Isi

ILMU MIKROBIOLOGI

A. Prinsip Biologi yang Dijabarkan oleh Mikrobiologi

Mikroorganisme memiliki keragaman biologik yang sangat banyak.

Keragaman ini dilihat dari bentuk dan fungsi mikroorganisme tersebut. Dalam hal

bentuk dan fungsi, yang menjadi sifat biokimia atau mekanisme genetik, analisa

mikroorganisme menempatkan kita pada batas-batas pengertian biologik. Karena

itu kepentingan asal usul – suatu uji bermanfaat dari hipotesis ilmu pengetahuan –

dapat ditemukan seluruhnya dalam mikrobiologi. Generalisasi dalam menentukan

hipotesis sangatlah perlu diperhatikan dikarenakan keragaman mikroba yang

memungkinkan terjadinya perubahan.

Mikrobiologi memperluas cakrawala disiplin pengetahuan mengenai

pertumbuhan yang bersifat praktis, suatu kreasi campuran antara teknik dan teori.

Pada dasarnya mikroorganisme merupakan produk evolusi, yang merupakan

konsekuensi biologik dari proses seleksi alam secara genetik terhadap suatu

variasi luas dari bermcam-macam organisme. Hal ini sangat berguna untuk

menjaga kemajemukan sejarah alam sebelum terjadi generalisasi mikroorganisme,

kelompok makhluk hidup yang paling heterogen.

Pembagian biologik utama memisahkan eukariota, organisme yang

mengandung inti berselaput, dengan prokariota, organism yang DNA-nya secara

fisik tidak dipisahkan dari sitoplasma. Eukariota, sebagai contoh, dibedakan atas

Ilmu Mikrobiologi Page 1

ukurannya yang relative besar dan adanya organel-organel khusus yang

berselaput, seperti mitokondria.

Eukariota mikroba diistilahkan sebagai protista, dan yang termasuk dalam

kelompok sub divisi utama ini adalah alga, protozoa, jamur, dan jamur berlendir.

Eukariota dan prokariota termasuk organisme karena keduanya

mengandung semua enzim yang diperlukan untuk replikasi dirinya dan memiliki

perlengkapan biologik yang sesuai untuk menghasilkan energi untuk metabolism.

Karena itu, eukariota dan prokariota dibedakan dengan virus, yang bergantung

terhadap sel-sel inang untuk melaksanakan fungsi-fungsinya.

B. Virus

Virus adalah agen penyebab infeksi yang berukuran paling kecil (diameter

berukuran sekitar 20nm sampai 30nm). Genom virus hanya mengandung satu

jenis asam nukleat (RNA atau DNA). Asam nukleat dibungkus dalam selubung

protein yang dikelilingi oleh membran yang mengandung lipid. Seluruh unit

infeksius disebut viron. Virus bersifat inert dalam lingkungan ekstraselular; virus

bereplikasi dalam sel hidup, menjadi parasit pada tingkat genetik. Asam nukleat

virus mengandung informasi penting untuk memerintahkan sel penjamu yang

terinfeksi untuk menyintesis makrokolekul spesifik virus yang diperlukan untuk

produksi turunan virus. Selama virus replikatif, dihasilkan banyak salinan asam

nukleat virus dan protein selubung.Protein selubung menyatu membentuk kapsid,

yang membungkus dan menstabilkan asam nukleat virus terhadap lingkungan

ekstraselular dan mempermudah perlekatan dan penetrasi virus ketika berkontak


dengan sel-sel rentan yang baru. Infeksi virus mungkin sedikit atau tidak

mempunyai efek pada sel penjamu atau dapat menyebabkan kerusakan atau

kematian sel.

Dunia virus sangat beranekan ragam. Virus mempunyai struktur,

susunana, dan ekspresi genom, serta strategi replikasi dan transmisi yang sangat

bervariasi. Kisaran pejamu untuk virus tertentu dapat beragam atau sangat

terbatas. Virus diketahui menginfeksi organisme uniselular seperti mikoplasma,

bakteri, dan alga serta semua hewan dan tanaman tingkat tinggi.

a) ISTILAH DAN DEFINISI DALAM VIROLOGI

a. Kapsid : Selubung protein, atau lapisan, yang menyelubungi

genom asam nukleat.

b. Kapsomer : Unit morfologi yang terlihat pada mikroskop elektron

di permukaan partikel virus ikosahedral. Kapsomer merupakan

sekelompok polipeptida, tetapi unti-unit morfologi tidak perlu

sesuai dengan sifat kimia unit struktur.

c. Virus detektif : Partikel virus yang kurang berfungsi pada

beberapa aspek replikasi.

d. Selubung (Envelope) : Membran yang mengandung lipid yang

mengelilingi beberapa partikel virus. Selubung tersebut diperoleh

selama maturasi virus dengan proses budding suatu proses

reproduksi aseksual melalui membran sel. Glikoprotein yang

dikode virus terpajan pada permukaan selubung, Proyeksi tersebut

disebut peplomer.


e. Nukleokapsid : Kompleks asam nukleat-protein yag merupakan

bentuk kemas genom viral . Istilah tersebut sering digunakan pada

kasus yang nukleokapsidnya merupakan substruktur partikel virus

yang lebih kompleks.

f. Unit struktural : Protein dasar yang membangun cetakan lapisan.

Unit tersebut biasanya merupakan kumpulan lebih dari satu subunit

protein yang tidak identik. Unit struktural sering disebut sebagai

protomer.

g. Subunit : Rantai polipeptida viral yang berlipat tunggal.

h. Virion : Partikel virus lengkap. Pada beberapa keadaan (misal,

papilomavirus, piconavirus), virion identik dengan nukleokapsid.

Pada virion yang lebih kompleks (herpevirus, orthomyxovirus),

termasuk nukleokapsid di tambah selubung sekitar. Struktur

tersebut, virion, berperan untuk memindahkan asam nukleat virus

dari satu sel ke sel lain.

b) ASAL EVOLUSI VIRUS

Asal virus tidak diketahui. Terdapat banyak perbedaan di antara virus

RNA, virus RNA, dan virus-virus yang menggunakan RNA maupun DNA

sebagai bahan genetiknya selama tahap yang berbeda dalam siklus

hidupnya. Jenis agen yang berbeda kemungkinan juga mempunyai asal

yang berbeda. Dua teori mengenai asal virus dapat diringkas sebagai

berikut :


a) Virus mungkin berasal dari komponen asam nukleat DNA atau RNA

sel pejamu yang mampu melakukan replikasi secara otonom dan

berkembang secara bebas. Virus-virus tersebut menyerupai gen yang

mendapatkan kapasitas untuk hidup secara bebas dalam sel. Beberapa

sekuens viral dihubungkan dengan bagian sel-sel selular yang

mengode domain fungsional protein. Beberapa virus kemungkinan

berkembang dengan cara tersebut.

b) Virus-virus mungkin merupakan bentuk degenerasi parasit interselular.

Tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa virus berkembang dari

bakteri, meskipun organisme intraselular obligat lain, misal, riketsia

dan klamidia, kemungkinan demikian. Namun, poxvirus sangat besar

dan kompleks yang mungkin merupakan produk evolusi dari beberapa

sel asalnya.

c) KLASIFIKASI VIRUS

Dasar Klasifikasi

Sifat berikut telah digunakan sebagai dasar untuk klasifikasi virus. Jumlah

informasi yang tersedia pada setiap kategori tifak sama untuk semua virus.

Cara virus digolongkan berubah secara cepat. Sekuens genom sekarang

sering dilakukan dini dalam identifikasi virus, dan perbandingan dengan

data dasar menyingkirkan kebutuhan untuk mendapatkan data yang lebih

klasik. Data sekuens genomik adalah kriteria taksonomik yang


berkembang (misal, ordo gen) dan dapat memberikan dasar bagi

identifikasi famili virus baru.

1. Morfologi virion, termasuk ukuran, bentuk, jenis simetris, ada atau

tidak adanya peplomer, dan ada atau tidak adanya membran.

2. Sifat genom virus, termasuk jenis asam nukleat (DNA atau RNA),

ukuran genom dalam kilobasa (kb) atau pasangan kilobasa (kbp),

rantainya (tunggal atau ganda), apakah linear atau sirkular, sensasi

(positif, negatif, ambisense), segmen (ukuran, angka), urutan

nukleotida, kandungan G+C, dan adanya gambaran khusus [unsur

ulangan, isomerisasi, 5’-terminal cap, 5’-protein terkait secara kovalen

terminal, 3’-traktus(A) terminal].

3. Sifat fisikokimia virion, meliputi massa molekular, densitas ringan,

stabilitas pH, stabilitas termal, dan kerentanan terhadap agen-agen fisik

dan kimia, terutama eter dan detergen.

4. Sifat protein virus adalah jumlah, ukuran, da aktivitas fungsional

protein-protein struktural dan nonstruktural, sekuens asam amino,

modifikasi (glikosilaso, fosforsilasi, miristilasi), dan aktivitas

fungsional khusus (transkriptase, reverse transcriptase, neuraminidase,

aktivitas fusi).

