PRINSIP-PRINSIP DASAR MIKROBIOLOGI

1. PENDAHULUAN

Umumnya dalam benak orang awam, kata-kata seperti kuman, mikroba, ataupun mikroorganisma diartikan sebagai sekelompok makhluk kecil yang sulit untuk dikelompokkan ke dalam sistim klasifikasi makhluk hidup. Masih juga tersisa pertanyaan: “ Apakah mereka itu hewan, tumbuhan, ataukah mineral?”. Mikroorganisma sesungguhnya adalah organisma-organisma hidup yang sangat kecil, yang secara individu terlalu kecil untuk dapat dilihat dengan mata telanjang. Kelompok tersebut terdiri atas bakteri, fungi (yeast dan jamur) protozoa, dan alga mikroskopis. Mikroba juga meliputi virus, organisma non-seluler yang kadang dianggap sebagai makhluk di antara benda hidup dan mati.

Kita cenderung menghubung-hubungkan makhluk-makhluk yang sangat kecil ini dengan hal-hal yang merugikan, seperti penyakit AIDS, Anthrax, ataupun kerusakan-kerusakan yang terjadi pada bahan makanan. Akan tetapi sesungguhnya mikroorganisma memainkan peranan sangat penting dalam meningkatkan kesejahteraan penghuni bumi ini, yaitu dengan membantu menjaga keseimbangan organisma hidup dan zat-zat kimia dalam lingkungan kita. Mikroorganisma laut dan air tawar membentuk basis bagi rantai makanan di laut, danau, dan sungai. Mikroba tanah berperan membantu mengurai limbah (sampah) dan mengubah gas nitrogen udara menjadi senyawa nitrogen organik; karenanya membantu mendaur-ulang elemen-elemen kimia di dalam tanah, air, dan udara. Beberapa bakteri dan alga berperan penting dalam proses fotosintesis; suatu proses produksi oksigen dan energi yang sangat penting bagi kehidupan di bumi. Manusia dan banyak hewan yang lain (terutama golongan ruminansia) bergantung pada bakteri di dalam usus atau lambung mereka untuk mencerna (digesti) dan sintesis beberapa vitamin yang dibutuhkan tubuh, antara lain vitamin B untuk metabolisme, dan vitamin K untuk pembekuan darah.

Mikroorganisma juga memiliki nilai aplikasi komersial. Mereka sering digunakan dalam pembuatan produk-produk kimiawi seperti acetone, asam-asam organik, enzym, alkohol, dan banyak obat-obatan. Industri bahan makanan sering pula menggunakan mikroba untuk memproduksi cuka, acar, minuman beralkohol, kecap, keju, yoghurt, dan roti.

Belakangan ini, dikembangkan suatu teknologi memanipulasi bakteri dan mikroba lain untuk menghasilkan bahan-bahan tertentu yang secara normal/konvensional tidak dapat disintesis oleh mikroba bersangkutan. Melalui teknologi ini, yang dikenal luas sebagai teknologi rekayasa genetika. Bakteri dapat menghasilkan bahan-bahan terapikal (pengobatan) seperti insulin, hormon pertumbuhan, dan interferon.

Meskipun hanya sekelompok kecil mikroorganisma yang bersifat patogen (menimbulkan penyakit) pengetahuan praktis tentang mikroba sangat dibutuhkan bagi ilmu-ilmu kedokteran dan ilmu-ilmu lain yang terkait dengan kesehatan. Sebagai contoh; seorang pekerja rumah sakit harus mampu untuk melindungi pasien dari bakteri-bakteri yang secara normal tidak membahayakan (harmless) namun memiliki potensi untuk mengancam jiwa pasien yang sakit atau terluka.

Kita dapat memahami bagaimana konsep-konsep mikrobiologi sekarang ini dibangun dan dikembangkan dengan mellihat pada beberapa peristiwa sejara penemuan mikrobiologi di masa lampau yang telah merubah kehidupan kita.

2. Kompetensi khusus

Setelah mengikuti perkuliahan ini, mahasiswa dapat:

1. Mengenal sistem klasifikasi makhluk hidup terkini

2. Mengidentifikasikan kontribusi Anton van Leewenhoek, Robert Hooke, Louis Pasteur, Robert Koch, Joseph Lister, Alexander Fleming, dan Edward Jenner kepada Mikrobiologi.

