Reproduksi bakteri Aseksual • Pembelahan Biner. (1 sel menjadi 2 sel, dst.) • umumnya membelah secara amitosis (secara langsung), menjadi 2bagian (binary division). Generation time umumnya 15-20 menit (kecuali M. tuberculosis: 15 - 20jam) Mampu 1 hingga 3 jam sekali • Ex: E.Coli Seksual : peleburan kromosom 2 bakteri yang sejenis melalui pili F (pili sex) - Cara: rekombinasi Gen (bercampurnya materi gen dari 2 sel bakteri berbeda trbentuk DNA rekombinan) Pembelahan Biner Pembelahan Biner Pembelahan Biner Pembelahan kuman : binary division Reproduksi bakteri Lanjutan REPRODUKSI Transformasi • Definisi dari transformasi merupakan suatu proses dimana masuknya DNA ke dalam bagian tubuh sel-sel bakteri yang berasal dari satu sel suatu bakteri ke dalam sel-sel yang berbeda dan akan melakukan tugasnya yakni mengubah sifat sel yang dimiliki oleh bakteri. • Terjadi pemisahan plasmid dari satu bakteri ke bakteri lain. • Sifat bakteri ditularkan, tidak membentuk individu baru dan bersifat sama. • Tidak melalui kontak langsung antara bakteri pemberi DNA dan penerima • Contoh bakteri yang sering melakukan proses transformasi adalah sebagai berikut Streptococcus pneumoniae, Neisseria gonorrhoeae, Bacillus, dan juga Rhizobium. Bakteri yang melakukan transformasi Konjugasi • Konjugasi: pertukaran materi genetik dengan cara membentuk bangun jembatan/selubung untuk menyalurkan materi genetiknya, atau reproduksi bakteri yang belum diketahui jenis kelaminnya. Proses terjadinya konjugasi Transduksi Bakteri yang melakukan Transduksi Proses Transduksi Pengaruh Lingkungan terhadap bakteri • Kondisi lingkungan yang mendukung dapat memacu pertumbuhan dan reproduksi bakteri. • Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan reproduksi bakteri Adalah; – Suhu – Kelembaban – Ketersedian oksigen – Cahaya Suhu • Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 3 golongan: 1. Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0°– 30°C, dengan suhu optimum 15°C. 2. Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15° – 55°C, dengan suhu optimum 25° – 40°C. 3. Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40° – 75°C, dengan suhu optimum 25° – 40°C • Pada tahun 1967 di Yellow Stone Park ditemukan bakteri yang hidup dalam sumber air panas bersuhu 93° – 94°C. Kelembaban • Pada umumnya bakteri memerlukan kelembaban yang cukup tinggi, kira-kira 85%. • Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, • misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan. Cahaya Cahaya sangat berpengaruh pada proses pertumbuhan bakteri. Umumnya cahaya merusak sel mikroorganisme yang tidak berklorofil. Sinar ultraviolet dapat menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel yang berakibat menghambat pertumbuhan atau menyebabkan kematian. Pengaruh cahaya terhadap bakteri dapat digunakan sebagai dasar sterilisasi atau pengawetan bahan makanan. Cahaya Jika keadaan lingkungan tidak menguntungkan seperti suhu tinggi, kekeringan atau zat-zat kimia tertentu, beberapa spesies dari Bacillus yang aerob dan beberapa spesies dari Clostridium yang anaerob dapat mempertahankan diri dengan spora. Spora tersebut dibentuk dalam sel yang disebut endospora. Endospora dibentuk oleh penggumpalan protoplasma yang sedikit sekali mengandung air. Oleh karena itu endospora lebih tahan terhadap keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan dibandingkan dengan bakteri aktif. Apabila keadaan lingkungan membaik kembali, endospora dapat tumbuh menjadi satu sel bakteri biasa. Letak endospora di tengah-tengah sel bakteri atau pada salah satu ujungnya. Pertumbuhan Bakteri • Pertumbuhan adalah : pertambahan teratur semua komponen sel suatu organisme. • Pada mikroorganisme bersel satu : multiplikasi adalah konsekwensi pertumbuhan. • Multiplikasi akan menghasilkan pertambahan jumlah Mikroorganisme yg membentuk suatu populasi. • Pengukuran Pertumbuhan. • Dapat diukur berdasarkan kon sentrasi sel (jml sel per satuan isi biakan )atau densitas sel ( berat kering sel per satuan isi biakan) 1. Fase Penyesuaian diri (lag phase) (kuman belum berkembang biak) Merupakan periode penyesuaian diri bakteri terhadap lingkungan dan lamanya mulai dari satu jam hingga beberapa hari. Lama waktu ini tergantung pada macam bakteri, umur biakan, dan nutrien yang terdapat dalam medium yang disediakan. Pada fase ini bakteri beradaptasi dengan lingkungan, belum mampu mengadakan pembiakan, terapi metabolisme sel bakteri meningkat dan terjadi perbesaran ukuran sel bakteri. 