kultivasi, reproduksi dan pertumbuhan bakteri
advertisement
KULTIVASI, REPRODUKSI DAN PERTUMBUHAN BAKTERI ARIF SUPENDI, M.Si. Berdasarkan zat hara yang diperlukan bakteri : Sumber energi : - Kemotrofik : energi dari bahan kimia - Fototrofik : energi dari cahaya 2. Sumber elektron : - Litotrofik : dari senyawa anorganik - Organotrofik : dari senyawa organik 3. Sumber karbon : - Ototrofik : dari CO2 - Heterotrofik : dari senyawa organik 1. Teknik biakan murni : Metode cawan gores 2. Metode cawan tuang atau metode agar tuang atau metode pengenceran 3. Isolasi sel tunggal Catatan : Medium : tempat mikroorganisme dibiakkan Inokulum : bahan yang diinokulasikan pada medium Inokulasi : cara menanam pada media 1. Beberapa istilah : Biakan campuran : biakan yang mengandung lebih dari dua jenis bakteri Biakan murni : biakan yang terdiri dari populasi sel yang sejenis Koloni : massa sel yang berasal dari satu bakteri Propagasi : tehnik pemindahan kultur dengan jangka waktu tertentu dengan maksud untuk menyegarkan kembali bakteri yang terdapat dalam medium. Pemeliharaan dan pengawetan biakan murni dalam suhu 0 – 10oC yaitu penyimpanan jangka pendek, hanya dapat disimpan beberapa bulan. Penyimpanan dalam nitrogen cair (suhu –196oC, untuk pemeliharaan jangka panjang. Liofilisasi, yaitu tehnik dehidrasi dalam tabung sambil dibekukan dalam ruang hampa. Penyimpanan Zat hara bakteri : Medium sintetik : Media yang diketahui komposisinya secara terinci, biasanya untuk mikroorganisme ototrofik. Medium non-sintetik : media dari bahan mentah yang tidak diketahui komposisinya secara pasti seperti pepton, ekstrak daging, ektrak ragi dan sebagainya, untuk m.o. heterotrofik Bahan mentah untuk media non sintetik : Ekstrak daging : KH, N, Vit Ektrak khamir/ragi : Vit B, N, C Pepton : N, Vit, KH Agar : tidak ada zat hara Catatan : Protein dalam media didigesti oleh bakteri dengan asam atau enzim Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri : Faktor zat hara 2. Faktor lingkungan fisik Catatan : S : untuk ko-enzim dan asam amino P : Asam nukleat, fosfolipida, ATP (K2HPO4 dan KH2PO4) K, Mg, Mn, Fe, Ca : Kofaktor Fe : Sitokrom Ca : Spora 1. Faktor zat Hara, zat hara yang diperlukan bakteri : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Sumber energi : cahaya, zat kimia Sumber Karbon : CO2 dan zat organik (oleh bakteri dirombak jadi protein, polisakarida, lipida dan asam nukleat Sumber Nitrogen : Protein dan NPN (bahan dasar untuk pembentukan protein) Sumber belerang dan fosfor Sumber logam (Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, Ag, Co) Sumber vitamin, untuk aktivasi enzim Sumber air Sumber elektron Jenis Media : Media diferensial : media yang dapat membedakan beberapa kelompok bakteri, contohnya Agar Darah Media selektif : Media yang menghambat pertumbuhan bakteri tertentu dan mendukung pertumbuhan bakteri yang diinginkan. Media anaerobik : untuk bakteri anaerob Media penyubur (media enrichment) yaitu media yang dapat mempercepat pertumbuhan mikroorganisme tertentu. Media cair Media padat Beberapa cara untuk mensterilkan medium Mendidihkan medium (beberapa jam) Tindalisasi : Proses pemanasan berulang, sehingga spora mati Autoklaf : panci bertekanan dengan suhu 121oC selama 15 menit Penyaringan atau filtrasi Desinfeksi : mematikan semua m.o. dengan cara fisik dan kimiawi. Sterilisasi : Panas basah : menyebabkan denaturasi Protein (autoklaf) Panas kering : menyebabkan oksidasi dari komponen sel (oven) Penyaringan (filtrasi) : silika, porselin, asbes Bahan kimia (alkohol, Clor, Yodium, Formaldehide, fenol, gas etilen oksida Radiasi (sinar , ultraviolet) Faktor fisik yang dibutuhkan untuk pertumbuhan bakteri : Suhu : - Psikrofil (0-30oC) - Mesofil (25 – 40oC) - Thermofil (> 50oC) Suhu Pertumbuhan optimum : suhu inkubasi yang memungkinkan pertumbuhan tercepat selama periode waktu yang singkat. Psikrodurik/kriodurik : tahan dingin Thermodurik : Tahan Panas 2. PH : 4 – 9 (paling senang pada pH 7) 1. 