yang berperan sebagai donor DNA mengalami lisis atau pecah. DNA keluar dari sel tersebut kemudian akan tersebar dalam bentuk potongan-potongan atau fragmen DNA. Kemudian fragmen DNA donor ditarik oleh sel resipien atau sel penerima dan DNA donor menggantikan tempat DNA resipien yang terlepas. Fragmen DNA donor akan bersatu dengan DNA resipien sehingga terbentuk DNA rekombinan. Gambar 2. Transformasi pada bakteri 4.2 Konjugasi Proses pemindahan sebagian materi genetic dari satu bakteri ke bakteri lain melalui kontak langsung berupa pili. Seperti yang telah kita ketahui, bakteri memiliki pili yang berfungsi sebagai alat reproduksi. Sama seperti proses transformasi, pada proses konjugasi ini juga melibatkan sel donor dan sel resipien. Pada gambar di bawah, sel donor yaitu Sel F+ dan sel resipien yaitu Sel F-, dimana di dalam Sel F+ terdapat plasmid F+. Selanjutnya, di antara sel donor ( Sel F+ ) dan sel resipien ( Sel F- ) akan terbentuk kontak langsung berupa jembatan yang merupakan pilus. Kemudian, terjadi transfer plasmid DNA dari sel donor ke sel resipien. Ketika proses konjugasi selesai, sel resipien akan menjadi sel donor baru dan bersama-sama dengan sel donor lama akan mencari sel-sel resipen lainnya dan seterusnya. Gambar 3. Proses konjugasi pada bakteri secara berurutan 4.3 Transduksi Transduksi merupakan pemindahan DNA atau materi genetic melalui bantuan virus. Virus menjadi perantara yang mentransfer atau memindahkan DNA dari bakteri satu ke bakteri lain. Proses ini biasanya terjadi pada bakteri yang diserang bakteriofage atau virus yang menyerang bakteri yang mana virus ini akan melakukan lisogenik pada bakteri. Kemudian, pada tahapan ketiga lisogenik , virus akan memasukkan DNA-nya dan membentuk profag. Setelah terbentuk profag, bakteri akan melakukan pembelahan sel. Apabila masuk ke dalam proses litik, bakteri akan lisis atau pecah dan terbentuk virus yang di dalamnya terdapat profag yang berisi DNA bakteri. Bila virus melanjutkan infeksinya pada bakteri lain, maka virus ini membantu perpindahan DNA atau materi genetic bakteri yang pertama ke bakteri lainnya. Gambar 4. Proses transduksi pada bakteri 5) Mekanisme pembentukan koloni bakteri Pembentukan biofilm dimulai dari beberapa bakteri yang hidup bebas (sel planktonik) melekat pada suatu permukaan, kemudian mereproduksi dirinya sendiri dan membentuk lapisan tipis (satu lapisan) dari biofilm. Pada saat ini, pembelahan akan berhenti selama beberapa jam dan selama waktu ini akan ada banyak perubahan dalam sel-sel planktonik, yang akan menghasilkan transisi selsel planktonik menjadi sel dengan fenotip biofilm. Sel biofilm berbeda secara metabolik dan fisiologis dari sel planktoniknya. Sejalan dengan pertumbuhannya, sel-sel biofilm ini akan menghasilkan EPS yang akan melekatkan mereka pada suatu permukaan dan melekatkan satu sama lain untuk membentuk suatu mikro koloni. Monolayer ini dikenal juga sebagai lingking film yaitu suatu substrat yang menjadi tempat sel bakteri menempel dan membentuk mikrokoloni. Jika sel terus melanjutkan pertumbuhannya dan membentuk lapisan yang lebih tebal, mikroba yang menempel pada lapisan permukaan paling dalam akan kekurangan nutrisi dan ada akumulasi produk buangan bersifat toksik. Untuk mengatasi masalah ini, mikrokoloni akan berkembang menjadi bentuk jamur memiliki saluran atau pori-pori yang dapat dilewati oleh nutrisi dan produk metabolit dari semua sel. Dalam perkembangannya, sel-sel bakteri dalam matriks akan memancarkan sinyal kimia. Molekul sinyal ini berperan dalam pembentukan karakteristik biofilm yang lebih matang dan dalam koordinasi aktivitas biofilm. Tindakan sinyal ini adalah proses dari quorum sensing yaitu komunikasi antara sel dan kemampuan suatu molekul untuk memicu suatu tindakan tergantung pada konsentrasi sinyal 06C di lingkungan. Biofilm