Mikroorganisme

Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang berukuran sangat kecil sehingga untuk mengamatinya diperlukan suatu alat bantuan. Mikroorganisme disebut juga organisme mikro--skopik. Mikroorganisme seringkali bersel tunggal (uniseluler) maupun bersel banyak (multiseluler). Namun, beberapa protista bersel tunggal masih terlihat oleh mata telanjang dan ada beberapa spesies multisel tidak terlihat mata telanjang. Virus juga termasuk ke dalam mikroorganisme meskipun tidak bersifat seluler.

Ilmu yang mempelajari mikroorganisme disebut mikrobiologi. Orang yang bekerja di bidang ini disebut mikrobiolog.

Mikroorganisme biasanya dianggap mencakup semua prokariota, protista, dan alga renik. Fungi, terutama yang berukuran kecil dan tidak membentuk hifa, dapat pula dianggap sebagai bagiannya. Kebanyakan orang beranggapan bahwa yang dapat dianggap mikroorganisme adalah semua organisme sangat kecil yang dapat dibiakkan dalam cawan petri atau inkubator di dalam laboratorium dan mampu memperbanyak diri secara mitosis.

Mikroorganisme berbeda dengan sel makrooganisme. Sel makroorganisme tidak bisa hidup bebas di alam melainkan menjadi bagian dari struktur multiselular yang membentuk jaringan, organ, dan sistem organ. Sementara, sebagian besar mikrooganisme dapat menjalankan proses kehidupan dengan mandiri, dapat menghasilkan energi sendiri, dan bereproduksi secara independen tanpa bantuan sel lain.

KEBUTUHAN NUTRISI MIKROORGANISME

Mikroorganisme merupakan makhluk hidup berukuran kecil. Walaupun mikoorganisme tersebut kecil tetapi mikroorganisme juga memiliki kebutuhan dan pertumbuhan hidupnya. Adapun kebutuhannya berupa kebutuhan fisik maupun kimia.

Kebutuhan fisik berupa kebutuhan: suhu, Ph dan tekanan osmotik.

Kebutuhan kimia berupa kebutuhan nutrisi bagi pertumbuhan hidupnya.

Adapun kebutuhan kimianya, yaitu :

• Carbon (C)
• Nitrogen (N), Sulfur (S) dan Fosfor (P).

Kebutuhan Carbon (C)

Berdasarkan kebutuhan carbon, mikroorganisme dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu:

• Heterotrof, yaitu mikroorganisme yang dapat menghasilkan makanannya sendiri yang diperoleh dari udara (memerlukan C organik)
• Autotrof, yaitu mikroorganisme yang tidak dapat menghasilkan makanannya sendiri (memerlukan C anorganik)

Sumber karbon untuk mikroorganisme dapat berbentuk senyawa organik maupun anorganik. Senyawa organik meliputi karbohidrat, lemak, protein, asam amino, asam organik, garam asam organik, polialkohol, dan sebagainya. Senyawa anorganik misalnya karbonat dan gas CO2 yang merupakan sumber karbon utama terutama untuk tumbuhan tingkat tinggi.

Kebutuhan Nitrogen (N), Sulfur (S) , dan Fosfor (P)

Nitrogen (N) dibutuhkan karena protein tersusun dari asam amino. Ketiga unsur nutrisi ini berfungsi untuk mensintesis protein, mensintesis DNA dan RNA, dan untuk mensintesis ATP.

Fosfor berfungsi untuk mensintesis untuk mensintesis asam-asam nukleat, fosfolipida pada membran sel dan ditemukan dalam ikatan energi pada ATP.

Bakteri juga membutuhkan potasium, magnesium, dan kalsium sebagai kofaktor bagi enzim. Kofaktor berfungsi untuk mengaktifkan enzim.