5. Susunan dan replikasi genom, adalah ordo gen, jumlah dan posisi pola

pembacaan terbuka, strategi replikasi (pola transkripsi, translasi), dan

tempat selular (akumulasi protein, asembli viron, pelepasan virion).

6. Sifat antigenik.


7. Sifat biologi, termasuk kisaran pejamu alami, cara transmisi, hubungan

vektor, patogenisitas, tropisme jaringan, dan patologi.

d) SISTEM UNIVERSAL TAKSONOMI VIRUS

Suatu sistem telah dibuat yang memisahkan virus ke dalam

kelompok utama berdasarkan morfologi virion, struktur genom, dan cara

replikasi. Nama-nama famili virus mempunyai akhiran –viridae.

Dalam setiap famili, subdivisi yang disebut genus biasanya

didasarkan pada perbedaan fisikokimia atau serologi. Kriteria yang

digunakan untuk menjelaskan genus bervariasi di antara famili-famili.

Nama genus ditandai dengan akhiran –virus. Pada empat famili

(Poxviridae, Herpesviridae, Parvoviridea, Paramyxoviridae),

pengelompokan yang lebih besar yang disebut subfamili telah diterangkan,

menggambarkan kompleksitas hubungan di antara sejumlah virus. Ordo

virus dapat digunakan untuk mengelompokkan famili-famili virus yang

mempunyai ciri khas umum yang sama. Saat ini, satu ordo saja yang telah

didefinisikan : Mononegavirales, meliputi famili Filoviridae,

Paramyxoviridae, dan Rhabdoviridae.

Pada tahun 2000, International Committee on Taxonomy of viruses

telah menyusun lebih dari 4000 virus hewan dan tanaman menjadi 56

famili, 9 subfamili, dan 233 genus, dengan ratusan virus masih belum

ditetapkan. Akhir-akhir ini, 24 famili merupakan virus yang menginfeksi

manusia dan hewan.


Survei Virus yang Mengandung DNA :

1. Parvovirus 6. Herpervirus

2. Poliomavirus 7. Poxvirus

3. Papilomavirus

4. Adenovirus

5. Hepadnavirus

Survei Virus yang Mengandung RNA :

1. Piconavirus 11. Retrovirus

2. Astrovirus 12. Orthomyxovirus

3. Calicivirus 13. Bunyavirus

4. Reovirus 14. Bornavirus

5. Arbovirus 15. Rabdovirus

6. Togavirus 16. Paramyxovirus

7. Flavivirus 17. Filovirus

8. Arenavirus 18. Virus-virus Lain

9. Coronavirus 19. Viroid

10. Retrovirus 20. Prion

e) PRINSIP STRUKTUR VIRUS

Virus mempunyai banyak bentuk dan ukuran. Informasi struktural

diperlukan untuk klasifikasi virus dan menentukan hubungan fungsi-


struktur protein virus. Gambaran struktural tertentu setiap famili virus

ditentukan oleh fungsi virion : morfogenesis dan pelepasan dari sel-sel

terinfeksi; transmisi ke pejamu baru; dan pelekatan, penetrasi, dan

pelepasan selubung pada sel-sel yang baru terinfeksi.

f) JENIS SIMETRI PARTIKEL-PARTIKEL VIRUS

Sistem pengoperasian berbagai proses di dalam badan organik

genetik memerlukan struktur virus yang terbuat dari berbagai molekul satu

atau sedikit protein yang identik. Arsitektur virus dapat dikelompokkan

menjadi tiga jenis berdasarkan pada penyusunan subunit morfologi : (1)

simetri kubik, misal, adenovirus; (2) simetri heliks, misal orthomyxovirus;

dan (3) struktur kompleks, misal, poxvirus.

A. Simetri Kubik

Semua simetri kubik yang diobservasi bersama virus hewan memiliki pola

iksohedral, penyusunan subunit paling efisien dalam selubung yang

tertutup. Ikosahedron mempunyai 20 wajah (masing-masing segitiga sama

sisi), 12 puncak, dan aksis simetri rotasi lima kali lipat, tiga kali lipat, dan

dua kali lipat. Unit puncak mempunyai lima tetangga (pentavalen), dan

yang lain mempunyai enam (heksavalen).

B. Simetri Heliks

Pada kasus simeri heliks, subunit protein terikat secara berkala ke asam

nukleat virus, melilitkannya menjadi suatu heliks. Kompleks protein-asam

nukleat virus filamentosa (nukleokapsid) kemudian bergulung ke dalam

selubung yang mengandung lipid. Oleh karena itu, tidak seperti kasus


struktur ikohedral, terdapat interaksi berkala yang reguler antara protein

kapsid dan asam nukleat virus bersimetri. Partikel heliks “kosong” tidak

mungkin terbentuk.

C. Struktur Kompleks

Beberapa partikel virus tidak memperlihatkan simetri kubik sederhana atau

heliks tetapi memperlihatkan struktur yang lebih rumit. Misal, poxvirus

berbentuk batu bata, dengan tonjolan pada permukaan luar dan sebuah inti

serta badan lateral di bagian dalam.

g) MENENTUKAN UKURAN VIRUS

Ukuran yang kecil dan mampu melewati filter yang dapat

menyaring bakteri adalah sifat klasik virus. Namun, karena beberapa

bakteri berukuran lebih kecil daripada virus terbesar, kemampuan

melewati penyaring tidak lagi di pandang sebagai ciri unik virus.

Metode berikut digunakan untuk menentukan ukuran virus dan

komponen-komponen.

Observasi langsung menggunakan mikroskop elektron

Sedimentasi Ultrasentrifugasi

Pengukuran Perbandingan

VIRUS


Virus tidak memiliki banyak atribut sel, termasuk kemampuan untuk

bereplikasi. Istilah virus biasanya merujuk

pada partikel-partikel yang menginfeksi sel-sel

eukariota (organisme multisel dan banyak

jenis organisme sel tunggal), sementara istilah

bakteriofag atau fag digunakan untuk jenis

yang menyerang jenis-jenis sel prokariota

(bakteri dan organisme lain yang tidak berinti

sel). Suatu virus bisa bereproduksi hanya bila ia menginfeksi sebuah

sel. Virus diketahui dapat menginfeksi semua sel, termasuk sel

mikroba. Interaksi antara virus dan inangnya cenderung sangat spesifik

dan cakupan biologis virus mencerminkan keanekaragaman sel-sel

pejamu yang potensial. Dalam sel inang, virus merupakan parasit

obligat dan di luar inangnya menjadi tak berdaya. Virus lebih lanjut

ditunjukkan oleh susunan strateginya yang luas untuk bereplikasi dan

bertahan hidup.

Suatu partikel virus terdiri dari asam nukleat, DNA atau RNA yang

diselubungi semacam bahan pelindung yang terdiri atas protein, lipid,

glikoprotein, atau kombinasi ketiganya. Protein yang umumnya

glikoprotein, pada kapsid menentukan spesifikasi interaksi suatu virus

dengan sel inangnya. Kapsid melindungi asam nukleat dan

memfasilitasi perlekatan dan penetrasi virus ke sel inang. Di dalam sel,

asam nukleat virus mengalihkan mekanisme enzim dari sel inang agar


Gambar Virus

http://id.wikipedia.org/wiki/Glikoprotein

http://id.wikipedia.org/wiki/Lipid

http://id.wikipedia.org/wiki/Protein

http://id.wikipedia.org/wiki/Inti_sel

http://id.wikipedia.org/wiki/Inti_sel

http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri

http://id.wikipedia.org/wiki/Prokariota

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fag&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Eukariota

http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Phage_S-PM2.png%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5

berfungsi sesuai dengan replikasi virus. Pada beberapa kasus,

informasi genetik dari virus dapat dikombinasikan sebagai DNA ke

dalam kromosom sel inang. Pada keadaan-keadaan lain, informasi

genetik virus dapat berfungsi sebagai dasar manufaktur selular dan

menghasilkan replica-replika virus. Proses ini membutuhkan replikasi

asam nukleat virus dan pembentukan protein virus yang spesifik.

Maturasi terdiri atas penyusunan asam nukleat yang baru disintesis dan

subunit protein menjadi partikel virus matur yang kemudian dilepaskan

ke lingkungan ekstraselular. Beberapa virus yang sangat kecil

membutuhkan bantuan virus lain di dalam sel pejamu untuk

berduplikasi. Agen delta, yang juga dikenal sebagai virus hepatitis D,

virus ini terlalu kecil meskipun hanya untuk menyandi satu selubung

protein tunggal, dan membutuhkan bantuan virus hepatitis B untuk

penyebarannya (transmission). Virus-virus yang berbeda diketahui

dapat menginfeksi berbagai macam pejamu baik hewan ataupun

tumbuhan yang spesifik, termasuk prokariotik dan setidaknya satu alga

eukariotik dan satu protozoa. Partikel mirip-virus yang tampak tidak

memiliki fase ekstraselular yang infeksius telah ditemuka pada fungi,

juga pada beberapa genus alga.