yang matang telah terbentuk dan sekarang terdiri dari banyak spesies bakteri. Biofilm ini juga mengandung jamur, alga, protozoa, jaringan debris dan produk korosi dari pipa saluran. Ketika bakteri hidup berdampingan, terkadang satu jenis membutuhkan metabolit spesies lain dan mereka saling membutuhkan. Biofilm ini adalah suatu struktur dinamis dengan sel-sel yang terus bergantian masuk dan keluar dari komunitas mereka. Dalam proses ini sel-sel signaling juga mengambil peranan yang penting. Pembentukan biofilm tergantung pada konsentrasi nutrisi yang tersedia dan diatur oleh bahan kimia kompleks yang dilepaskan oleh sel sebagai komunikasi antar sel. Misalnya, ketika hidup bebas, Pseudomonas aeruginosa menghasilkan sel. Misalnya, ketika hidup bebas, Pseudomonas aeruginosa menghasilkan sel. Misalnya, ketika hidup bebas, Pseudomonas aeruginosa menghasilkan molekul sinyal dalam level rendah. Tetapi ketika sel Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa membentuk biofilm, maka konsentrasi molekul signal akan meningkat dan menimbulkan perubahan aktivitas dari gen-gen, salah satunya adalah gen yang mengatur sisntesis dari alginat untuk pembentukan matriks ekstraseluler KESIMPULAN Bakteri merupakan salah satu mikroba yang juga butuh komponen-komponen dalam mendukung pertumbuhannya. Komponennya ada nutrisi, oksigen, temperatur, dan pH. Mikrooganisme dapat ditumbuhkembangkan pada suatu substrat yang disebut media. Media adalah suatu substansi yang terdiri dari campuran nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme. Menurut bentuk dan wadahnya dibedakan menjadi 3, yaitu media tegak, media miring, dan media lempeng. Streak plate method bertujuan untuk mengisolasi mikroorganisme pada media agar sehingga mendapatkan koloni dan biakan murni. Secara sederhana caranya adalah menggoreskan suspensi bahan yang mengandung mikroba pada permukaan media-agar yang sesuai pada cawan petri. Metode ini memiliki 3 tipe yang bisa dilakukan, yaitu tipe goresan sinambung, tipe goresan kuadran, tipe goresan T. Bakteri bisa bereproduksi dengan 2 cara, yaitu aseksual dan seksual. Aseksual dilakukan oleh satu bakteri dengan pembelahan biner. Tujuannya adalah untuk memperbanyak diri bakteri tersebut dengan ukuran dan jumlah sel yang sama seperti induk. Sedangkan pada seksual dilakukan oleh dua bakteri. Tujuannya adalah untuk memperoleh DNA rekombinan. Rekombinasi gen merupakan peristiwa tercampurnya materi genetic atau DNA dari dua sel bakteri yang berbeda sehingga terbentuklah DNA rekombinan. Hal ini bisa dilakukan dengan 3 cara, yaitu transformasi, konjugasi, dan transduksi. Mekanisme terbentuknya koloni bakteri diawali dari bakteri yang hidup bebas (sel planktonik) yang melekat pada suatu permukaan lalu membentuk lapisan tpisi dari biofilm. Lalu terjadi transisi sel-sel planktonik menjadi sel dengan fenotip biofilm. Sel-sel biofilm ini akan menghasilkan EPS dan membentuk suatu mikrokoloni. Mikroba yang menempel pada lapisan permukaan paling dalam akan kekurangan nutrisi. Mikrokoloni akan berkembang menjadi bentuk jamur memiliki saluran atau pori-pori yang dapat dilewati oleh nutrisi dan produk metabolit dari semua sel. Pembentukan biofilm tergantung pada konsentrasi nutrisi yang tersedia dan diatur oleh bahan kimia kompleks yang dilepaskan oleh sel sebagai komunikasi antar sel. DAFTAR PUSTAKA Jutono, H. 1980. Mikrobiologi Umum. UGM-Press. Yogyakarta Utami, Ulfah. dkk. 2018. Buku Petunjuk Praktikum Mikrobiologi Umum. Malang. Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi UIN Maulana Malik Ibrahim Malang Donlan RM. Biofilm : Microbial life on surfaces 2002;8, 881-890 Apri, Badrud, dan Raini. 2017. Jumlah Koloni pada Media Kultur Bakteri yang Berasal dari Thallus dan Perairan Sentra Budidaya Kappaphycus Alvarezii di Sumenep. Jurnal Ilmiah Perikanan dan Kelautan