Adapun fungsi-fungsi nutrisi bagi mikroorganisme, antara lain:

• H    :Penyusun air sel, bahan organik sel
• O    :Penyusun air sel, bahan organik sel, sebagai O₂, aseptor elektron dalam respirasi aerob.
• C    :Penyusun bahan organik sel
• N    :Penyusun protein, asam nuklein, koensim
• S     :Penyusun protein, beberapa koensim.
• P     :Penyusun as.nuklein, fosfolipid, koensim
• K    :Kofaktor beberapa ensim
• Mg  :Kation seluler, kofaktor anorganik untuk reaksi ensimatik (termasuk pembentukan ATP), pengikatan ensim pada substrat, penyusun khlorofil.
• Mn  :Kofaktor anorganik untuk beberapa ensim, kadang sebagai pengganti Mg.
• Ca   :Kation seluler, kofaktor untuk beberapa ensim (ex. Ensim proteinase)
• Fe   :Penyusun sitokhrom dan protein, kofaktor untuk sejumlah ensim.
• Co, Cu, Zn dan Mo : Penyusun Vit.B12 dan derivatnya. Unsur anorganik penyusun  enzim.

Berdasarkan kebutuhan O₂, maka mikrooganisme dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu:

• Aerobik Obligat: mikroorganisme yang menggunakan O₂ bebas sebagai satu-satunya aseptor hidrogen dalam proses respirasi.

o   Contohnya: Bacillus anthraxis dan mikro bakterium tubercolosis

• Aerob fakultatif: mikroorganisme yang hidup pada daerah aerob ataupun anaerob.

o   Contohnya: E. Coli

• Anaerob Obligat: mikrorganisme yang tidak dapat menggunakan O₂ bebas sebagai aseptor hidrogen dalam proses respirasi.

o   Contohnya: Clostridum Botulilum

PROSES atau FASE-FASE PERTUMBUHAN SEL MIKROBA

Pertumbuhan mikroba merupakan pertambahan jumlah sel bukan ukuran dari mikroba tersebut. Pertumbuhan mikroba secara koloni (berkelompok).

BAKTERI 

 

BEREPRDUKSI 

 

PEMBELAHAN BINER (BINARY FISSION)

(MEMBELAH MENJADI 2 BAGIAN)

Ada 3 tahap pertumbuhan sel mikroba, yaitu:

PEMANJANGAN & DUPLIKASI KROMOSM DNA

DINDING & MEMBRAN SEL BERTUMBUH KE DALAM

(DIMULAI DARI 1 TITIK DIANTARA 2 DAERAH DALAM KROMOSOM DNA)

KEDUA DINDING SEL MENCEKUNG BERTEMU

SEHINGGA TERBENTUKLAH 2 INDIVIDU SEL

Adapun fase-fase pertumbuhan mikroorganisme, yaitu:

• —  Fase tenggang (lag fase) adalah periode penyesuaian pada lingkungan, lamanya fase ini tergantung pada macam bakteri, umur biakan dan nutrien yang terdapat dalam medium. Sel mulai mensintesis enzim yang dapat dirangsang dan menggunakan cadangan makanan.

o   Pada fase ini sedikit sekali perubahan jumlah sel.

• —  Fase esponensial adalah sel mulai membelah dan memasuki periode pertumbuhan. Merupakan fase paling aktif diantara fase-fase lainnya.
• —  Fase kematian adalah jumlah bakteri yang mati lebih tinggi daripada jumlah bakteri yang dihasilkan.

METODE PENGENDALIAN PERTUMBUHAN MIKROBA

Pengendalian mikroba dilakukan untuk:

• Mencegah penyebaran penyakit dan infeksi.
• Membasmi mikroorganisme pada inang yang terinfeksi.
• Mencegah pembusukan dan perusakan bahan oleh mikroorganisme.

Kondisi yang mempengaruhi pengendalian mikroba adalah:

• —  Temperature
• —  Jenis mikroba
• —  Struktur fisiologis, dan
• —  Lingkungan.