Sejumlah penyakit tumbuhan yang menular disebabkan oleh viroid

(molekul RNA yang kecil, beruntai-tunggal dan membentuk lingkaran

tertutup secara kovalen; yang muncul sebagai struktur mirip batang

dengan banyak pasangan basa; viroid tidak memiliki kapsid. Viroid


memiliki ukuran beragam, mulai dari 246 hingga 375 nukleotid.

Bentuk viroid diluar sel berupa RNA telanjang tanpa selubung kapsid

apa pun. Molekul RNA tidak memiliki gen penyandi-protein sehingga

viroid sepenuhnya bergantung pada kemampuan sel pejamu untuk

bereplikasi. RNA viroid digandakan oleh RNA polymerase yang

bergantung pada DNA dari tumbuhan inang. Penguasaan enzim ini

mungkin berperan dalam patogenesis virus.

RNA viroid menunjukkan adanya urutan basa dengan susunan

terbalik (inverted repeat) suatu sifat khas transposan (transposable

element) dalam retrovirus. Jadi, virus ini terbentuk dari transposable

element atau retrovirus dengan cara delesi (pemotongan) pada fragmen

basa di bagian tengah.

Virus sering diperdebatkan statusnya sebagai makhluk hidup

karena ia tidak dapat menjalankan fungsi biologisnya secara bebas.

Karena karakteristik khasnya ini virus selalu terasosiasi dengan

penyakit tertentu, baik pada manusia (misalnya virus influenza dan

HIV), hewan (misalnya virus flu burung), atau tanaman (misalnya

virus mosaik tembakau/TMV).

C. PRION

Beberapa penemuan besar dalam tiga decade terakhir telah membawa kita

kepada karakterisasi molecular dan genetic agen pembawa yang menyebabkan

scrapie , penyakit penurunan fungsi saraf pusat pada domba. Hasil penelitian


http://id.wikipedia.org/wiki/Virus_mosaik_tembakau

http://id.wikipedia.org/wiki/Flu_burung

http://id.wikipedia.org/wiki/HIV

http://id.wikipedia.org/wiki/Influenza

telah menemukan protein spesifik-scrapie di dalam preparat otak domba yang

terinfeksi yang mampu menunjukkan gejala penyakit ini pada domba –domba

yang sebelumnya belum terinfeksi. Usaha untuk menemukan komponen lain

seperti asam nukleat menemui kegagalan. Untuk membedakan agen inin dari

virus dan viroid, istilah prion dikenalkan untuk menekankan sifat alami agen ini

yang menular dan berhubungan erat dengan protein. Bentuk selular protein prion

(PrPc) disandi oleh DNA kromosom pejamunya. PrPc adalah sialoglikoprotein

dengan berat molekul antara 33.000-35.000 dengan isi struktur sekunder

dalam jumlah banyak yang sensitive terhadap protease dan dapat

larut dalam deterjen. PrPc diekspresikan pada permukaan neuron dengan bantuan

glikosifosfatidil inositol yang melekat pada otak yang terinfeksi maupun yang tak

terinfeksi. Isoform abnormal dari protein ini (PrPc) merupakan satu-satunya

komponen prion yang diketahui dan dikaitkan dengan kemampuna transmisinya.

Isoform yang abnormal ini berbeda secara fisik dengan isoform selular yang

normal, dilihat dari isinya yang kaya akan β sheet , sifatnya yang tidak larut

dalam deterjen, kecenderungannya untuk berkumpul dan resistansi partialnya

terhadap proteolisis. Sebuah protein hipotetikal yang disebut “protein X”

dipercaya berinteraksi dengan bagian PrPc dan membantu perubahannya menjadi

PrPres.

Terdapat pula beberapa penyakit penting lainnya yang disebabkan prion,

diantara Kuru, Creutzfeldt-Jakob disease (CJD), Gerstmann-Straussler-Scheinker

disease, dan insomnia familial yang fatal bagi manusia. Bovine spongiform


encephalopathy(BSE) yang diduga berasal dari pangan dan pupuk yang terbuat

dari olahan kotoran domba, telah mengakibatkan kematian lebih dari 170.000

ekor sapi di Inggris dan Perancis. Gambaran umum seluruh penyakit ini adalah

konversi sialoglikoprotein yang disandi oleh penjamunya menjadi bentuk yang

resistan terhadap protease sebagai akibat dari infeksi.

Penyakit prion pada manusia amat unik karena muncul sebagain penyakit

genetis yang menular dan sporadic. Penelitian biologis tentang prion merupakan

wilayah penting dari investigasi biomedis yang sedang berkembang.

D. PROKARIOT

Prokariot ukurannya relatif kecil, umumnya berdiameter sekitar 1µm, dan

tidak memiliki membran nukleus. DNA pada hampir seluruh bakteri berbentuk

lingkaran dengan keliling sekitar 1 mm yang merupakan kromosom prokariot.

Sebagian besar prokariot hanya memiliki kromosom tunggal. DNA kromosom

harus dilipat-lipat lebih dari ribuan lipatan agar muat di dalam membrane sel

prokariot. Lipatan-lipatan tersebut mungkin berurutan dan mungkin membawa

area DNA yang spesifik berdekatan. Area khusus di dalam sel yang mengandung

DNA disebut nukleoid dan dapat dilihat dengan mikroskop elektron, juga dengan

mikroskop cahaya. Beberapa prikariot membentuk subselular yang terikat pada

membrane dengan fungsi khusus, seperti kromatofor pada bakteri fotosintetik.

Membrane yang menyelubungi area spesifik tersebut merupakan perluasan dari

membrane sel.


KEANEKARAGAMAN PROKARIOT

Ukuran prokariot yang kecil membatasi jumlah informasi genetic

yang dapat dimuat. Data trerbaru berdasarkan pengurutan genom

menunjukkan bahwa jumlah gen di dalam suatu prokariot dapat bervariasi

mulai dari 468 pada Mycoplasma genitalium hingga 4288 pada

Escherichia coli, dan banyak dari gen-gen ini yang digunakan untuk

fungsi-fungsi penting, seperti produksi energy, pembentukan

makromolekular, dan replikasi selular. Setiap prokariot membawa gen

relative sedikit yang memungkinkan akomodasi fisiologis organisme

tersebut terhadap lingkungannya. Cakupan habitat yang potensial bagi

prokariot amatlah luas, dan masing-masing memiliki kemampuan khusus

untuk bertahan pada tempat yang spesifik.


Escherichia coli

Cakupan tempat bagi prokariot didasarkan atas cara yang

digunakan prokariot tersebut untuk menghasilkan energy metabolik. Sinar

matahari adalah sumber energi utama bagi kehiupan. Beberapa prokariot

seperti bakteri ungu mengubah energy cahaya menjadi energy metabolik

pada lingkungan tanpa oksigen. Prokariot lain misalnya bakteri hijau-biru

(cyanobacteria), menghasilkan oksigen yang dapat menyediakan energi

melalui proses respirasi pada kondisi tanpa cahaya. Organisme aerob

bergantung pada respirasi oksigen untuk menghasilkan energy. Beberapa

organisme anaerob mampu menggunakan akseptor electron selain

oksigen untuk berespirasi. Banyak sel anaerob melakukan fermentasi

ulang yaitu proses pembentukan energi melalui penyusunan metabolik dari

subsrat pertumbuhan kimia. Cakupan kimiawi yang amat banyak dari

substrat pertumbuhan yang amat potensial bagi perkembangan aerob

maupun anaerob tercermin dalam keanekaragaman prokariot yang telah

mampu beradaptasi terhadap penggunaan substrat ini.

KOMUNITAS PROKARIOT

Strategi bertahan hidup yang berguan bagi spesialis adalah dengan

bergabung ke dalam konsorsia, yaitu susunan karakter fisiologis dari

organism yang berbeda yang memberikan kontribusi agar kelompok

tersebut dapat bertahan hidup sebagai satu kesatuan. Bila organism yang

tergabung dalam komunitas yang terkait secara fisik berasal langsung dari

makhluk unisel, komunitas tersebut merupakan klon yang mampu

menampung hingga 108 sel. Biologi pada komunitas semacam ini berbeda


secara substansial dari bentuk sel tunggalnya. Misalnya klon dengn

sejumlah besar sel memastikan paling tidak satu sel membawa varian dari

sebuah gen dalam kromosom. Sehingga variabilitas genetika sebagai

sumber proses evolusioner yang kita sebut seleksi alam terjamin

keberadaannya di dalam suatu klon. Sekumpulan sel dalam suatu klon juga

lebih memungkinkan untuk memberikan perlindungan fisiologis bagi

setidaknya sebagian anggota klonnya. Misalnya, polisakarida ekstraseluler

mampu memberikan perlindungan terhadap agen yang mematikan seperti

antibiotika atau ion logam berat. Sejumlah besar polosakarida yang

dihasilkan oleh banyak sel dalam suatu klon memungkinkan sel-sel di

bagian dalam untuk bertahan hidup terhadap pajanan agen mematikan

dalam konsentrasi yang dapat mematikan sel tunggal.

