Slide 1

FISIOLOGI PERTUMBUHAN & METABOLISME BAKTERILIA YULIA BUDIATI ARIVINdoc.Lia YB ArivinSpecific Learning ObjectivesMenjelaskan fisiologi bakteriMenjelaskan metabolisme bakteridoc.Lia YB ArivinFisiologi BakteriMedical Bakteriologis yaitu mengenal & mengisolasi secara cepat spesies yang patogenikAspek ini termasuk :- Nutrisi (makanan)- Pertumbuhan bakteri- Reproduksi- Metabolisma

doc.Lia YB ArivinKlasifikasi 1950 : - Elektron mikroskop - Cara-cara fraksinasi biokimiawi - Struktur unsur-unsur sel Bakteri & cyanobacteria (blue green algae) dahulu tergolong TT gol.jasad hidup (procaryotae) ok. memiliki struktur intracelluler yang berbeda dari struktur sel organis yg lebih tinggi

doc.Lia YB ArivinPertumbuhan bakteri terjadi sintesa yg khas & berimbang dari komponen2 protoplasma dari bahan gizi yg terdapat di lingkungan

Merupakan proses yg terus berubah menurut waktu dan merupakan sifat utama makhluk hidup

doc.Lia YB ArivinBakteri sangat omnivora (memakan segalanya) bermetabolisme & memanfaatkan segala macam sumber bahan makanan dari substrat anorganik & organik yang sangat kompleks

Terdapat perbedaan dalam keperluan akan bahan gizi pada setiap spesies bakteri

doc.Lia YB ArivinPertumbuhan:

PERTUMBUHAN BAKTERIPertumbuhan Bakteri :Kemampuan untuk menghasilkan 2 sel dan hidup(Lay dan Hastowo 1992)

DEFINISI UMUMBakteri berkembang biak dengan Pembelahan Biner : Dari satu sel menjadi 2 sel anak2. Pertunasan (Budding): Pembiakan aseksual dengan membentuk tunas (Mycoplasma)TIPE PERTUMBUHAN8SIKLUS PERTUMBUHAN SEL BAKTERIPertumbuhan sel Prokariot berjalan secara geometrik Biner20212223_dst_12BINER9Substansi Umum yang DiperlukanAIRBakteri membutuhkan air dalam konsentrasi tinggiPengantar semua bahan gizi yang diperlukan sel Membuang semua zat yg tdk diperlukan ke luar sel

2. GARAM ANORGANIK Untuk mempertahankan tekanan osmotik sel Memelihara keseimbangan asam basa Sebagai aktivator reaksi enzim

doc.Lia YB Arivin3. MINERAL Sulfur (belerang) sebagian besar sulfur sebagai H2S Fosfor-fosfat (PO4) diperlukan sbg komponen asam nukleat & berupa koenzimAktivator enzim : Mg, Fe, K & Ca

doc.Lia YB Arivin4. SUMBER NITROGEN Nitrogen yang dipakai bakteri, diambil dlm bentuk NO3, NO2, NH3, N2 & R-NH2 (R-radikal organik)

5. CO2Diperlukan dalam proses sintesa dengan timbulnyaasimilasi CO2 di dalam sel

doc.Lia YB ArivinSumber C yang diperlukan bakteri dibagi 2 gol 1. BAKTERI AUTROTROF (LITOTROF)Bakteri yang hanya memerlukan air, garam anorganik dan CO2 sebagai sumber C bagi pertumbuhannyaMensintesa sebagian besar metabolik organik dari CO2

doc.Lia YB Arivin2. BAKTERI HETEROTROF (ORGANOTROF)Bakteri heterotrof fotosintetik memperolehenergi dari cahayaBakteri heterotrof kemosintetik memperoleh energi dari oksidasi senyawa anorganik, memerlukan C dlm bentuk senyawa anorganik karbohidrat utk pertumbuhannya

doc.Lia YB ArivinPenggolongan bakteri berdasarkan sumber energiBAKTERI FOTOTROF dari cahaya matahariBAKTERI CHEMOTROF dari bahan2 kimiadoc.Lia YB ArivinFAKTOR PERTUMBUHANBanyak bakteri heterotrof tidak dapat tumbuh kecuali diberikan faktor-faktor pertumbuhan

Substansi dlm bentuk ekstrak ragi, darah, vit B kompleks dimasukkan dlm perbenihan sbg katalisator pada reaksi2 dlm seldoc.Lia YB ArivinBerdasarkan O2 bakteri dibagi dalam 5 golongan 1. Bakteri anaerob obligat Hidup tanpa O2, O2 toksis thd gol.bakteri ini

2. Bakteri anaerob aerotoleran Bakteri tdk mati dgn adanya O2

3. Bakteri anaerob fakultatif Mampu tumbuh baik dalam suasana dengan atau tanpa O2

doc.Lia YB Arivin4. Bakteri aerob obligat Tumbuh subur bila ada O2 dalam jumlah besar