3. Membandingkan teori spontaneous generation dan biogenesis.

4. Mengenal tata penamaan genus ilmiah dan epitet khusus.

5. Menyebutkan dan menguraikan kelompok-kelompok organisma utama yang dipelajari dalam mikrobiologi.

6. Menyebutkan sekurang-kuarangnya empat kegunaan dari mikrobiologi.

7. Mendefinisikan immunologi, ekologi mikroba, genetika mikroba, fisiologi mikroba, biologi molekular dan virologi.

8. Memahami aplikasi dari DNA rekombinan, bioteknologi, dan bioremediasi.

3.1. Kegiatan Belajar

4.1. Uraian

Klasifikasi Makhluk Hidup: Tiga Domain Makhluk Hidup

Pengklasifikasian makhluk hidup telah mengalami perubahan beberapa kali. Klasifikasi yang pertama mengelompokkan makhluk hidup ke dalam dua kategori sederhana, tumbuhan dan hewan. Ketika mikroskop ditemukan pertengahan abad ke-16 yang memampukan untuk pengamatan mikroorganisme, maka makhluk hidup dikelompokkan lagi ke dalam tiga kategori yakni hewan, tumbuhan, dan protista (mikroorganisma). Sistem ini berlaku dari sekitar tahun 1866 hingga 1960-an. Dari tahun 1960-an hingga 1970-an diterima konsep klasifikasi baru yang diusulkan oleh Robert Whittaker, yakni makhluk hidup dikelompokkan ke dalam lima kingdom: Monera (bakteri), Protista (alga dan protozoa), tumbuhan, fungi, dan hewan. Dasar klasifikasinya adalah tipe sel (prokariotik atau eukariotik), level organisasi sel (tunggal atau jamak), dan tipe nutrisional ( heterotrof atau autotrof).

Berbeda dengan sistem klasifikasi terdahulu yang lebih mendasarkan pada karakteristik morfologis dan fenotipe dari sel, sistem klasifikasi saat ini adalah didasarkan atas kerja Carl R Woese dari the University of Illinois. Woese memanfaatkan kemajuan pengetahuan di bidang molekular sel untuk mendasari sistim klasifikasinya pada sekuensi RNA ribosomal (rRNA) pada 16S ribosom prokariotik, dan 18S ribosom eukariotik.

Menurut sistem klasifikasi yang telah diterima secara luas ini, makhluk hidup ditempatkan ke dalam tiga kelompok atau domain: Archae, Bakteri, dan Eukarya. Rincian pengelompokan makhluk hidup ke dalam tiga domain tersebut adalah sebagai berikut:

1. Bakteri (dinding sel mengandung kompleks protein-karbohidrat yang dinamakan peptidoglikan)

2. Archae (dinding sel, jika ada, tidak mengandung peptidoglikan)

3. Eukarya, yang terdiri atas organisme berikut:

- Protista (jamur lendir, protozoa, dan alga)

- Fungi (yeast sel tunggal, jamur multiseluler, dan mushroom)

- Tumbuhan (lumut, tanaman pakis/paku, tanaman kayu/conifera, tumbuhan bunga)

- Hewan (spongifora, cacing, insekta, dan vertebrata)

Diagram yang menggambarkan hubungan evolusioner ketiga domain makhluk hidup tersebut disajikan dalam Gambar 1. berikut ini.

Gambar 1. Tiga Domain Makluk Hidup

Pengelompokan Organisma dan Sistem Binomial

Species adalah kelompok organisme yang memilki kesamaan genetik dan karakteristik metabolik. Species-species yang memiliki hubungan kekerabatan terdekat dikelompokkan ke dalam genus, selanjutnya ke dalam famili, ordo, kelas, filum, dan kingdom. Organisma biasanya dirujuk kepada nama genus dan species-nya. Sebagai contoh, bakteri yang menyebabkan anthrax pada hewan dan manusia dinamai Bacillus anthracis, Bacillus adalah nama generik (genus) dan anthracis adalah nama spesifik (species). Nomenklatur sistem binomial ini diperkenalkan di abad ke-18 oleh Linnaeus.