Banyak bakteri melakukan komunikasi antarsel yang disebut

penginderaan kuorum (quorum sensing) untuk mengatur transkripsi gen

yang terlibat dalam berbagai proses fisiologis, termasuk bioluminesens,

transfer conjugal plasmid, dan produksi determinan virulensi.

Penginderaan kuorum bergantung pada produksi satu atau lebih molekul

sinyal yang mampu berdifusi, yang dinamakan autoinducer atau feromon

yang memungkinkan sebuah bakteri untuk memonitor

kepadatanpopulasinya sendiri. Ini merupakan salah satu contoh perilaku

multiseluler pada prokariot.

Prokariot mampu bertukar “paket” kecil berisi informasi genetic

yang dapat dibawa oleh plasmid, elemen genetic kecil dan khusus yang


mampu bereplikasi dalam setidaknya satu baris sel prokariot. Pada

beberapa kasus, plasmid bisa ditransfer dari satu sel ke sel lain sehingga

dapat membawa sekumpulan informasi genetic yang khusus dalam suatu

populasi. Beberapa plasmid memiliki broad host range yang luas yang

memungkinkan mereka menyampaikan serangkaian gen ke organism lain.

Salah satu yang mendapat perhatian khusus adalah plasmid resistan obat

yang dapat membuat bakteri lain menjadi resistan terhadap pengobatan

dengan menggunakan antibiotika.

Strategi yang digunakan sederet sel prokariot tunggal untuk

bertahan hidup bisa menimbulkan sejumlah interaksi dengan organism

lain, termasuk di dalamnya hubungan simbiotik yang dicontohkan oleh

pertukaran nutrisi yang kompleks di antara organism yang menempati usus

manusia. Pertukaran ini bersifat saling menguntungkan. Namun interaksi

parasitistik dapat membahayakan pjamunya karena dapat mengakibatkan

hilangnya beberapa fungsi yang dapt mencegah pertumbuhan simbion atau

parasit saat terlepas dari pejamunya. Contohnya adalah mycoplasma yaitu

prokariot yang telah kehilangan kemampuan untuk membentuk dinding

sel. Adaptasi organism ini dalam lingkungan pejamunya mengakibatkan

bergabungnya sejumlah besar kolesterol ke dalm membrane selnya.

Contoh simbion bakteri yang paling umum adalah kloroplas dan

mitokondria. Nenek moyang dari organel-organel tersebut adalah

endosimbion. Buktinya prokariot yang menjalin simbiosis dalam

membrane sel pejamunya berupa eukariot lampau. Adanya replica-replika


organel tersebut mungkin merupakan factor yang menyebabkan ukuran sel

eukariot menjadi relative besar dan mempunyai kapasitas untuk

melakukan spesialisasi suatu sifat yang digambarkan secara gamblang

dalam evolusi proses diferensiasi organism multiselular.

KLASIFIKASI PROKARIOT

Harus diperhatikan bahwa setiap karakteristik prokariot dapat

dijadikan criteria yang potensial untuk proses klasifikasi. Namun tidak

semua kriteria sama efektifnya dengan pengelompokan suatu

organism. Contonya adalah kepemilikan DNA, merupakan kriteria

yang tidak berguna untuk membedakan organism karena semua sel

mengandung DNA. Keberadaan plasmid dengan cakupan pejamu yang

luas juga merupakan kriteri yang kurang baik karena plasmid semacam

ini dapat ditemukan di berbagai pejamu dan tidak harus ada setiap saat.

Kriteria yang baik bisa bersifat struktural, fisiologis, biokimiawi, atau

genetika. Spora adalah kriteria struktural yang paling baik karena

sebagian struktur bakteri yang dikenali membentuk spora. Tes

biokimia pewarnaan Gram, adalah kriteria yang efektif karena respon

yang dihasilkan menunjukkan perbedaan yang kompleks sekaligus

fundamental pada permukaan sel bakteri sehinngga membagi seluruh

bakteri ke dalam dua kelompok besar.

BAKTERI DAN ARKHAEBAKTERIA

Bakteri dan Arkhaebakteria merupak subdivisi utama pada

prokariot. Kebanyakan penelitian difokuskan terhadap bakteri,


sedangkan arkhaebakteria cenderung kurang mendapat perhatian

hingga saat ini karena sulitnya meneliti sampel kelompok ini dalam

laboratorium. Beberapa jenis arkhaebakteria mati jika terkena kontak

langsung dengan oksigen, dan yang lain hanya bisa tumbuh pada

temperature di atas titik didih air. Sebelum bukti molecular ditemukan,

pengelompokan arkhaebakteria ini tampak jelas berbeda. Metanogen

berperan dalam respirasi anaerob yang meningkatkan kadar metana;

halofil yang membutuhkan konsentrasi garam yang amat tinggi agar

bisa tumbuh, dan temoasidofil yang membutuhkan temperature dan

kadar asam tinggi. Saat ini telah diketahui bahrwa prokariot ini

mempunyai cirri-ciri pembawaan biokimiawi yang memisahkan

mereka dari kelompok organism yang lain. Cirri pembawaan yang

dimiliki bersama oleh arkhaebakteria maupun eukariot adalah adanya

intron (segmen DNA yang memotong DNA di dalam sel) di dalam

gen. Fungsi intron tidak diketahui secara pasti. Yang jelas intron

merupakan karakteristik dasar yang dimiliki oleh DNA baik pada

arkhaebakteriamaupun eukariot. Cirri pembawaan yang umum ini

menimbulkan anggapan bahwa nucleus eukariot berasal dari nenek

moyang arkhaebakteria.



Metanogen

halofil

E. BAKTERI

Struktur Bakteri

Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu:

Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri)

Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA,

dan granula penyimpanan

Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu) Meliputi

kapsul, flagelum, pilus, fimbria, klorosom, Vakuola gas dan

endospora.

Struktur dasar sel bakteri

Struktur dasar bakteri :

a. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein

dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri

menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan

bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).


b. Membran plasma adalah membran yang menyelubungi

sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein.

c. Sitoplasma adalah cairan sel.

d. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma,

tersusun atas protein dan RNA.

e. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan

makanan yang dibutuhkan.

Struktur tambahan bakteri :

Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis

bakteri tertentu, bila

lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut

lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan

air.

Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau

spiral yang menonjol dari dinding sel.


Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang

menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih

pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan

hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur

sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.

Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma

dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses

fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan

fotosintesis.

Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan

berfotosintesis.

Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri

gram positif dan terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak

menguntungkan bagi kehidupan bakteri. Endospora mengandung

sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora

yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan

terhadap kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika

kondisi lingkungan menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi

sel bakteri baru.

Bentuk Bakteri


Bentuk dasar bakteri terdiri atas bentuk bulat (kokus), batang (basil),dan spiral

(spirilia) serta terdapat bentuk antara kokus dan basil yang disebut kokobasil.

Berbagai macam bentuk bakteri :

1. Bakteri Kokus :

Kokus

a. Monokokus yaitu berupa sel bakteri kokus tunggal

b. Diplokokusyaitu dua sel bakteri kokus berdempetan

c. Tetrakokus yaitu empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat.

d. Sarkina yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus

e. Streptokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk

rantai.

f. Stapilokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan seperti buah

anggur


http://gurungeblog.files.wordpress.com/2008/11/kokus.jpg

2. Bakteri Basil :

basil

a. Monobasil

yaitu berupa sel bakteri basil tunggal

b. Diplobasil yaitu berupa dua sel bakteri

basil berdempetan

c. Streptobasil yaitu beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai

3. Bakteri Spirilia :


http://gurungeblog.files.wordpress.com/2008/11/basil.jpg

spirilia

a. Spiral yaitu bentuk sel bergelombang

b. Spiroseta yaitu bentuk sel seperti sekrup

c. Vibrio yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma

Alat Gerak Bakteri

Alat gerak pada bakteri berupa flagellum atau bulu cambuk adalah struktur

berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. Flagellum

memungkinkan bakteri bergerak menuju kondisi lingkungan yang

menguntungkan dan menghindar dari lingkungan yang merugikan bagi

kehidupannya.

Flagellum memiliki jumlah yang berbeda-beda pada bakteri dan letak yang

berbeda-beda pula yaitu


http://gurungeblog.files.wordpress.com/2008/11/spirilia.jpg

1. Monotrik : bila hanya berjumlah satu

2. Lofotrik : bila banyak flagellum disatu sisi

3. Amfitrik : bila banyak flagellum dikedua ujung

4. Peritrik : bila tersebar diseluruh permukaan sel bakteri

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri

Pertumbuhan pada bakteri mempunyai arti perbanyakan sel dan peningkatan

ukuran populasi.

