FISIOLOGI MIKROBA DALAM KONDISI EKSTREM

FISIOLOGI MIKROBA DALAM KONDISI EKSTREM
OLEH :

TRI YUNIATI




BAB I
PENDAHULUAN

Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Faktor lingkungan yang mempengaruhi antara lain faktor-faktor abiotik (fisika dan kimia) antara lain suhu, tegangan permukaan, listik dan ion, getaran, radiasi, tegangan osmosis dan faktor biotik yaitu nutrisi, air, oksigen, dll.
Pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu. Suhu minimum adalah suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup. Suhu optimum adalah suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba. Suhu maksimum adalah suhu tertinggi untukkehidupan mikroba.
Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhanna, mikroba dapat dikelompokkan menjadi mikroba psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil. Psikrofil adalah kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0- 30˚C dengan suhu optimum 15˚C. Mesofil adalah kelompok mikroba pada umumnya, memiliki suhu minimum 15˚C, suhu optimum 25-37˚C dan suhu maksimum 45-55˚C.
Beberapa kelompok mikroba mampu bertahan hidup pada kondisi ekstrem dimana memiliki suhu yang relative lebih tinggi, dimana bakteri ini digolongkan menjadi bakteri termofil. Adapun fisiologi yang dimiliki oleh bakteri ini sehingga mampu bertahan pada kondisi ekstrem akan kita bahan lebih lanjut dalam makalah ini.







BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

A. Fisiologi serta contoh bakteri termofil
Mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi dikelompokkan dalam mikroba termofil. Kelompok ini mempunyai suhu minimum 40˚C, suhu optimum pada suhu 55- 60˚C dan suhu maksimum untuk pertumbuhannya 75˚C. Untuk mikroba yang tidak tumbuhn di bawah suhu 30˚C dan mempunyai suhu pertumbuhan pada 60˚C, dikelompokkan ke dalam mikroba termofil obligat. Untuk mikroba termofil yang dapat tumbuh dibawah suhu 30˚C, dimasukkan ke dalam kelompok mikroba termofil fakultatif.
Mikroba ini dapat tahan pada kondisi ekstrem (suhu tinggi) sebab mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga memiliki titik didih yang tinggi. Selain itu di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relative besar, sehingga memungkinkan molekul DNA-nya tetap stabil pada kondisi dimana suhu tinggi. Selain itu mikroba ini mampu memproduksi protein yang termasuk enzim dimana, kelebihan enzim ini yakni tidak terdenaturasi pada kondisi suhu yang tinggi.
Salah satu contoh bakteri yang tahan terhadap kondisi suhu yang tinggi yaitu Thermus aquaticus merupakan jenis bakteri yang dapat mentolerir suhu tinggi, salah satu dari beberapa bakteri yang thermophilik. Kelompok Ini adalah sumber tahan panas enzim Taq DNA Polimerase, salah satu yang paling penting enzim dalam biologi molekular karena penggunaannya dalam polymerase chain reaction (PCR) teknik amplifikasi DNA.