Virus tidak diklasifikasikan menurut sistem Linnaeus sebab virus bukan sel dan tidak bereproduksi secara independen. Mereka dikelompokkan ke dalam famili atas dasar morfologi virion dan tipe asam nukleat. Pembagian lebih lanjut virus patogenik hewan dikaitkan dengan species hospes yang diserangnya dan penyakit klinis yang ditimbulkannya.

Observasi Pertama mikroorganisma dan Postulat Koch

Salah satu penemuan terpenting dalam sejarah biologi terjadi di tahun 1665 dengan bantuan sebuah alat mikroskop yang sangat sederhana. Seorang ahli Inggris bernama Robert Hooke, melaporkan kepda dunia bahwa unit struktur tekecil dari kehidupan adalah “kotak-kotak kecil”, yang dinamakan sebagai “sel”. Penemuan Hooke ini menandai dimulainya teori sel bahwa semua benda hidup tersusun atas sel.

Meskipun mikroskop buatan Hooke mampu melihat protozoa dan mungkin bakteri, ia memiliki kelemahan dalam tehnik pewarnaa, yang seharusnya telah memampukannya untuk melihat mikroba kecil dengan jelas. Ahli Belanda Anton van Leewenhoek adalah mungkin yang pertama menunjukkan mikroorganisma dengan bantuan lensa pembesar. Selama rentang tahun 1674-1723, ia menulis sejumlah surat kepada the Royal Society of London tentang keberadaan makhluk-makhluk kecil yang dinamai saat itu “animalkulus” yang dilihatnya menggunakan mikroskop lensa tunggal buatannya.

Sejak pengungkapan kehidupan mikroorganisma, yang sebelumnya tidak disadari keberadaannya, oleh Leewnhoek, maka masyarakat ilmiah, mulai tertarik untuk meneliti asal-muasal dari makhluk-makhluk kecil tersebut. Tercatat sejumlah teori yang dikemukakan sehubungan dengan hal tersebut. Kita mencatat teori “ spontaneous generation” oleh Francesco Redi (1668) maupun teori biogenesis oleh Rudolf Virchow (1858). Teori Biogenesis ini kemudian diperkuat oleh hasil-hasil eksperimen Louis Pasteur yang sekaligus meruntuhkan teori SG tersebut. Hasil penelitian Pasteur membuktikan bahwa mikroorganisma tidak dapat dimunculkan dari kekuatan-kekuatan mistik yang ada pada benda-benda mati. Namun sebaliknya, membuktikan bahwa mikroorganisma tersebut berasal dari mikroorganisma yang telah ada sebelumnya, seperti di air, udara, ataupun di benda-benda lain. Kita juga mengenal teori lain yang dikemukakan oleh Pasteur yaitu teori kuman sebagai agen penyebab penyakit (the germ theory of disease), yang menyatakan setiap penyakit infeksi pasti disebabkan oleh mikroorganisma. Teori ini selanjutnya menjadi basis bagi eksperimen Pasteur tentang vaksinasi kolera unggas (fowl cholera), anthrax, dan rabies.

Bersama dengan Pasteur, Robert Koch (seorang dokter Jerman) dianggap sebagai perintis mikrobiologi moderen. Setelah mengamati bacilli di dalam darah hewan yang mati karena anthrax, Koch mendemonstrasikan patogenisitasnya dengan menginjeksi sampel darah tersebut ke mencit yang kemudian mati dan di dalam limpanya yang membengkak ditemukan kuman bacilli anthrax (Bacillus anthracis). Dia berhasil mentransfer infeksi dari mencit ke mencit dan menemukan bacilli pada setiap mencit yang terinfeksi tersebut. Sebagai hasil dari pengamatan dan eksperimen ini, Koch memformulasi suatu prinsip bahwa untuk membuktikan suatu mikroorganisme sebagai penyebab dari suatu penyakit maka mikroorganisme tersebut harus selalu ada pada semua hewan atau individu yang sakit dan setelah diisolasi secara in vitro harus dapat menimbulkan penyakit ketika diinokulasi ke hewan yang peka. Selanjutnya mikroorganisme tersebut harus dapat diisolasi dan diidentifikasi kembali dari hewan yang terinfeksi tersebut. Prinsip inilah yang dikenal luas sebagai Postulat Koch (gambar 2.) Gambar 2. Diagram Postulat Koch