Pengendalian dapat dilakukan dengan cara:

• Sterilisasi. Proses pembinasaan seluruh bentuk kehidupan dari mikroba pada sebuah objek atau didalam suatu material.
• Disinfeksi. Proses pembinasaan patogen vegetatif namun tidak termasuk endospora dan virus. Bakteri yang menghasilkan endospora contohnya Bacillus anthraxis.
• Bakteriostatis. Suatu kondisi pertumbuhan bakteri dan multiplikasinya dihambat, namun bakteri tersebut tidak mati.
• Asepsis. Kondisi ketiadaan patogen pada suatu obyek atau daerah. Teknik aseptik dirancang dengan tujuan untuk mencegah masuknya patogen ke dalam tubuh. Filtrasi udara, sinar UV, penggunaan masker, sarung tangan, dan sterilisasi peralatan merupakan keseluruhan faktor yang dibutuhkan untuk mencapai asepsis.
• —  Sanitasi. Mengurangi patogen pada peralatan makan untuk mengamankan kesehatan masyarakat dengan cara pencucian secara mekanik/kimia.
• Status fisiologis. Bakteri dalam pertumbuhan mudah terbunuh karena sel-sel belum tumbuh secara sempurna. Ketika mikroba telah membentuk endospora, endospora tersebut bersifat lebih resisten dibanding sel vegetati. Contohnya Endospora clostridiumbotulinom tahan dalam air mendidih selama berjam-jam. Umumnya Endospora clostridiumbotulinom  tinggal dibawah tanah.
• —Lingkungan. Dengan menggunakan tingkat keasaaman Ph.
• —Kinerja dari agen-agen pembunuh mikroba target utamanya membran sel. Targetnya membran sel karena membran sebagai pelindung dan sebagai alat transpor. Agen-agen ini merusak protein dan asam-asam nukleat sehingga bakteri baru tidak dapat berkembang. Kerusakan ikatan tersebut mengakibatkan denaturasi protein dan dapat terjadi kerusakan pada DNA dan RNA (DNA dan RNA merupakan pebawa pesan genetik).
• —  Metode-metode fisik dalam kontrol mikroba :

-          Panas. Panas dibagi atas 2, yaitu:

—  Bentuk panas basah (bersentuhan langsung dengan cair).

—  Panas kering (terhadap uap air)

-          Konsep titik mati panas

—Thermal Death Point: temperature terendah yang diperlukan untuk membunuh mikroorganisme di dalam suatu supensi cair dalam 10 menit.

Thermal Death Time: waktu minimum yang dibutuhkan untuk membunuh semua bakteri di dalam suatu medium cair pada suhu tertentu.

-          Panas uap (100⁰C)

• Pasteurisasi. Dengan menggunakan suhu rendah yaitu 63^OC. Louis pasteur melakukan percobaan pencegahan kerusakan bir dan anggur dengan menggunakan pemanasan yang cukup untuk mikroba. Dengan menggunakan suhu yang rendah saja karena jika dengan menggunakan suhu yang tinggi maka akan dapat merusak warna.
• —HTST (High Temperature Short Time). Dengan menggunakan suhu 72˚ C dengan waktu 15 detik.
• —LTLT (Long Temperature Long Time. Dengan menggunakan suhu 61˚ C dengan waktu 30 menit.
• —UHT (Ultra High Temperature). Dengan menggunakan suhu 131˚ C dengan waktu 0,5 detik. Biasanya UHT ini digunakan pada produsen susu kemasan).
• Sterilisasi panas kering

-          Pembakaran langsung (direct flaming)

-          Pekerjaan di laboratorium mikrobiologi ketika mensterilkan loop inokulasi.

• Sterilisasi udara panas : bahan-bahan yang akan disterilkan di tempatkan di dalam sebuah oven. Dengan menggunakan suhu 170˚C dengan waktu 2 jam.
• Autolavisasi. Digunakan untuk sterilisasi alat-alat filtrasi atau penyinaran mikroba.

o   Temperatur yang digunakan rendah tergantung pada jenis mikroba dan intesitas aplikaisnya.

• Tekanan osmosis. Penggunaan larutan garam dan gula berkonsentrasi tinggi dalam pengawetan makanan didasarkan pada efek tekanan osmosis.
• Radiasi ionisasi, contohnya sinar gamma. Metode ini dilakukan untuk menyeleksi disinfektan.