Domain: Bakteri

Kingdom: Bakteri

Phylum: Deinococcus-Thermus

Class: Deinococci
Ordo: Thermales
Genus: Thermus
Species: T. aquaticus

Binomial Thermus aquaticus
Brock & Freeze, 1969
Bakteri ini tumbuh subur pada 70 ° C (160 ° F), tetapi dapat bertahan hidup pada suhu 50 ° C hingga 80 ° C (120 ° F hingga 175 ° F). Ini bakteri adalah chemotroph - itu melakukan chemosynthesis dalam rangka untuk mendapatkan makanan. Namun, sejak kisaran temperatur agak tumpang tindih dengan bahwa dari fotosintesis cyanobacteria yang berbagi lingkungan yang ideal, kadang-kadang ditemukan hidup dalam pertalian dengan negara tetangga, memperoleh energi untuk pertumbuhan dari fotosintesis.
• Enzim dari T. aquaticus aquaticus
T. aquaticus telah menjadi terkenal sebagai sumber enzim tahan panas, terutama "Taq" Polimerase DNA, seperti yang dijelaskan di bawah ini.
• Aldolase
Studi thermophilic ekstrem ini bakteri yang dapat tumbuh di kultur sel pada awalnya terpusat pada upaya untuk memahami bagaimana protein enzim (yang biasanya tidak aktif pada suhu tinggi) dapat berfungsi pada suhu tinggi di thermophiles. Bekukan tahun 1970 dan Brock menerbitkan sebuah artikel yang menggambarkan sebuah tahan panas aldolase enzim dari Thermus aquaticus.
• RNA polimerase
Pertama polimerase enzim diisolasi dari Thermus aquaticus pada tahun 1974, adalah DNA-dependent RNA polimerase, [6] yang digunakan dalam proses Transcription.
• Enzim restriksi Taq I
Sebagian besar mungkin ahli biologi molekular menyadari Thermus aquaticus pada akhir tahun 1970 atau awal 1980-an karena isolasi yang berguna endonuklease restriksi dari organisme ini. [7] Penggunaan istilah "Taq" untuk merujuk ke Thermus aquaticus muncul pada saat ini dari konvensi enzim restriksi memberi nama-nama pendek seperti Sal dan Hin, nama-nama yang berasal dari genus dan spesies dari organisme sumber.


Model molekuler Taq polimerase (PDB)
• DNA polimerase ( "Taq pol")
DNA polimerase pertama kali diisolasi dari Thermus aquaticus pada tahun 1976. Keuntungan pertama yang ditemukan untuk tahan panas (suhu optimal 80 ° C) DNA polimerase adalah bahwa itu bisa terisolasi dalam bentuk murni (bebas dari kontaminan enzim lainnya) daripada bisa DNA polimerase dari sumber lain. Kemudian, Kary Mullis dan peneliti lainnya di Cetus Corporation menemukan bahwa enzim ini dapat digunakan dalam polymerase chain reaction (PCR) proses untuk memperkuat segmen pendek DNA, menghilangkan keharusan untuk menambahkan enzim setelah setiap siklus denaturasi termal dari DNA. Enzim juga klon, sequencing,
dimodifikasi (untuk menghasilkan lebih pendek 'Stoffel Fragmen'), dan diproduksi dalam jumlah besar untuk penjualan komersial. Pada tahun 1989 Ilmu majalah bernama Taq polimerase sebagai yang pertama "Molekul of the Year". Pada tahun 1993, Dr Mullis dianugerahi Hadiah Nobel untuk karyanya dengan PCR.
• Enzim lainnya
Suhu optimum yang tinggi untuk Thermus aquaticus memungkinkan peneliti untuk mempelajari reaksi dalam kondisi yang kehilangan aktivitas enzim lainnyaEnzim lainnya diisolasi dari organisme ini meliputi DNA ligase, Alkaline Phosphatase, NADH oksidase, dehidrogenase Isositrat, Amylomaltase, dan selalu populer Fruktosa 1,6-bisphosphate-Dependent L-laktat dehidrogenase.
• Kontroversi
Penggunaan komersial enzim dari T. aquaticus belum aquaticus tanpa kontroversi. Setelah Dr Brock's studi, sampel organisme yang disimpan di Koleksi Budaya Tipe Amerika, repositori umum. Ilmuwan lain, termasuk yang di Cetus, yang diperoleh dari sana. Sebagai potensi komersial Taq Polimerase menjadi nyata pada 1990-an, yang National Park Service berlabel penggunaannya sebagai "Great Taq Rip-off." Para peneliti yang bekerja di Taman Nasional sekarang diharuskan menandatangani "berbagi keuntungan" perjanjian yang akan mengirim sebagian dari keuntungan kemudian kembali ke Park Service.