Era Emas Mikrobiologi

Hampir 60 tahun terhitung sejak penelitian Pasteur, telah terjadi ‘ledakan’ penemuan-penemuan baru dalam mikrobiologi. Rentang waktu dari tahun 1857 sampai 1914 dianggap sebagai masa keemasan dalam era mikrobiologi. Pada masa tersebut, penemuan-penemuan baru terutama yang dipelopori oleh Pasteur dan Koch, telah meneguhkan mikrobiologi sebagai sebuah science atau ilmu. Saat ini perkembangan mikribiologi terjadi dengan sangat pesat. Kita dapat melihat perkembangan mikrobiologi, dalam hal penemuan mikroba baru, tehnik identifikasi, tehnik pengendalian pertumbuhan, cara pencegahan dan pengobatan penyakit, dan bioteknologi.

Perkembangan Mikrobiologi Modern

Penemuan-penemuan mendasar selama era keemasan telah memberikan arah bagi penemuan-penemuan berikut yang sangat monumental di abad ke-20. Cabang baru mikrobiologi telah dikembangkan, meliputi immunologi dan virologi. Dan yang terbaru adalah perkembangan dalam serangkaian metode baru yang dinamakan teknologi rekombinasi DNA dan telah merevolusi penelitaian dan aplikasi-aplikasi praktis dari seluruh aspek mikrobiologi.

a. Immunologi

Immunologi adalah ilmu yang mempelajari imunitas atau kekebalan. Ilmu ini sesungguhnya berkilas balik kepada penemuan Edward Jenner akan vaksinasi di tahun 1798. Sejak itu, pengetahuan tentang sisten imunitas telah terakumulasi dan meluas secara depat pada abad ke-20. Vaksin sekarang telah tersedia untuk berbagai macam penyakit, termasuk cacar, polio, rubella, hepatitis B, dsb. Pada tahun 1960, interferon suatu substansi yang dihasilkan oleh sistem kekebalan tubuh telah berhasil diidentifikasi. Interferon menghambat replikasi virus dan karenanya telah mendorong sejumlah besar penelitian ke penemuan akan terapi penyakit-penyakit viral dan kanker. Salah satu tantangan terbesar dalam abad ini bagi para pakar immunologi (imunologist) ialah mempelajari bagaimana sistem imunitas dapat distimulir untuk melawan HIV, suatu virus yang bertanggung jawab terhadap AIDS.

b. Virologi

Virologi adalah ilmu yang mempelajari tentang virus. Embrio terhadap ilmu-ilmu ini sesungguhnya dimulai di tahun 1892 dimana, Dmitri Iwanowski melaporkan adanya organisma yang menyebabkan penyakit mosaic pada tanaman tembakau dan organisma itu sangat kecil sehingga mampu menerobos alat penyaring bakteri. Pada saat itu Ia tidak sadar bahwa organisma yang masih dalam tanda tanya tersebut adalah sebuah virus sebagiamana yang kita kenal saat ini. Pada tahun 1935, Wendell Stanley menunjukkan bahwa organisma tersebut adalah virus mosaik tembakau (TMV) yang secara fundamental berbeda dengan mikroba lain. Penelitian Stanley tersebut memberikan dasar bagi studi tentang struktur dan komposisi kimia virus di kemudian hari. Sejak ditemukannya mikroskop elektron di tahun 1940-an, mikrobiologist mampu untuk mengamati struktur virus secara rinci, dan hingga kini sudah banyak yang diketahui tentang struktur dan aktivitas virus.

c. Teknologi Rekombinasi DNA

Satu paket metode yang dikenal sebagai teknologi rekombinan DNA, sesungguhnya memiliki 2 bidang ilmu yang berhubungan. Pertama, genetika mikroba, yang mempelajari mekanisme bagaimana mikroorganisma memperoleh sifat-sufat keturunannya. Kedua, bilogi molekuler, secara khusus mempelajari bagaimana informasi genetika disimpan dalam molekul DNA dan bagaimana DNA mengarahkan sintesis protein. Ilmu ini memiliki kilas balik kepada Oswald Avery, dkk di tahun 1948 yang meneguhkan peranan DNA sebagai materi keturunan (hereditas). Serta James Watson dan Francis Crick di tahun 1953 yang menemukan model struktur dan replikasi DNA.