Jenis-jenis disinfektan:

-         Fenol dan fenolik. Fenol (asam karbol) dengan konentrasi 1% fenol memiliki efek anti bakterial.

-         Hologen. Memiliki efektivitas antimikroba baik sendiri-sendiri ataupun dalam kombinasi: Clorine (C₂) & Iodine (I₂)

-    Alohol untuk merusak protein. Contohnya etanol dan isopropanol. Kosentrasi optimum yang direkomendasikan untuk ethanol yaitu 70%. Ethanol bersifat kurang efektif dibanding larutan ethanol.

-    Senyawa logam berat. Contohnya: perak, merkuri, dan koper dapat bersifat germisidas atau antisptik.

-       Silver digunakan sebagai antiseptik  pada  (1%)  siver nitrate. Larutan ini bersifat baktericidal bagi sebagian besar organisme.

-         Aldehida

-          Formaldehida

-          Formalin

-          Agen oksidasi. Agen-agen oksidatif, contohnya ozone (O₃)

-          Hidrogen peroksida digunakan pada industri makanan untuk pangepakan yang aseptik.

Perkembangan Mikrobiologi

Sejarah perkembangan mikrobiologi sebelum ilmu pengetahuan dapat dibagi menjadi tiga periode. Periode pertama, dimulai dengan terbukanya rahasia suatu dunia mikroorganisme melalui pengamatan Leeuwenhoek pada tahun 1675.

Hal ini menimbulkan rasa ingin tahu di kalangan para ilmuwan mengenai asalmula kehidupan. Namun baru kurang lebih pada pertengahan tahun 1860an, ketika teori generatio spontanea dibuktikan ketidakbenarannya dan prinsip biogenesis diterima, pengetahuan mengenai mikroorganisme tidak lagi bersifat spekulatif semata-mata.

Perkembangan Teknik dan Cara Kerja di Laboratorium Mikrobiologi

Selama periode berikutnya antara tahun 1860 dan tahun 1900, banyak dilakukan penemuan dasar yang penting. Perkembangan teori nutfah panyakit dalam tahun1876, hal ini secara tiba-tiba menimbulkan minat terhadap prosedur laboratoris untuk mengisolasi dan mencirikan mikroorganisme. Didalam periode ini ditemukan banyak mikroorganisme penyebab penyakit serta metode-metode untuk mencegah dan mendiagnosis serta mengobati penyakit-penyakit tersebut. Penemuan-penemuan di bidang mikrobiologi kedokteran membawa perombakan yang besar dan cepat di dalam praktik kedokteran.

Penelaah mikroorganisme di laboratorium dilakukan untuk berbagai tujuan. Misalnya untuk mengetahui identitas masing-masing mikroorganisme yang berbeda, atau proses biologi dasar yang dilakukan oleh mikroorganisme. Pada umumnya metode-metode yang tersedia bagi para mikrobiologiawan memungkinkan untuk pencirian mikroorganisme.

Aplikasi Mikrobiologi dalam Kehidupan Manusia

Mikroba memegang peranan penting dalam kehidupan manusia, karena mikroba memberikan keuntungan sekaligus kerugian bagi manusia. Mikroba yang menguntungkan memungkinkan manusia untuk memanfaatkan jasa dan produknya sekaligus. Sementara itu mikroba yang merugikan dapat menyebabkan penyakit pada tanaman, hewan ternak, bahkan manusia itu sendiri.

Untuk meminimalkan kerugian yang ditimbulkan oleh mikroba, maka manusia menerapkan berbagai teknologi untuk mengendalikan populasi mikroba itu. Pengendalian dilakukan secara kimiawi, fisikawi, mekanis dan sebagainya.

Sumber :

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

http://www.slideshare.net/HildeNaiUlu/makalah-i-7752966

http://massofa.wordpress.com/2008/02/05/mikroorganisme-bakteri-dan-virus/