B. Aplikasi mikroba termofil
Mikroba yang senang bermukim di lingkungan air yang sangat hangat karena mendapat kelimpahan makanan yang tak lain adalah unsur selenium. Bakteri penyerap selenium ini ditemukan Novik selama dua tahun menjelajahi sumber air panas di Gunung Kerinci-Seblat Sumatera dan Dataran Tinggi Toraja di Sulawesi, serta Gunung Rinjani di Pulau Lombok, juga hasil survei ke Cibodas-Bogor dan Bali. Riset tersebut bertujuan untuk mencari sumber bahan aktif dan senyawa obat dari mikroba dan tumbuhan herba yang hidup di sana untuk mencegah dan mengobati kanker.
Berbagai jenis bakteri termofil tentunya akan banyak ditemukan di Indonesia, sebagai wilayah yang memiliki gunung berapi terbanyak di dunia. Keberadaan bakteri ini ditunjang oleh limpahan selenium di permukaan bumi sebagai akibat luapan magma pada masa lalu di daerah itu. Namun, sayangnya, kekayaan dan potensi hayati ini belum diteliti dan tergali.
Saat ini memang belum banyak penelitian selenium dalam tumbuhan dan mikroba di daerah vulkanis di Indonesia serta peranannya dalam pencegahan dan terapi kanker. Padahal, kanker diketahui masih merupakan pembunuh utama di Indonesia. "Sebagian besar bahan bioaktif farmasi atau produk jadinya sebagai obat antioksidan dan terapi kanker masih diimpor," papar Novik yang bergabung di LIPI pada tahun 2000.

BAB III
PENUTUP

III. Kesimpulan
Mikroba ini dapat tahan pada kondisi ekstrem (suhu tinggi) sebab mempunyai membran sel yang mengandung lipida jenuh, sehingga memiliki titik didih yang tinggi. Selain itu di dalam DNA-nya mengandung guanin dan sitosin dalam jumlah yang relative besar, sehingga memungkinkan molekul DNA-nya tetap stabil pada kondisi dimana suhu tinggi. Selain itu mikroba ini mampu memproduksi protein yang termasuk enzim dimana, kelebihan enzim ini yakni tidak terdenaturasi pada kondisi suhu yang tinggi.



Daftar Pustaka

http:// www.wikipedia.com
http://plantamor.com
http://studylink.com
http://apasihbiotek.com

PeRtuMbuHan MikRoBa..................!!!!!!