Berdasarkan temuan-temuan tersebut dan masih banyak lagi temuan yang lain, mikroorganisma sekarang dapat secara genetik direkayasa untuk menghasilkan sejumlah besar hormon dan bahan-bahan lain yang sangat diperlukan. Di tahun 1960-an Paul Berg mendemonstrasikan bahwa fragmen DNA asal hewan maupun manusia yang menyandi pembuatan protein-protein penting tertentu dapat direkatkan atau di-klon pada DNA bakteri. Hybrid yang dihasilkan dari proses penggabungan tersebut adalah suatu DNA rekombinan. Jika rekombinan DNA disisipkan pada bakteri, maka bakteri tersebut dapat menghasilkan sejumlah besar protein.

Ragam Mikroorganisma Patogen

Sebagian besar mikroorganisme yang ada di alam sejatinya tidak berbahaya kepada manusia, hewan, maupun tumbuhan. Faktanya, banyak bakteri dan fungi memberikan kontribusi penting bagi aktivitas-aktivitas biologis yang terjadi di dalam tanah, air, dan saluran pencernaan hewan. Di sisi lain, mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit bagi hewan ataupun manusia dijuluki sebagi mikroorganisme patogen.

a. Bakteri

Mikroorganisme yang termasuk ke dalam Archaebacteria tidak memiliki kapasitas untuk menimbulkan penyakit pada hewan ataupun manusia. Sebaliknya, organisma (bakteri) yang tergolong Eubacteria cukup banyak yang bersifat patogen pada hewan dan manusia.

Bakteri merupakan organisma ber-sel tunggal, memiliki struktur relatif lebih sederhana dibanding sel eukariotik (bandingkan dengan eritrosit). Bakteri berukuran sangat kecil, panjang sel hanya 0.5 - 5 µm. Materi genetiknya tidak diselubungi oleh membran inti khusus. Karenanya bakteri dinamakan prokariota, yang berasal dari kata Yunani yang berarti prenukleus.

Sel bakteri memiliki tiga bentuk dasar, yaitu Bacillus (bentuk seperti batang), Coccus (sferikal atau ovoid) dan Spiral adalah bentuk-bentuk bakteri yang paling umum, namun beberapa bakteri berbentuk seperti bintang ataupun kubus. Sel-sel bakteri secara individu dapat saja berpasangan, berantai, membentuk kluster-kluster. Formasi-formasi tersebut menunjukan karakteristik dari species bakteri tertentu.

Mayoritas bakteri dapat tumbuh pada media buatan yang cocok; beberapa bakteri membutuhkan suplemen pertumbuhan khusus dan kondisi-kondisi atmosfir tertentu untuk menunjang pertumbuhannya. Dua kelompok bakteri kecil, rickettsiae dan chlamydiae, yang tidak mampu tumbuh pada media buatan, memerlukan sel-sel hidup untuk dapat tumbuh secara in vitro.

Gambar 3. Gambar diagramatik Bakteri, Virus, dan Fungi

Dinding sel bakteri tersusun terutama oleh substansi khusus yang dinamakan peptidoglikan (sebagai pembanding, dinding sel tanaman tersusun oleh selulosa). Bakteri umumnya bereproduksi dengan cara membelah diri menjadi dua sel anakan; proses ini dikenal dengan pembelahan biner (binary fission). Untuk nutrisinya, sebagian besar bakteri menggunakan bahan-bahan kimia organik, yang di alam dapat diambil dari organisma lain yang mati ataupun organisma hidup lainnya. Beberapa bakteri mampu memproduksi makanan sendiri dengan cara fotosintesis, sementara bakteri lain memperoleh bahan makanan dari bahan-bahan anorganik.