3. Oksigen - Aerob obligat : O2 mutlak perlu - Anaerob obligat : O2 mutlak tidak perlu. - Mikroaerofilik : memerlukan O2 sedikit - Kapneik : perlu CO2 - Aerotoleran anaerobik : dapat ada O2 - anaerobik fakultatif : dapat ada O2 atau tidak Kondisi fisik : 4. Tekanan osmotik Halofilik : tahan garam (NaCl) tinggi (3,5 – 25%) Halofilik obligat : tidak dapat tumbuh bila tidak ada garam tinggi. Halofilik fakultatif : dapat tumbuh ada atau tidak ada garam Bakteri yang sulit dibiakkan : Bakteri parasit obligat Contoh : Mycobacterium leprae (lepra) Treponema pallidum (sipilis) Bakteri anaerob Contoh : Clostridium botulinum Pertanyaan : 1. 2. Bagaimana melakukan tehnik biakan murni ? Sebutkan jenis-jenis bakteri berdasarkan kondisi fisik (lingkungan) yang dibutuhkan untuk pertumbuhannya ? REPRODUKSI BAKTERI Pembelahan sel secara asexual Pembelahan biner melintang Pembelahan sel Kurva pertumbuhan bakteri Kurva pertumbuhan Fase lamban (lag fase) : fase adaptasi terhadap lingkungan Fase log : periode pertumbuhan cepat Fase statis : periode pertumbuhan yang tidak mengalami kenaikan massa sel (jumlah sel yang membelah seimbang dengan jumlah yang mati) Fase kematian : karena nutrisi semakin terbatas dan banyak produk metabolit yang menghambat pertumbuhannya sendiri. Pertumbuhan bakteri Pertambahan total massa sel Laju pertumbuhan : pertumbuhan populasi secara geometrik Waktu generasi: selang waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri atau untuk populasi menjadi dua kali lipat. Contoh : Escherichia coli 15-20 min pada lingkungan dan kondisi yang cocok Rumus waktu generasi t G = ------------------3,3 log (b/B) G = waktu generasi t = waktu B ke b B = Populasi awal b = populasi setelah waktu t 3,3 = faktor konversi log2 menjadi log10 KLASIFIKASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Berdasarkan karakteristik atau ciri-ciri mikroorganisme : Morfologi Susunan kimiawi sel Sifat biakan : zat hara, kondisi fisik Metabolisme : cara mendapat energi Sifat antigenik dan patogenitas Sifat genetik: susunan basa DNA Ekologi: air tawar, air laut, dll METABOLISME MIKROBA Metabolisme : serentetan reaksi kimia yang terjadi dalam sel hidup Katabolisme : reaksi penguraian bahan organik kompleks menjadi bahan organik yang lebih sederhana atau bahan anorganik Anabolisme : sintesis makromolekul (misalnya: asam nukleat, lipida, polisakarida) Reaksi eksergenik : menghasilkan energi Reaksi endergenik : memerlukan energi Katalis : bahan yang mempercepat reaksi (tidak bereaksi) Enzim terdiri dari koenzim (non-protein) dan apoenzim (protein) dan bila bergabung disebut holoenzim Reaksi metabolisme memerlukan katalis berupa enzim Pada mikroorganisme heterotrof ada 3 jalur metabolisme glukosa: Jalur Embden-Meyerhoff (glikolisis) Jalur pentosa fosfat (Hexose monophosphate shunt) Jalur Entner Doudoroff Hasil Glikolisis berupa asam piruvat, ATP dan NADH2 (Nikotinamid-AdeninDinukleotida-Hidroksifosfat).
