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