2. Fase Pertumbuhan (log/exponential phase) -Fase ini merupakan periode pembiakan yang cepat dan merupakan periode yang didalamnya dapat teramati ciri khas sel-sel yang aktif. Selama fase ini pembiakan bakteri berlangsung cepat, selsel membelah dan jumlahnya meningkat secara logaritma sesuai dengan pertambahan waktu, beberapa bakteri pada fase ini biasanya menghasilkan senyawa metabolit primer, seperti karbohidrat dan protein. 3.Fase stasioner (stationary phase) -jumlah kuman yang mati dg membelah seimbang • Fase ini merupakan suatu keadaan seimbang antara laju peryumbuhan dengan laju kematian, sehingga jumlah keseluruah bakteri yang hidup akan tetap. Beberapa bakteri biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunder seperti antibiotika dan polimer pada fase ini. 4. Fase kemunduran (period of decline), death phase -Pada fase ini, laju kematian bakteri melampaui laju pembiakan bakteri. Hal ini disebakan karena habisnya jumlah makanan dalam medium sehingga pembiakan bakteri terhenti dan keadaan lingkungan yang jelek karena semakin banyaknya hasil metabolit yang tidak berguna dan mengganggu pertumbuhan bakteri. Phases of bacterial growth Log of numbers of bacteria Log growth phase Stationary phase Death phase Lag phase 0 5 Time (hr) 10 IDENTIFIKASI • Pengujian biokimia merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam dunia mikrobiologi (Lim, 1998). • Uji-uji biokimia yang biasanya dipakai dalam kegiatan identifikasi bakteri atau mikroorganisme yaitu antara lain adalah uji katalase,, hidrolisis gelatin, uji Oxidatif/ Fermentatif uji Motilitas dan uji Oksidase (Dwidjoseputro, 1994). UJI KATALASE Uji katalase merupakan suatu pengujian terhadap bakteri tertentu untuk mengetahui apakah bakteri tersebut merupakan bakteri aerob, anaerob fakultatif, atau anaerob obligat. Bakteri yang memerlukan oksigen manghasilkan hidrogen peroksida (H2O2) yang sebenarnya beracun bagi bakteri sendiri. Namun mereka dapat tetap hidup dengan adanya antimetabolit tersebut karena mereka menghasilkan enzim katalase yang dapat mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen UJI FERMENTASI Uji fermentasi yang dilakukan menggunakan farafin yang menunjukan hasil positif yang ditandai dengan perubahan warna larutan dari hijau menjadi kuning. CK: sebanyak 2 tabung tabung yang berisi media disediakan dan tabung pertama ditambahkan 2 tetes parafin dan kemudian diinklubasi selama 24 jam dan diamati perubahan warna yang terjadi pada kedua tabung tersebut Uji Motilitas CK: Kedalam tabung yang berisi bakteri dimasukan kawat ose tegak lurus terhadap tabung, jika pada garis lurus maka hasil menunjukan non motil sedangkan kalau pada kawat bakterinya menyebar makan hal ini menunjukan hasil motil. (Pergerakan bakteri ditunjukkan dengan persebaran bakteri yang menjalar ke arah samping menjauhi titik tanam, sedangkan bakteri yg tidak berflagel hanya tumbuh di titik tanam.) Menurut Volk (1988) kemampuan suatu organisme untuk bergerak sendiri disebut motilitas. Hampir semua sel bakteri spiral dan sebagian dari sel bakteri basil bersifat motil, sedangkan bakteri yang berbentuk kokus bersifat immotil Sifat ini diakibatkan oleh adanya alat motor cambuk yang disebut flagela sehingga sel bakteri dapat berenang di dalam lingkungan air. Motilitas sebagian besar jenis bakteri motil pada suhu relatif rendah 15-25 C dan mungkin tidak motil pada suhu 37 C. Beberapa bakteri dapat melakukan gerakan meluncur yang sangat mulus yang hanya terjadi kalau persentuhan dengan benda padat. Kebanyakan bakteri yang motil dapat mendekati atau menjauhi berbagai senyawa kimia