b. Fungi

Yeasts, moulds dan mushrooms termasuk ke dalam kelompok besar eukariota non-fotosintetik, disevut fungi. Fungi dapat berupa uniselular ataupun multiselular. Fungi multiselular membentuk struktur mikroskopis menyerupai benang (filamen) dan dinamakan

moulds; sementara yeast adalah fungi uniselular, berbentuk bulat atau oval dan memperbanyak diri dengan cara pertunasan (budding). Pada moulds, selnya berbentuk silindris dan melekat secara ujung ke ujung, membentuk hyphae bercabang (Tabel...). Karakteristik utama dari fungi adalah kemampuannya untuk mensekresikan enzym yang dapat mencerna bahan-bahan organik. Ketika lingkungan menjadi lembab dan kondisi lingkungan lain mendukung, fungi dapat mendegradasi sejumlah besar substrat organik. Sejumlah kecil yeast dan mould bersifat patogenik bagi manusia dan hewan. Beberapa jenis fungi menginvasi jaringan sementara yang lainnya menghasilkan substansi toksin yang dikenal sebagai mikotoksin, yang jika ada pada bahan biji-bijian dan kacang-kacangan, dapat menyebabkan penyakit pada manusia maupun hewan.

Fungi sejati memiliki dinding sel yang tersusun dari chitin. Bentuk fungi uniseluler adalah Yeast, merupakan mikroorganisma berbentuk oval yang berukuran lebih besar dari bakteri. Fungi yang paling tipikal adalah dikenal sebagai mold. Mold membentuk miselia yang meruapakan filamen panjang bercabang dan saling memotong (intertwine). Pertumbuhan seperti kapas yang sering terlihat pada roti dan buah. Sesungguhnya merupakan miselia dari mold itu sendiri. Fungi dapat bereproduksi dengan cara aseksual maupun seksual. Jamur memperoleh makanannya dengan cara menyerap larutan bahan-bahan organik dari lingkungannya; yang dapat berupa air, tanah, hewan, ataupun tanaman.

c. Protozoa

Protozoa adalah eukariota bersel tunggal. Mereka termasuk dalam Kingdom Protista. Protozoa diklasifikasikan menurut cara pergerakannya (lokomosi). Amoeba misalnya bergerak dengan cara menjulurkan sitoplasmanya yang dinamakan pseudopodia(kaki palsu). Protozoa lain memiliki flagella ataupun sejumlah bulu-bulu getar pendek yang dinamakan silia. Protozoa memiliki banyak ragam atau bentuk dan hidup bebas atau berparasit (organisma yang memperoleh makanannya dari hospesnya yang hidup). Dalam kehidupan sebagai parasit, protozoa menyerap ataupun mencerna senyawa-senyawa organik dari lingkungannya. Protozoa berkembang biak secara aseksua dan seksual.

d. Alga

Alga merupakan eukariota fotosintetik yang memiliki banyak bentuk dan bereproduksi secara seksual maupun aseksual. Dinding sel alga, seperti halnya dengan tanaman, tersusun dari selulosa. Mereka banyak ditemukan hidup bebas dalam air, air laut, di dalam tanah, dan di dalam asosiasi dengan tanaman. Sebagai organisma yang berfotosintesis, alga memerlukan cahaya dan udara untuk menghasilkan makanan dan pertumbuhan., namun mereka umumnya tidak memerlukan senyawa organik dari lingkungan. Sebagai hasil fotosintesis tersebut, alga mengahiskan oksigen dan karbohidrat, yang kemudian digunakan oleh organisma lain, termasuk hewan dan manusia. Thus, alga memainkan peranan penting dalam menjaga kesetimbangan alam.

Beberapa alga menghasilkan pigmen yang menyebabkan pewarnaan pada permukaan air yang mengandung massa alga tersebut. Ketika suhu air meningkat, pertumbuhan alga meningkat secara drastis yang memicu produksi toksin berlebihan yang kemudian terakumulasi di dalam hewan akuatik di daerah tersebut.

f. Virus

Virus sangat berbeda dari mikroorganisma lain yang telah disebutkan sebelumnya. Virus berukuran sangat kecil dan karenanya hanya dapat terlihat dengan mikroskop elektron. Virus bahkan berukuran lebih kecil daripada bakteri, berdiameter 20 nm to 300 nm. Virus tidak bersifat seluler. Secara struktural, virus sangat sederhana; sebuah partikel virus mengandung sebuah core (inti yang tersusun atas satu jenis asam nulkeat yaitu DNA atau RNA saja. Core tersebut dikelilingi oleh sebuah selubung protein yang dinamakan capsid. Kadang-kadang selubung tersebut dilapisi lagi oleh sebuah membran tambahan yang terbuat dari lemak yang dikenal sebagai amplop. Meski memiliki struktur sederhana, virus memiliki bentuk yang beragam; bentuk sferik atau bulat, bentuk seperti peluru, atapun bentuk yang tampak memanjang.