Faktor–faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri atau kondisi untuk

pertumbuhan optimum adalah :

1. Suhu

2. Derajat keasaman atau pH

3. Konsentrasi garam

4. Sumber nutrisi

5. Zat-zat sisa metabolism

6. Zat kimia

Hal tersebut diatas bervariasi menurut spesies bakterinya.


Cara Perkembangbiakan bakteri:

Bakteri umumnya melakukan reproduksi atau berkembang biak secara aseksual

(vegetatif = tak kawin) dengan membelah diri. Pembelahan sel pada bakteri

adalah pembelahan biner yaitu setiap sel membelah menjadi dua.

Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan

bakteri lainnya.

Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi DNA.

Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu:

1. Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja

dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.

transformasi


http://gurungeblog.files.wordpress.com/2008/11/transformasi.jpg

2. Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri

lainnnya dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus

bakteri).

transduksi

3. Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung

melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel

bakteri yang berdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.


http://gurungeblog.files.wordpress.com/2008/11/transduksi.jpg

http://gurungeblog.files.wordpress.com/2008/11/konjugasi.jpg

F. PROTISTA

1. Arkhaezoa

Beberapa protista tidak memiliki mitokondria, dan pengamatan

mengarahkan kita ke hipotesis bahwa garis keturunan organisme-organisme

terpiah sebelum kejadian endosimbiotik yang menghasilkan mitokondria. Baik

sistem delapan kingdom maupun rancangan calon kingdom menyatukan

protista yang tidak memiliki mitokondria ke dalam Kingdom Arkhaezoa.

Nama arkhaezoa menunjukan suatu nenek moyang yang kuno. Tetapi

arkhaezoa yang masih ada pada saat ini bukanlah organisme kuno; arkhaezoa

merupakan organisme modern seperti manusia. Akan tetapi seperti semua

organisme, arkhaezoa telah berkembang dalam konteks batasan historis, yang

mengadaptasikan peralatan yang sudah ada pada nenek moyang.

Salah satu subkelompok arkhaezoa yang disebut diplomonad memiliki

flagela, dua inti yang terpisah, tidak ada mitokondria, tidak ada plastida, dan

sitoskeleton sederhana. Salah satu diplomonad, suatu parasit yang disebut

Giardia Lamblia, menginfeksi usus manusia yang menyebabkan kejang

abdominal dan diare hebat. Giardia terutama ditularkan dalam air yang

terkontaminasi oleh feses manusia.

Kajian RNA ribosom sangat kuat mendukung hipotesis bahwa Giardia

dan diplomonad lainnya adalah relik (peninggalan) hidup suatu garis

keturunan awal eukariota-perwakilan modern “eksperimen” evolusioner yang

terjadi dekat dengan dasar pohon silsilah eukariotik. Namun demikian, apakah

nenek moyang diplomonad mendahului kemunculan mitokondria masih


dipertanyakan. Bukti-bukti baru menyatakan bahwa Giardia dan beberapa

protista lain yang tidak memiliki mitokondria memiliki gen yang pernah

mengkode protein mitokondria.

Terdapat tiga kelompok arkhaezoa yaitu :

1. Diplomonad (misalnya, Giardia)

2. Trikomonad

3. Mikrosporidian

2. Euglenozoa

Protista dengan flagela umumnya disebut flagelata, suatu istilah yang

tidak digunakan dalam taksonomi formal. Sistematika molekuler menyatakan

bahwa dua kelompok flagelata, yang disebut euglenoid dan kinetoplastida,

menyusun calon kingdom monofiletik Euglenozoa. Euglenoid (Euglena dan

kerabat dekatnya) dicirikan dengan adanya suatu kantung anterior, atau ruang,

tempat munculnya satu atau dua flagela. Paramilum, suatu polimer glukosa

yang berfungsi sebagai suatu molekul penyimpanan, juga merupakan

karakteristik euglenoid. Euglena utamanya bersifat autrotof, akan tetapi

banyak diantara euglenozoa bersifat miksotrofik atau heterotrofik, yaitu

menyerap molekul organik dari lingkungannya atau menelan mangsanya

melalui fagositosis.

Kinetoplastida memiliki sebuah mitokondria besar yang berhubungan

dengan suatu organel unik, kinetoplas, yang menyimpan DNA ekstranukleus.

Kinetoplastida bersimbiosis dan beberapa diantaranya bersifat patogen bagi


inangnya. Sebagai contoh, spesies Trypanosoma menyebabkan penyakit tidur

Afrika, suatu penyakit manusia yang menyebar melalui gigitan lalat tsetse.

Terdapat dua kelompok Euglenozoa, yaitu :

1. Euglenoid (misalnya, Euglena)

2. Kinetoplastida (misalnya, Trypanosoma)

3. Alveolata

Calon kingdom monofiletik lain yang muncul dari sistematika molekuler,

Alveolata, menyatukan sekelompok flagelata fotosintetik (dinoflagelata),

sekelompok parasit (apikompleksa), dan kelompok eukariota yang berbeda

yang bergerak menggunakan silia (siliata). Alveolata memiliki rongga kecil

yang terbungkus membran (alveoli) dibawah permukaan selnya. Fungsi

alveoli masih belum diketahui; kemungkinan alveoli membantu menstabilkan

permukaan sel dan mengatur kandungan air dan ion selnya.

Dinoflagelata

Diniflagelata merupakan komponen yang berlimpah pada padang

fitoplankton perairan yang sangat luas. Fitoplankton mengapung dekat

permukaan air dan menjadi dasar bagi sebagian besar rantai makanan di lautan

dan air tawar.

Bloom-ledakan pertumbuhan populasi-Dinoflagelata menyebabkan pasang

merah pada perairan pantai. Bloom berwarna merah kecoklatan atau oranye-


merah muda akibat adanya pigmen yang dominan (xantofil) dalam kloroplas

dinoflagelata. Toksin yang dihasilkan dari beberapa organisme pasang merah

telah menyebabkan terbunuhnya avertebrata dan ikan secara besar-besaran,

dan juga dapat berdampak mematikan bagi manusia. Satu spesies khusus yang

sangat berbahaya, disebut Pfiesteria piscicida, sesungguhnya adalah

karnivora. Saat bloom terjadi, toksin Pfisteria piscicida akan membuat ikan

kaku, dan dinoflagelata tersebut akan memakan cairan tubuh mangsanya.

Diantara ribuan spesies dinoflagelata yang diketahhui, sebagian besarnya

adalah uniseluler, akan tetapi banyak diantaranya berbentuk koloni. Mmasing-

masing spesies dinoflagelata memiliki suatu bentuk khusus yang diperkuat

oleh lempengan selulosa internal. Denyutan dua flagela dalam alur tegak lurus

pada armor (lapis baja) ini menghasilkan suatu gerakan berputar, yang

menjadi dasar penamaan organisme-organisme tersebut.

Sejumlah dinoflagelata hidup sebagai simbion mutualistik dengan hewan

yang disebut cnidaria yang membangun terumbu karang; keluaran fotosistesis

dinoflagelata merupakan sumber makanan utama untuk komunitas karang

tersebut. Dinoflagelata lainnya yang tidak memiliki kloroplas dan hidup

sebagai parasit dalam hewan laut. Sejumlah dinoflagelata heterotrofik, seperti

Pfiesteria, dapat menjadi autrotopik untuk sementara waktu dengan cara

mengekstraksi kloroplas dari protista fotosintetik.


Apikompleksa

Semua apiklompeksa (dahulu disebut sporozoa) adalah parasit pada

hewan. Bahkan beberapa diantaranya menyebabkan penyakit serius pada

manusia. Parasit itu tersebar sebagai sel infeksi yang sangat kecil yang disebut

sporozoit. Seperti yang terlihat dengan mikroskop elektron, salah satu ujung

(apeks) sel sporozoit itu mengadung organel-organel kompleks yang

dikhususkan untuk menembus sel-sel dan jaringan inang (demikian asal nama

Apikompleksa). Sebagian besar apikompleksa memiliki siklus hidup yang

rumit dengan tahapan seksual dan aseksual, dan siklus ini seringkali

memerlukan dua atau lebih spesies inang yang berbeda untuk menyelesaikan

siklus tersebut. Suatu contohnya adalah Plasmodium, parasit yang

menyebabkan malaria. Merebaknya malaria telah sangat menurun pada tahun

1960-an berkat penggunaan insektisida yang menurunkan populasi nyamuk

Anopheles, yaitu penyebar penyakit tersebut, dan oleh obat-obatan yang

membunuh parasit itu pada manusia. Akan tetapi, perbanyakan varietas yang

resisten dari spesies nyamuk maupun Plasmodium menyebabkan munculnya

kembali penyakit malaria. Setiap tahun sekitar 300 juta orang terinfeksi di

daerah tropis, dan hingga 2 juta orang mati akibat penyakit tersebut.