yang disebut kemotaksis (Taringan 1988). Uji Oksidase, CK: koloni bakteri diambil satu tetes (sebaiknya dari biakan cair) secara aseptis dan diinokulasikan pada Object glass. Diatas object glass diberi kertas saring yang sehingga tetesan tersebar pada kertas. Kemudian ditetesi etesi dengan reagen, lalu lihat perubahan yang terjadi,jika warna berubah menjadi merah merah marun maka hasil uji positif, sedangkan bila berwarna coklat maka hasil uji negatif Uji Katalase, • CK: a) bakteri yang telah disiapkan diinokulaskan ke dalam medium Trypticase Soy b) Bakteri diinkubasi pada suhu 37C selma 24 jam c) Ditetesi larutan H2O2 3% d) Diamati dan dicatat apa yang terjadi. • Setelah itu diamati gelembung untuk hasil positif dan tidak ada gelembung untuk hasil negatif (hati-hati membedakan antara gelembung yang muncul dari sel dengan kumpulan sel yang mengambang akibat ditambahi reagen) Untuk menjaga kelangsungan hidupnya, sejumlah bakteri mampu menghasilkan enzim katalase yang memecah H2O2 menjadi air dan oksigen sehingga sifat toksiknya hilang. Matinya bakteri-bakteri anerobik obligat bila ada oksigen disebabkan karena tidak adanya pembentukan enzim katalase sehingga H2O2 meracuni bakteri itu sendiri. Ada tidaknya pembentukan enzim katalase dapat membantu pembedaan kelompok-kelompok bakteri tertentu. Uji katalase yang dilakukan pada percobaan menujukan hasil positif yang ditandai dengan adanya gelembung. Hal ini berarti semua bakteri uji mempunyai enzim katalase. Uji Gelatinase, • CK: a) Bakteri yg telah disediakan diinokulasikan ke medium Nutrient Gelatin b) Bakteri diinkubasi pada suhu 37 C selama 24 jam c) Didiamkan di dalam lemasri es selama 30 menit d) Diamati dan dicatat apa yang terjadi • Hasil positf: tidak membeku Pengertian PCR Polymerase chain reaction (PCR) merupakan teknik yang sangat berguna dalam membuat salinan DNA. PCR memungkinkan sejumlah kecil sekuens DNA tertentu disalin (jutaan kali) untuk diperbanyak (sehingga dapat dianalisis) atau dimodifikasi secara tertentu. • Merupakan metoda deteksi cepat patogen dan kontaminan mikrobiologi lainnya dalam makanan (output: untukmenjamin keamanan pangan konsumen) • Keuntungan: waktu lebih singkat(4-48 jam), tidak membutuhkan tenaga, serta sensitif dan akurat. Siklus kerja PCR terdiri atas 5 siklus utama : 1.Predenaturasi • Merupakan suatu tahap dimana terjadi pemanasan tutup mesin PCR. Ini digunakan untuk menghindari terjadinya penguapan selama proses PCR. 2.Denaturasi • Merupakan tahap dimana terjadi pemutusan ikatan rantai ganda DNA menjadi rantai tunggal. Ini terjadi pada suhu tinggi yaitu 94°C. Karena untuk memutus ikatan hidrogen pada rantai ganda hanya bisa dilakukan pada suhu tinggi. Selain itu proses denaturasi ini juga untuk menghentikan reaksi enzimatis. 3.Annealing • Pada tahap ini terjadi pengikatan primer pada DNA target. Ini dilakukan pada suhu 55°C, jika dilakukan pada suhu tinggi tidak akan terjadi pengikatan primer pada DNA target. 4.Extension / polimerisasi • Suhu berubah menjadi suhu optimum (72°C) supaya enzim Taq polymerase bekerja mengkatalis pemanjangan primer dengan penambahan basa-basa (polimerisasi). Pengkopian dibaca dari 3’ ke 5’ pada DNA template sehingga primer bertambah dari 5’ ke 3’. 5.Elongation • Merupakan tahap pemanjangan akhir pada proses PCR. Ini bertujuan untuk menyempurnakan perpanjangan rantai DNA sehingga mencapai panjang yang diinginkan sesuai dengan primer yang digunakan. Siklus PCR terjadi berulangulang sebanyak yang diperlukan untuk menghasilkan sejumlah hasil amplifikasi yang bisa dideteksi Identifikasi bakteri berdasarkan Uji Serologi • Uji Serologi merupakan uji reaksi antara antigen dengan antibodi yang akan menimbulkan aglutinasi. • Uji serologi menggunakan antiserum spesifik sehingga sensitifitas atau ketepatan uji serologi relatif tinggi. • Pewarnaan Basil Tahan Asam (BTA) merupakan uji makroskopik yang memiliki nilai diagnosa yang tinggi karena pemeriksaan tersebut dapat memangkas isolasi bakteri yang akan memakan waktu sampai 8 minggu. Identifikasi koloni kuman