Semua sel hidup memiliki DNA dan RNA, dan mampu melaksanakan reaksi-reaksi kimia maupun bereproduksi sebagai unit-unit yang mandiri. Oleh karena tidak memiliki struktur dan enzym yang penting untuk metabolisme dan reproduksi secara independen, virus hanya dapat memperbanyak diri di dalam sel hidup. Thus, virus merupakan parasit dari organisma lain yang hidup. .Baik sel prokariotik maupun eukariotik dapat terinfeksi oleh virus. Virus yang menginfeksi sel-sel bakteri disebut bakterifage (bacteriophages). Virus patogenik yang menginfeksi manusia ataupun hewan dapat menimbulkan penyakit seirus karena menginvasi dan menghancurkan sel. Beberapa jenis virus berperan bagi terjadinya tumor ganas pada manusia dan hewan.

5. Penutup

Mikroba atau kuman atau yang dikenal juga mikroorganisma adalah organisma-organisma hidup yang sangat kecil, yang secara individual terlalu kecil untuk dapat dilihat dengan mata telanjang. Ragam mikroorganisme tersebut meliputi bakteri, fungi (yeast dan jamur) protozoa, dan alga mikroskopis serta virus.

Mikroba tidak semata-mata menyebabkan dampak negatif berupa penyakit dan kerusakan bahan makanan tetapi juga memainkan peranan sangat penting dalam meningkatkan kesejahteraan penghuni bumi, yaitu dengan membantu menjaga kesetimbangan organisma hidup dan zat-zat kimia dalam lingkungan kita. Mikroorganisma juga memiliki aplikasi komersial. Mereka sering digunakan dalam sintesis produk-produk kimiawi seperti acetone, asam-asam organik, enzym, alkohol, dan banyak jenis obat. Industri bahan makanan sering menggunakan mikroba untuk memproduksi cuka, acar, minuman beralkohol, kecap, keju, yoghurt, dan roti. Belakangan ini, dikembangkan suatu teknologi rekayasan genetika yang memanipulasi bakteri dan mikroba lain untuk menghasilkan bahan-bahan tertentu yang secara normal tidak dapat disintesis oleh mikroba bersangkutan. Melalui teknologi ini, bakteri dapat menghasilkan bahan-bahan terapikal(pengobatan) seperti insulin, hormon pertumbuhan, dan interferon, dan bahan-bahan industri/komersial lainnya.

Perkembangan studi mikroorganisma yang diawali dengan penemuan mikroskop oleh Van Leeuwanhoek mengalami perkembangan yang signifikan di jaman Louis Pateur, Robert Koch. Era perkembangan mikrobiologi moderen ditandai dengan perkembangan di bidang imunologi, virologi, dan rekayasa genetika.

Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban Tes Formatif yang terdapat di bagian akhir modul ini. Hitunglah jumlah jawaban Anda yang benar, kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi dalam modul ini.

Rumus:

Tingkat penguasaan = Jumlah jawaban Anda yang benar x 100%

6

Arti tingkat penguasaan yang Anda capai:

90% - 100% = baik sekali

80% - 89% = baik

70% - 79% = cukup

≤ 69% = kurang

Kalau Anda mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat melanjutkan dengan modul berikutnya. Tetapi kalau kurang dari 80%, Anda harus mengulangi Kegiatan Belajar, terutama bagian yang belum Anda kuasai.

Tes Formatif

1. Apa yang dimaksud dengan mikroba atau mikroorganisma, dan mikrobiologi
2. Sebutkan dan uraikan klasifikasi makhluk hidup menurut Carl R Wooese
3. Sebutkan dan Jelaskan secara singkat ragam atau cakupan mikroorganisma
4. Jelaskan tentang Postulat Koch secara urut dan lengkap
5. Sebutkan dan jelaskan perkembangan atau capaian dalam era mikrobiologi moderen
6. Sebutkan dan jelaskan secara singkat dampak negatif maupun manfaat dari mikroorganisma

Kunci Jawaban Tes Formatif

1. Mikroorganisma atau mikroba adalah organisma-organisma hidup yang sangat kecil, yang secara individu terlalu kecil untuk dapat dilihat dengan mata telanjang. Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang kehidupan dan hal-ikhwal mikroba.