5. Bakteri mikroaerofilik Hanya tumbuh baik dlm tekanan O2 yg rendah

doc.Lia YB ArivinBerdasarkan batas suhu pertumbuhan bakteri PSIKHROFILIK -5 sampai +300 C dengan opt : 10 - 200 CMESOFILIK 10 - 450 C dengan opt : 20 - 400 CTERMOFILIK 25 - 800 C dengan opt : 50 - 600 C

doc.Lia YB ArivinBakteri patogen pada manusia biasanya tumbuh dengan baik pada 370 C (Mesofilik)pH pH perbenihan juga mempengaruhi pertumbuhan bakteri Kebanyakan bakteri patogen mempunyai pH optimal 7,2 - 7,6

doc.Lia YB ArivinREPRODUKSI BAKTERIDapat berlangsung secara :1. ASEKSUAL Pembelahan, pembentukan tunas/cabang, pembentukan filamen2. SEKSUAL Peleburan kromosom 2 jenis bakteri dari satu famili

doc.Lia YB ArivinPembelahan aseksual1. Pembelahan Umumnya berkembangbiak secara mitosis dgn membelah mjd 2 bagian (binary division)Generation time (waktu diantara 2 pembelahan) bervariasi antara : 20 menit-15 jamGT M.tuberculosis 15 jam

doc.Lia YB Arivin2. Pembentukan Tunas/CabangBakteri membentuk tunas, tunas akan melepaskan diri dan membentuk bakteri baruReproduksi dengan pembentukan cabang diawali dgn pembentukan tunas yg tumbuh menjadi cabang dan akhirnya melepaskan diriContoh : Famili Streptomycetaceaedoc.Lia YB Arivin3. Pembentukan FilamenSel mengeluarkan serabut panjang filamen yg tdk bercabangBahan kromosom masuk ke dlm filamenFilamen terputus bbrp bagian, tiap bagian membentuk bakteri baru Dijumpai terutama dlm keadaan abnormalContoh : Haemophylus influenza dibiakkan dlm perbenihan basah

doc.Lia YB ArivinReproduksi secara seksualPembelahan bakteri didahului oleh peleburan bhn kromosom dari 2 sel bakteri Sehingga terjadi sel-sel bakteri dgn sifat yg berasal dari kedua sel induknya Terjadi antara bakteri-bakteri sejenis dari suatu familiCth : Enterobacteriaceae a.l :E. coli dengan Shigella dysentriaeE. coli dengan Salmonella typhosa

doc.Lia YB ArivinGrafik pertumbuhan bakteri di dlm perbenihan di bagi dalam 4 fase1. LAG PHASE (Fase Penyesuaian)Berlangsung selama 2 jamBakteri tidak berkembang dlm fase ini Namun aktivitas metabolisme sgt tinggi

doc.Lia YB Arivin2. LOGARHYTMIK PHASE (Fase Pembelahan)Bakteri berkembang biak berlipat 2Fase ini berlangsung 18-24 jamPada pertengahan fase pertumbuhan bakteri sangat ideal, pembelahan tjd sangat teraturSemua bahan dlm sel berada dlm keadaan seimbang (balanced growth)doc.Lia YB Arivin3. STATIONARY PHASE (FASE STASIONER)Meningkatnya jumlah hasil metabolisme toksisBakteri mulai ada yg mati, pembelahan terhambat.Jumlah bakteri yang hidup tetap sama

4. PERIOD OF DECLINE (Fase Kemunduran)Jumlah bakteri hidup berkurang dan menurun Keadaan lingkungan menjadi sangat jelek Pada beberapa jenis bakteri timbul bentuk2 abnormal

doc.Lia YB ArivinKURVA PERTUMBUHAN BAKTERI

Lag PhaseEksponensial PhaseStationary PhaseDeath Phase29Keterangan :a-b: Lag phase (2 jam) : bakteri menyesuaikan diri terhadap keadaan sekitarnyab-c: Log phase : bakteri berkembang biak secara logaritmik sampai jam ke 10c-d: Stationary phase : jumlah bakteri relatif konstand-e: Period of decline : jumlah bakteri yang mati lebih banyak

doc.Lia YB ArivinMETABOLISME BAKTERISeluruh proses pengolahan setelah bahan makanan masuk ke dalam sel bakteridoc.Lia YB ArivinFUNGSI UTAMA METABOLISMEMenghasilkan sub satuan dari hasil antara metabolismeMenghasilkan ATP (Adenosin triphosphat) dari ADP (Adenosin diphosphat) dan phosphat organisMenghasilkan daya reduksi dalam keadaan SUBSTRAT yg diambil dari perbenihan lebih dioksidasi daripada hasil biosintesa keseluruhandoc.Lia YB ArivinPembentukan ATP oleh mikroorganisme yang tidak fotosintetik Fosforilasi Substrat Fosforilasi Oksidatif

doc.Lia YB Arivin4 jalur Metabolisme Bakteri :Jalur interkonversi utk metabolit lokalJalur asimiliasi utk pembentukan metabolit lokalUrutan biosintesis pengubahan metabolit lokal menjadi produk aktifJalur utk menghasilkan energi metabolisme dan perawatandoc.Lia YB ArivinKegiatan sel bakteri di dalam sel hostPertumbuhan selPembelahan selPembaharuan komponen sel

doc.Lia YB ArivinMetabolisme terdiri dari 2 bagianANABOLISME / ASIMILASI : meliputi proses sintesis (pembangunan)