Telah dilakukan banyak penelitian mengenai kemungkinan produksi

vaksin malaria, namun hasilnya tidak menggembirakan. Plasmodium adalah

parasit yang sangat licin. Plasmodium menghabiskan sebagian besar waktunya

dalam hati manusia dan sel darah. Dengan demikian, Plasmodium

bersembunyi dari sistem kekebalan inang. Permasalahan itu ditambah lagi


dengan perubahan-perubahan pada protein permukaan Plasmodium (parasit ini

secara terus menerus mengubah wajah yang diperlihatkannya pada sistem

kekebalan orang yang terinfeksi. Identifikasi terbaru pada gen yang

kelihatannya menyebabkan resistensi terhadap khlorokuin suatu obat

antimalaria, dapat mengarah pada penghambatan resistensi obat pada

Plasmodium. Penemuan terbaru lainnya telah merangsang implikasi

evolusioner dan medis. Suatu tim ahli biologi molekuler yang dipimpin oleh

Sabine Kohler dari University of Pennsylvania menemukan bahwa

Plasmodium dan beberapa apikompleksa lainnya mengandung suatu plastida

yang kemungkinan diperoleh nenek moyang apikompleksa dari suatu alga

hijau melalui endosimbiosis. Segera setelah para peneliti menemukan fungsi

kritis yang dilakukan oleh plastida untuk sel inangnya, terbuka kemungkinan

bagi mereka untuk mengembangkan obat antimalaria baru yang membidik

fungsi tersebut.

Siklus hidup Plasmodium :

1. Nyamuk Anopheles betina menggigit orang yang terinfeksi malaria dan

mengambil gametosit Plasmodium bersama dengan darah.

2. Gamet akan terbentuk dari gametosit jantan dan betina; fertilisasi terjadi

dalam saluran pencernaan nyamuk tersebut, dan kemudian terbentuk

sebuah zigot. Zigot adalah satu-satunya tahapan diploid dalam siklus

hidupnya.


3. Oosista yang berasal dari zigot berkembang dalam dinding perut nyamuk.

Ribuan sporozoit berkembang dalam oosista dan kemudian bermigrasi ke

kelenjar ludah nyamuk tersebut.

4. Nyamuk yang terinfeksi menggigit orang yang lainnya, menginfeksi

korban dengan sporozoit Plasmodium.

5. Sporozoit masuk ke dalam sel hati korban. Setelah beberapa hari,

sporozoit mengalami pembelahan berkali-kali untuk menjadi merozoit,

yang kemudian menggunakan kompleks apikalnya itu untuk menembus sel

darah merah korban.

6. Merozoit tumbuh dan membelah secara aseksual sehingga menghasilkan

banyak sekali merozoit baru, yang secara berulang-ulang memecahkan sel

darah merah dengan interval 48 atau 72 jam (tergantung pada spesienya).

Hal ini akan menyebabkan penderita mengalami demam dan menggigil

secara periodik. Beberapa merozoit menginfeksi sel darah merah baru.

7. Beberapa merozoit membelah membentuk gametosit, yang

mmenyelesaikan siklus kehidupannya dalam seekor nyamuk betina baru.

8. Kembali ke tahap awal (membentuk siklus).

Siliata (Ciliophora)

Sebuah kelompok yang terdiri atas protista yang beraneka ragam yang

umu disebut siliata dicirikan oleh penggunaan silia untuk bergerak dan mencari

makan. Sebagian besar siliata, atau siliofora, hidup sebagai sel soliter dalam air

tawar. Beda jauh dengan sebagian besar flagela, silia relatif lebih pendek. Silia


berasosiasi dengan suatu sistem submembran mikrotubul yang dapat

mengkoordinasikan pergerakan ribuan silia.

Pengelompokan sitoskeleton dan komponen lainnya dalam korteks sel

(lapisan luar sitoplasma) yang memberikan informasi yang mengatur silia dalam

pola spesifik selama sel itu tumbuh. Ketika peneliti melakukan bedah mikro untuk

mengeluarkan sepotong korteks dan kemudian menyisipkan kembali potongan itu

dengan polaritas relatif pada ujung sel secara terbalik, hal itu menyebabkan

terbaliknya pula pola silia yang berkembang pada lokasi tersebut, bahkan setelah

pembelahan sel beberapa generasi. Dalam mekanisme perkembangan ini, yang

disebut sitotaksis, organisasi sitoplasmiklah, dan bukannya gen yang memberikan

informasi yang diwariskan.

Beberapa siliata seluruhnya ditutupi oleh barisan silia, sementara yang

lainnya memiliki silia yang berkelompok membentuk lebih sedikit barisan atau

membentuk berkas. Susunan silia yang spesifik mengadaptasikan siliata menurut

gaya hidup yang sangat beraneka ragam. Beberapa spesies, misalnya, bergerak

dengan menggunakan struktur menyerupai kaki yang dibentuk dari pengikatan

banyak silia. Organisme lain seperti Stentor, memiliki baarisan silia yang rapat

yang secara bersama-sama berfungsi sebagai lokomotor membranel. Siliata

merupakan sel yang paling kompleks diantara sel lainnya.

Suatu ciri yang unik pada genetika siliata adalah adanya dua jenis nukleus,

yaitu satu makronukleus yang besar dan beberapa mikronukleus yang sangat kecil.

Makronukleus memiliki 50 atau lebih salinan genom. Gen ini tidak tersebar dalam


kromosom tipikal akan tetapi terbungkus dalam kumpulan unit kecil dengan

jumlah yang lebih besar, masing-masing dengan ratusan salinan dari hanya

segelintir gen. Makronukleus mengatur fungsi sehari-hari sel dengan cara

mensintesis RNA. Makronukleus juga penting untuk reproduksi aseksual. Siliata

umumnya bereproduksi melalui pembelahan biner. Makronukleus memanjang dan

kemudian membelah selama pembelahan biner, dan tidak melakukan pembelahan

mitosis. Beberapa spesies Paramecium memiliki satu sampai 80 bentuk

mikronukleus, yang tidak berfungsi dalam pertumbuhan, pemeliharaan, dan

reproduksi aseksual sel, tetapi diperlukan untuk proses seksual yang menghasilkan

keanekaragaman genetik. Pertukaran gen secara seksual terjadi selama proses

yang dikenal dengan nama konjugasi.

Rekombinasi genetik dan konjugasi pada Paramecium caudatum :

1. Dua individu dari strain yang cocok untuk kawin mengatur diri saling

berdampingan dan menyatu sebagian

2. Mikronukleus dalam masing-masing individu mengalami meiosis untuk

menghasilkan empat mikronukleus haploid

3. Salah satu dari mikronukleus ini akan membelah secara mitosis, dan tiga

yang lainnya akan hancur

4. Pasangan tersebut kemudian mempertukan satu mikronukleus

5. Singami akan terjadi ketika mikronukleus yang didapatkan oleh sel dari

pasangannya menyatu dengan sisa mikronukleus lainnya, yang

membentuk suatu nukleus diploid baru dengan campuran kromosom yang

berasal dari keduanya. Pasangan itu kemudian berpisah


6. Mulai sekarang hanya satu pasangan yang ditunjukan. Dari sebuah

mikronukleus baru dalam satu individu, tiga pembelahan mitosis yang

beurutan menghasilkan delapan mikronukleus yang identik

7. Selanjutnya, pada masing-masing sel makronukleus yang asli akan hancur.

Empat mikronukleus berkembang menjadi makronukleus baru dengan cara

replikasi DNA berulang-ulang tanpa pembelahan nukleus. Empat yang

lainnya yang tersisa masih tetap sebagai mikronukleus

8. Setelah pembelahan dua sel (tanpa pembelahan nukleus), makronukleus

dan mikronukleus yang baru dibagi-bagikan kedalam masing-masing

empat individu sel baru untuk berkonjugasi seperti semula. Perhatikan

bahwa kedelapan individu yang akhirnya dihasilkan dari satu konjugasi

adalah identik secara genetik. Akan tetapi kedelapan inddividu itu

memiliki susunan genetik berbeda dari kedua sel awal berkonjugasi.

Terdapat tiga kelompok alveolata, yaitu :

1. Dinoflagelata (misalnya, Pfiesteria)

2. Apikompleksa (misalnya, Plasmodium)

3. Siliata (misalnya, Paramaecium)

4. Pseudopodia

Tiga kelompok yang telah kita bahas pada bagian ini menggambarkan

sebagian dari keanekaragaman eukariota uniseluler yang sangat luar biasa


banyaknya, yang bergerak dan seringkali mencari makan dengan penjuluran

seluler yang disebut pseudopodia atau kaki semu. Kebanyakan organisme itu

adalah heterotrof yang secara aktif mencari dan mengkonsumsi bakteri,

protista lain, dan detritus (bahan organik mati). Terdapat juga spesies

simbiotik, yang mencakup beberapa parasit yang menyebabkan penyakit pada

manusia.

Rhizopoda (Amoeba)

Rhizopoda, yang lebih sering disebut dengan amoeba, semuanya uniseluler

dan menggunakan pseudopodia (kaki semu) untuk bergerak dan makan).