2. Makhluk hidup ditempatkan ke dalam tiga kelompok atau domain: Archae, Bakteri, dan Eukarya. Pengelompokan makhluk hidup ke dalam tiga domain tersebut adalah sebagai berikut:

1. Bakteri (dinding sel mengandung kompleks protein-karbohidrat yang dinamakan peptidoglikan)

2. Archae (dinding sel, jika ada, tidak mengandung peptidoglikan)

3. Eukarya, yang terdiri atas organisme berikut:

- Protista (jamur lendir, protozoa, dan alga)

- Fungi (yeast sel tunggal, jamur multiseluler, dan mushroom)

- Tumbuhan (lumut, tanaman pakis/paku, tanaman kayu/conifera, tumbuhan bunga)

- Hewan (spongifora, cacing, insekta, dan vertebrata)

3. Cakupan atau ragam mikroorganisma meliputi: Bakteri, fungi (yeast dan jamur) protozoa, dan alga mikroskopis, dan virus. Bakteri merupakan organisma bersel tunggal, memiliki struktur relatif sederhana, dan berukuran sangat keci. Materi genetiknya tidak diselubungi oleh membran inti khusus dan karenanya bakteri dinamakan prokariota; Fungi adalah eukariota; organisma yang selnya memiliki nukleus jelas dan mengandung materi genetik yang terselubung oleh amplop khusus (membran inti). Fungi dapat bersel tunggal (yeast) ataupun multiselular (mushroom atau jamur merang); Protozoa adalah eukariota bersel tunggal. Mereka termasuk dalam Kingdom Protista. Protozoa diklasifikasikan menurut cara pergerakannya (lokomosi); Alga merupakan eukariota fotosintetik yang memiliki banyak bentuk dan bereproduksi secara seksual maupun aseksual, berada dalam kingdom protista dan biasa bersifat uniselular; Virus berukuran sangat kecil, hanya dapat terlihat dengan mikroskop elektron. Virus tidak bersifat seluler, secara struktural, virus sangat sederhana; sebuah partikel virus mengandung sebuah core(inti yang tersusun atas satu jenis asam nulkeat yaitu DNA atau RNA saja.

4. Postulat Koch: untuk membuktikan suatu mikroorganisme sebagai penyebab dari suatu penyakit maka mikroorganisme tersebut harus selalu ditemukan pada semua hewan atau individu yang sakit. Mikroorganisme tersebut harus dapat disolasi dan ditumbuhkan secara in vitro, dan kemudian harus dapat menimbulkan penyakit ketika diinokulasi ke hewan yang peka. Akhirnya, mikroorganisme tersebut harus dapat diisolasi kembali dari hewan yang sakit atau terinfeksi tersebut.

5. Penemuan dan perkembangan di bidang mikrobiologi diawali dengan penemuan mikroskop, dan teori sel. Perkembangan mikrobiologi modern yang diawali pada abad 20 ditandai dengan serangkaian penelitian dan penemuan di bidang imunologi, virologi, yang memuncak dengan teknologi rekombinasi DNA.

6. Mikroorganisma dalam perspektif positif, berperan dalam proses kehidupan di alam, antara lain berperan penting dalam siklus karbon, oksigen dan nitrogen. Mikroorganism juga bermanfaat dalam aplikasi teknologi pangan karena menghasilkan enzim yang bermanfaat bagi peningkatan produktivitas dan kualitas. Mikroba dapat pula dieksploitasi untuk menghasil antibiotika untuk pengobatan penyakit infeksi. Namun dari sisi negatif, mikroba berperan dalam mempercepat tingkat kerusakan bahan pangan, menimbulkan penyakit pada makhluk hidup (sebagai patogen).

Daftar Pustaka

Quinn, P.J. and Markey B.K. 2003. Concise Review of Veterinary Microbiology. Blackwell Science UK

Quinn, P.J., B.K. Markey, M.E. Carter, W.J. Donnelly, and F.C. Leonard. 2003. Veterinary Microbiology and Microbial disease. Blackwell Science UK.

Tortora, G.J., Funke, B.R. dan Case, Ch. L. 2007. Microbiology an Introduction 9^th ed. Benjamin Cummings. San Fransisco.