KATABOLISME / DESIMILASI : meliputi proses degradasi (perombakan)doc.Lia YB ArivinENERGI METABOLISME DIAMBIL DARI Proses FermentasiRespirasiFotosintesis

Pada fermentasi & respirasi, energi diperoleh dari katabolisme KHdoc.Lia YB ArivinBAKTERI HETEROTROFBakteri patogenMenggunakan zat organik sebagai sumber utk mendapatkan energidoc.Lia YB ArivinBAKTERI AUTOTROFMembutuhkan C dalam bentuk anorganikBakteri autotrof kemosintetik mendapatkan energi dengan oksidasi bahan organik seperti Fe dan NH3Bakteri autotrof fotosintetik mendapatkan energi utk proses sintesis dari cahaya matahari diolah menjadi energi kimiadoc.Lia YB ArivinENZIM MEMEGANG PERANAN PENTING DALAM METABOLISMEDehidrogenase melancarkan reaksi reduksi oksidasi suatu metabolitFlavoprotein transport ion H dalam proses respirasiSitokrom proses respirasi hanya khusus pada bakteri aerob utk transport ion H ke O2Glikosidase & Fosforilase berperan dalam metabolisme KHdoc.Lia YB ArivinMetabolisme Glukosa menjadi PiruvatMenurut EMBDEN-MEYERHOF (EMP) :Glukosa glukosa 6 fosfat fosfogliseraldehide - fosfogliseral fosfoenolpiruvat - piruvatdoc.Lia YB ArivinMETABOLISME CARA LAIN :Pentosa fosfat (Pentosa Phosphate pathway) : glukosa glukosa 6 fosfat 6 fosfoglukonat pentosafosfat

Dipakai bakteri yg tdk mempunyai enzim aldolosa & triosa PO4 isomerase yg diperlukan pada EMPdoc.Lia YB ArivinENTNER-DOUDROFF PATHWAY : melalui pembentukan deoksiglukonat glukosa 6 fosfoglukonat ketodeoksiglukonat piruvat + gliseraldehid

Cara ini dipakai pada bbp Pseudomonas sp. & Escherichia coli

doc.Lia YB ArivinMelalui proses fermentasi, piruvat dapat dipecah menjadi : Alkohol Asam laktat Asam butirat Asam propionat Asam asetatdoc.Lia YB ArivinFERMENTASIFermentasi dg pembentukan asam campuran khas utk Family Enterobacteriaceae

Dalam pH 6, enzim hidrogenliase format memecah asam format CO2 dan H2

Fermentasi dgn pembentukan asam butirat dilakukan oleh kebanyakan Clostridium sp.doc.Lia YB ArivinFERMENTASIMelalui proses respirasi secara aerob, glikolisis diteruskan hingga piruvat terpecah CO2 + H2O

Energi yang dilepaskan, diikat dalam bentuk ATP

Melalui proses respirasi anaerob, zat anorganik adalah nitrat atau sulfat dan bukan O2 (berfungsi sebagai reseptor H)doc.Lia YB ArivinMETABOLISME ZAT LEMAKPermulaan reaksi diperlukan pengaktifan asam lemak dengan CoA dan sebagai hasil adalah gliserol dan asetil CoAdoc.Lia YB ArivinMETABOLISME PROTEINSintesis protein memerlukan nitrogen yg biasanya diambil dari medium dalam bentuk NH3 atau NO3

Sintesis protein mengikuti pola yang ditentukan oleh DNA

DNA gen memberikan pola yang menentukan pada sintesis DNA sendiri dan RNAdoc.Lia YB ArivinMETABOLISME PROTEINRNA sebagai pembawa berita dari DNA yang menentukan sintesis protein

Dalam DNA terdapat semua informasi yang diperlukan dalam penyusunan DNA, RNA dan protein doc.Lia YB ArivinMETABOLISME PROTEINFermentasi asam amino dilakukan oleh beberapa jenis Clostridium sp. seperti :Alanin + 2 glisin + 2H2O 3 asam asetat + 3NH3 + CO2

Perbedaan kemampuan bakteri dalam memecah suatu bahan kimia serta hasil metabolisme yang diperoleh dalam bentuk gas CO2, gas H2S atau bentuk asam yang mengubah pH

Semuanya ini dapat dipakai untuk membantu determinasi bakteridoc.Lia YB Arivindoc.Lia YB ArivinTerima KasihChart1000.51121.54282.5163323.56441284.525655125.551265126.551274987.545084008.52569128

waktuJumlah SelWaktuJumlah SelKurva Pertumbuhan Bakteri

Sheet1waktuJumlah Sel000.51121.54282.5163323.56441284.525655125.551265126.551274987.545084008.52569128

Sheet1

waktuJumlah SelWaktuJumlah SelKurva Pertumbuhan Bakteri

Sheet2

Sheet3