Pseudopodia sebenarnya bisa muncul dari mana saja pada permukaan sel.

Ketika amoeba bergerak, amoeba akan menjulurkan pseudopodia dan

mengaitkan ujungnya dan kemudian mengeluarkan lebih banyak sitoplasma ke

dalam pseudopodia. Sitoskeleton yang terdiri dari mikrotubul dan

mikrofilamen, berfungsi dalam pergerakan amoeboid. Aktivitas pseudopodia

terlihat kacau, akan tetapi sesungguhnya amoeba menunjukan pergerakan

yang terarah ketika mereka merayap menuju suatu sumber makanan. Beberapa

amoeba hidup di dalam suatu cangkang protein yang mereka sekresikan

sendiri. Pseudopodia menjulur ke luar melalui suatu lubang yang terdapat

pada cangkang, yang pada beberapa spesies dilapisi dengan butiran pasir

halus.

Pembelahan meiosis dan seks tidak diketahui terjadi pada amoeba.

Organisme ini bereproduksi secara aseksual melalui berbagai mekanisme

pembelahan sel. Benang spindel terbentuk, tetap tahapan yang tipikal pada


pembelahan mitosis tidak tampak pada amoeba. Pada beberapa genus,

contohnya, selubung nukleus tetap ada selama pembelahan sel.

Amoeba hidup di lingkungan air tawar maupun air laut dan juga sangat

banyak terdapat pada tanah. Kebanyakan amoeba hidup bebas, akan tetapi

beberapa diantaranya merupakan parasit yang penting, termasuk Entamoeba

histolytica yang menyebabkan disentri amoeboik pada manusia. Organisme-

organisme tersebut menyebar melalui makanan, air minum, atau peralatan

makanan yang terkontaminasi.

Aktinopoda

Aktinopoda berarti kaki berkas, yaitu istilah bagi pseudopodia kecil yang

disebut aksopodia yang memancar dari protista yang luar biasa cantiknya.

Aksopodia pada sebagian besar aktinopoda merupakan bagian dari skeleton

yang banyak hiasannya, yang terutama terdapat disebelah dalam. Masing-

masing aksopodia diperkuat oleh suatu bundel mikrotubul yang ditutupi oleh

suatu lapisan tipis sitoplasma. Sebagian besar aktinopoda bersifat planktonik,

dan penjulurannya meningkatkan luas permukaan sel yang mengadakan

kontak dengan air disekitarnya, yang membantu organisme itu mengapung dan

mencari makan. Protista yang lebih kecil dan mikroorganisme lainnya

menempel ke aksopodia dan difagositosis oleh lapisan tipis sitoplasma

tersebut. Aliran sitoplasmik kemudian akan membawa mangsa yang ditelan ke

dalam bagian utama sel tersebut.

Sebagian besar heliozoa (hewan matahari) hidup dalam air tawar. Rangka

heliozoa terdiri dari lempengan yang tidak menyatu, yang mengandung silika


(seperti kaca) atau kitin. Istilah radiolaria (tidak digunakan dalam taksonomi

formal) mengacu pada beberapa kelompok yang sebagian besar adalah

aktinopodanlaut dengan rangka yang menyatu membentuk satu potongan

halus, yang umumnya terbuat dari silika. Setelah aktinopoda mati, rangkanya

mengendap di dasar laut, kemudian terakumulasi sebagai lumpur yang

ketebalannya pada beberapa lokasi mencapai ratusan meter.

Foraminifera

Foraminifera, atau foran, hampir semuanya merupakan hewan laut.

Sebagian besar spesies hidup dalam tumpukan pasir atau melekatkan dirinya

ke batuan atau alga, akan tetapi beberapa juga banyak terdapat dalam

plankton. Foraminifera dinamai menurut cangkangnya yang berpori.

Cangkang itu umumnya mengandung banyak ruangan dan terdiri atas bahan

organik yang mengeras karena kalsium karbonat. Untaian sitoplasma

(pseudopodia) memanjang melalui pori tersebut, berfungsi untuk berenang,

pembentukan cangkang, dan untuk makan. Banyak diantara foram juga

mendapatkan makanan dari fotosintesis alga simbiotik yang hidup di dalam

cangkang tersebut.

Sembilan puluh persen dari seluruh spesies foram yang diidentifikasi

merupakan fosil. Bersama-sama dengan sisa-sisa protista lainnya yang telah

mengeras dan mengandung kalsium karbonat, cangkang foram yang menjadi

fosil itu merupakan komponen sedimen lautan, yang mencakup batuan

sedimen yang sekarang merupakan pembentuk tanah. Fosil foram merupaka


marker (penanda) yang sangat baik untuk menghubungkan unsur batuan

sedimen di bagian dunia yang berbeda.

5. Jamur Lendir

Dua kelompok protista yang disebut jamur lendir mirip seperti fungi dalam

penampakannya dan kehidupannya, akan tetapi kemiripan itu merupakan hasil

konvergensi. Dalam organisasi seluler, reproduksi, dan siklus hidupnya, jamur

lendir terpisah dari fungi sejati dan kemungkinan berkerabat paling dekat

dengan protista amoeboid. Kemiripan superfisial antara jamur lendir dengan

fungi sejati sebagian besar disebabkan oleh evolusi konvergen struktur tubuh

berfilamen, yang merupakan adaptasi morfologi dalam meningkatkan

pemaparan ke lingkungan dan meningkatkan peranan ekologis organisme ini

sebagai pengurai. Jamur lendir memiliki siklus hidup yang kompleks yang

merupakan adaptasi yang memperbesar kelangsungan hidup dalam habitat

yang berubah-ubah dan memudahkan penyebaran ke sumber makanan baru.

Jamur Lendir Plasmodial (Myxomycota)

Jamur lendir plasmodial lebih menarik dibandingkan dengan namanya.

Banyak diantara spesies ini berpigmen terang, umumnya berwarna kuning

atau oranye, tetapi semuanya adalah heterotropik. Tahapan memperoleh

makan dalam siklus hidupnya merupakan suatu masa amoebid yang disebut

plasmodium, yang dapat tumbuh hingga diameternya mencapai beberapa

sentimeter. Berukuran besar, plasmodium tidaklah multiseluler; Plasmodium

adalah suatu masa tunggal sitoplasma yang tidak dibagi oleh membran dan


mengandung banyak nukleus. Pada sebagian besar spesies, nukleus

plasmodium adalah diploid dan pembelahannya sinkron, dengan masing-

masing dari ribuan nukleus melalui setiap tahapan mitosis pada saat yang

bersamaan. Karena karakteristik ini, jamur lendir plasmodial digunakan untuk

mempelajari rincian molekuler pembelahan mitosis. Di dalam saluran halus

plasmodium, aliran sitoplasma pada awalnya satu arah, kemudian ke arah

lainnya, mmengalir bergetar dengan sangat cantik jika diamati dengan

menggunakan mikroskop. Aliran sitoplasma tersebut sesungguhnya membentu

menyebarkan makanan dan oksigen. Plasmodium menelan partikel makanan

melalui fagositosis, sambil tumbuh dengan cara menjulurkan pseudopodia

melalui tanah yang lembab, busukan daun-daunan, atau kayu yang membusuk.

Jika habitat suatu jamur lendir mulai mengering atau tidak ada makanan yang

tersisa, plasmodium akan berhenti tumbuh dan berdiferensiasi menjadi suatu

tahapan siklus hidup yang berfungsi dalam reproduksi seksual.

Siklus hidup jamur lendir plasmodial :

1. Tahapan makan adalah plasmodium multinukleus yang hidup pada

buangan organik.

2. Plasmodium itu seringkali berbentuk mirip jaringan, suatu adaptasi untuk

meningkatkan luas permukaan demi mengadakan kontak dengan makanan,

air, dan oksigen

3. Plasmodium itu akan membangun tubuh buah berbatang yang disebut

sporangia ketika kondisi menjadi tidak menguntungkan


4. Di dalam ujung bulatan sporangia itu, pembelahan meiosis akan

menghasilkan spora haploid

5. Spora yang resisten akan berkecambah menjadi sel haploid yang aktif

ketika kondisi telah menguntungkan lagi

6. Sel-sel ini amoeboid atau berflagela; kedua bentuk itu dengan mudah

berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya

7. Sel-sel ini akan menyatu dengan pasangan sejenis (flagelata dengan

flagelata dan amoeba dengan amoeba) untuk membentuk zigot diploid

8. Pembelahan nukleus pada zigot secara berulang-ulang melalui pembelahab

mitosis, tahap pembelahan sitoplasmik akan membentuk suatu

plasmodium pemakan dan menyelesaikan siklus hidup itu.