Pertumbuhan Mikroba
Mikroba merupakan mikroorganisme yang perlu diketahui kemampuannya untuk tumbuh dan hidup sebab beberapa di antaranya sering dimanfaatkan untuk keperluan penelitian.Sampai sekarang ini perkembangan ilmu pengetahuan terus menggali potensi apa yang terdapat di dalam mikriba, oleh karena itu perlu diketahui seluk beluk dari mikroba itu sendiri.Salah satunya yaitu factor- factor apa saja yang dapat mempengaruhi pertumbuhannya. Setiap mikrioba memiliki karakteristik kondisi pertumbuhan yang berbeda- beda Pertumbuhan bakteri pada kondisi yang optimum lebih cepat jika dibandingkan dengan jamur dan kaoang. Hal ini disebabkan karena bakteri memiliki struktur sel yang lebih sederhana, sehingga sebagian besar bakteri memiliki waktu generasi hanya sekitar 20 menit jika dibandingkan dengan khamir dan kapang yang struktur selnya lebih rumit dan waktu generasinya yang cukup lama.
Faktor- faktor yang mempegearuhi pertumbuhan mikroba antara lain :
1. Tingkat keasaman (PH)
Kebanyakan mikroba tumbuh baik pada pH sekitar netral dan pH 4,6 – 7,0 merupakan kondisi optimum untuk pertumbuhan bakteri, sedangkan kapang dan khamir tumbuh pada pH yang lebih rendah.
2. Suhu
Suhu merupakan salah satu factor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroba. Setiap mikroba mempunyai kisaran suhu dan suhu optimum tertentu untuk pertumbuhannya. Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhan, mikroba dibedakan atas tiga kelompok sbb :
• Psikrofil, yaitu mikroba yang mempunyai kisaran pertumbuhan pada suhu 0 – 20o C
• Mesofil, yaitu mikroba yang mempunyai kisaran suhu pertumbuhan 20 – 450 C
• Termofil, yaitu mikroba yang mempunyai suhu pertumbuhannya diatas 450 C
Kebanyakan mikroba perusak pangan merupakan mikroba mesofil, yaitu tumbuh baik pada suhu ruangan atau suhu kamar. Bakteri pathogen umumnya mempunyai suhu optimum pertumbuhan sekitar 370 C, yang juga adalah suhu tubuh manusia. Oleh karena itu suhu tubuh manusia merupakan suhu yang baik untuk pertumbuhan beberapa bakteri pathogen.
Mikroba perusak dan pathogen umumnya dapat tumbuh pada kisaran suhu 4 – 660 C.
3. Nutrient
Mikroba sama dengan makhluk hidup lainnya, memerlukan suplai nutrisi sebagai sumber energi dan pertumbuhan selnya. Unsur-unsur dasar tersebut adalah : karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Ketiadaan atau kekurangan sumber-sumber nutrisi ini dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba
hingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.Kondisi tidak bersih dan higinis pada lingkungan adalah kondisi yang menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan mikroba sehingga mikroba dapat tumbuh berkembang di lingkungan seperti ini. Oleh karena itu, prinsip daripada menciptakan lingkungan bersih dan higinis adalah untuk mengeliminir dan meminimalisir sumber nutrisi bagi mikroba agar pertumbuhannya terkendali.
4. Oksigen
Mikroba mempunyai kebutuhan oksigen yang berbeda-beda untuk pertumbuhannya. Berdasarkan kebutuhannya akan oksigen, mikroba dibedakan atas 4 kelompok sbb:
• Aerob, yaitu mikroba yang membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya
• Anaerob, yaitu mikroba yang tumbuh tanpa membutuhkan oksigen
• Anaerob fakultatif, yaitu mikroba yang dapat tumbuh dengan atau tanpa adanya oksigen
• Mikroaerofil, yaitu mikroba yang membutuhkan oksigen pada konsentrasi yang lebih rendah daripada konsentrasi oksigen yang normal di udara.
Mikroba perusak pangan sebagian besar tergolong aerob, yaitu membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya, kecuali bakteri yang dapat tumbuh pada saluran pencernaan manusia yang tergolong anaerob fakultatif,

Info: Methana di Mars Mungkin Hasil Aktivitas Mikroba

Dilaporkan dalam jurnal Icarus juga menemukan metanogen di lingkungan yang keras di Bumi. Para peneliti mempelajari lusinan tanah dan sampel uap dari lima gurun berbeda di Utah, Idaho, dan Kalifornia serta Kanada dan Chili. Di sekitar Stasiun Penelitian Gurun Mars, Utah, ditemukan tanda-tanda kehidupan metanogen. Sedangkan kandungan metan dalam sampel gas
300 kali lebih besar daripada tanah sekitarnya. Salah satu anggota tim Timothy Kral dari University of Arkansas, AS menyatakan bahwa lingkungan yang kering biasanya membinasakan bakteri jenis ini. "Jadi, menemukannya di area yang kering tidak pernah diperkirakan siapa pun
sebelumnya," katanya. Metanogen membutuhkan lingkungan anaerob (tanpa oksigen) untuk bertahan hidup serta kombinasi karbon dioksida dan hidrogen untuk menghasilkan energi. Sampel yang dikumpulkan Kral diperoleh dari lingkungan yang kemungkinan besar anaerob, yaitu lapisan kering pada kedalaman 70 centimeter di bawah gurun.
Permukaan Mars juga sangat kering, sehingga temuan tersebut mendukung dugaan bahwa kandungan metan yang ada di Mars mungkin dihasilkan oleh aktivitas mikroba. Tapi menurut Andrew Knoll, seorang ahli biogeokimia di Harvard University dan anggota tim ilmuwan wahana penjelajah Mars, metanogen mungkin tinggal