Jamur Lendir Seluler (Acrasiomycota)

Jamur lendir seluler menimbulkan pertanyaan semantik mengenai apa

artinya menjadi suatu organisme individual. Meskipun tahapan makan dalam

siklus hidup terdiri atas sel-sel soliter yang berfungsi secara individual, ketika

makanan habis sel-sel tersebut akan membentuk suatu agregat yang berfungsi

sebagai suatu unit. Meskipun massa sel hidup itu mirip dengan jamur plasmodial,

perbedaan pentingnya adalah bahwa sel jamur lendir seluler mempertahankan

identitasnya dan tetap terpisah oleh membrannya.

Jamur lendir seluler juga berbeda dari jamur lendir plasmodial karena

jamur lendir seluler merupakan organisme haploid (hanya zigot saja yang

diploid), sedangkan konndisi diploid dominan dalam siklus hidup sebagian besar


jamur lendir plasmodial. Jamur lendir seluler memiliki tubuh buah yang berfungsi

dalam reproduksi aseksual. Selain itu, sebagian besar jamur lendir seluler tidak

memiliki tahapan berflagelata.

Siklus hidup jamur lendir seluler :

1. Bagian aseksual siklus hidup mencakup tahapan agregat yang terdiri dari

massa sel-sel amoeboid. Agregat berfungsi sebagai suatu unit yang mirip

peluru yang bisa

2. Bermigrasi untuk sementara waktu sebelum

3. Menetap dan mengembangkan tubuh buah aseksual yang berbatang.

Ketika tubuh buah itu terbentuk

4. Beberapa sel mengering dan membentuk suatu batang penyokong,

sementara yang lain terus merayap di atas sel-sel yang kering, menumpuk,

kemudian berubah menjadi spora. Dengan demikian, terbentuklah suatu

kumpulan spora yang resisten pada ujung tubuh buah tersebut

5. Setelah spora itu dilepaskan dan terpapar lingkungan yang menguntungkan

6. Sel amoeboid keluar dari lapisan pelindungnya dan mulai makan

7. Tahapan makan pada siklus hidup terdiri dari sel-sel soliter yang menelan

bakteri seraya merayap melalui tumpukan kompos yang lembab

8. Ketika makanan habis, sel-sel amoeboid itu berpindah menuju ke bagian

pusat agregasi, dimana ratusan sel berkumpul sebagai respon terhadap

suatu bahan kimia penarik yang mereka sekresikan. Dalam fase seksual

Dictyostelium, sepasang amoeba haploid menyatu


9. Untuk membentuk suatu zigot, yang merupakan satu-satunya tahapan

diploid dalam siklus hidup tersebut

10. Zigot akan menjadi sel raksasa dengan cara mengkonsumsi amoeba

haploid di sekitarnya. Sel raksasa itu kemudian dikelilingi oleh suatu

dinding yang resisten. Sel raksasa yang terbungkus sista itu mengalami

meiosis, yang diikuti oleh beberapa pembelahan mitotik.

11. Menyempurnakan bagian seksual siklus hidup, amoeba haploid baru

dilepaskan ketika sista pecah. Amoeba akan memakan bakteri dan

12. Akhirnya membentuk suatu agregat seperti sel amoeboid yang dihasilkan

dari reproduksi aseksua.


STRUKTUR SEL EUKARIOT

Nukleus

Nukleus mengandung genom sel. Nukleus terikat dengan suatu membran yang

terdiri dari sepasang unit membran dipisahkan oleh suatu ruangan dengan

ketebalan yang bervariasi. Membran bagian dalam biasanya adalah sebuah

kantong sederhana, namun membran bagian luar bersambungan dengan retikulum

endoplasma. Membran nukleus bersifat permeabilitas selektif sesuai dengan pori-

porinya yang terdiri dari suatu kompleks protein yang berfungsi memasukkan zat-

zat ke dalam dan mengeluarkannya dari nukleus. Kromosom sel eukariot

mengandung makro molekul DNA linear yang tersusun sebagai suatu heliks

ganda. Makro molekul DNA tersebut hanya dapat dilihat dengan mikroskop

cahaya pada saat sel sedang membelah dan DNA dalam bentuk yang amat padat;

sedangkan pada waktu-waktu lainnya, kromosom tidak padat. Makro molekul

DNA eukariot berhubungan dengan protein dasar yang disebut histon yang

beraitan dengan DNA melalui interaksi ionik.

Suatu struktur yang sering tampak dalam nukleus adalah nukleolus, satu area

yang kaya RNA sebagai tempat sintesis RNA ribosom.


Struktur sitoplasmik

Sitoplasma sel eukariot ditandai oleh adanya retikulum endoplasma, vakuola,

plastid yang bisa membelah sendiri, dan sitoskeleton besar yang tersusun dari

mikrotubulus, mirofilamen, dan filamen intermediet.

Retikulum endoplasma (RE) adalah sebuah jaringan terdiri dari kanal-kanal

yang ada di dalam membran dan berhubungan dengan membran inti. Diketahui

terdapat dua tipe retikulum endoplasma: RE kasar, yang dilekati oleh banyak

ribosom; dan RE halus, yang tidak memiliki ribosom. Retikulum endoplasma

kasar berperan dalam sintesis gliokprotein dan juga memproduksi bahan membran

baru yang diangkut ke seluruh bagian sel, sedangkan RE halus berperan dalam

sintesis lipid dan beberapa dalam sintesis lipid dan beberapa bagian metabolisme

karbohidrat.

Aparatus golgi terdiri atas tumpukan membran. Aparatus golgi bersama-sama

dengan RE berfungsi untuk memodifikasi secara kimiawi dan memilah-milah

produk yang akan disekresikan ke bagian sel yang membutuhkan dan produk RE

yang berfungsi pada struktur sel bermmbran lainnya.

Plastid terdiri dari mitokondria dan kloroplas. Mitokondria seukuran dengan sel

prokariot dan memiliki dua lapis membran. Membran paling luar menutupi

membran dalam yang berlipat-lipat, lipatan tersebut disebut krista. Krista

merupakan tempat sistem transpor elektron pernafasan. Kloroplas adalah organel

sel fotosintetik yang mampu mengubah energi sinar matahari menjadi energi

kimia melalui proses fotosintesis. Ukuran, bentuk, dan jumlah kloroplas tiap sel


sangat bervariasi. Berbeda dengan mitokondria, kloroplas umumnya jauh lebih

besar ukurannya dengan sel prokariot. Mitokondria dan kloroplas memiliki DNA

mereka sendiri, yang mengode sebagian komponen protein mereka dan

mentransfer DNA.

Suatu variasi mikroorganisme eukariot yang bersifat aerotoleran atau anaerobik

yang tidak memiliki mitokndria, sebagai gantinya memiliki organel pernafasan

yang diliputi membran yang disebut hidrogenosom. Hidrogenosom meskipun

berukuran sama dengan mitokondria, tidak memiliki krista dan enzim untuk siklus

asam trikarboksilat. Piruvat digunakan oleh hidrogenosom untuk menghasilkan

H2, CO2, asetat, dan ATP.

Sitoskeleton mencakup susunan mikrotubulus aktin, yang berperan dalam

fungsi membran sitoplasmik dan bentuk sel, juga dalam pembentukan spindel

mitotik dan komponen flagela; kumpulan mikrofilamen yang mengandung aktin

dan miosin, yang berperan dalam mekanisme motilitas amuboid; dan filamen

intermediet, yang berfungsi menyusun struktur sitoplasma dan mempertahankan

sel terhadap tekanan dari luar.

LAPISAN PERMUKAAN

Sitoplasma dilapisi oleh membran plasma yang tersusun atas protein dan

fosfolipid, serupa dengan membran sel prokariot. Sebagian besar sel hewan tidak

memiliki lapisan permukaan tambahan; namun sel tumbuhan memiliki dinding sel

di bagian luar yang tersusun dari selulosa. Banyak organisme eukariot juga


memiliki dinding sel di bagian luar, yang mungkin tersusun dari bahan

polisakarida seperti selulosa atau kitin, atau mungkin oleh bahan inorganik,

seperti dindin silika diatom.

ORGANEL MOTILITAS

Banyak mikroorganisme eukariot memiliki organel-organle yang disebut

flagela atau silia yang bergerak dengan gerakan seperti gelombang untuk

menggerakkan sel ketika berada dalam air. Flagela pada eukariot keluar dari

bagian polar sel, sedangkan silia, yang lebih pendek daripada flagela, tumbuh

mengelilingi sel. Baik flagela maupun silia pada sel eukariot memiliki struktur

dasar dan komposisi biokima yang sama. Keduanya terdiri atas suatu rangkaian

mikrotubulus, silinder protein berlubang yang tersusun atas protein tubulin, yang

dikelilingi oleh suatu membran. Susunan mikrotubulus disebut “sistem 9+2”

karena sistem ini terdiri dari 9 pasang mikrotubulus di perifer yang mengelilingi 2

mikrotubulus tunggal di bagian sentral.

DAFTAR PUSTAKA


Jawetz, Melnick, dan Adelberg . 2007. Mikrobiologi Kedokteran editor

edisi bahasa Indonesia . EGC : Jakarta


Documents

Isi