K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri

5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 1/49

Dra. Sitti ZuleihaBagian Mikrobiologi

FK-USU



1. Menjelaskan fisiologi bakteri

2. Menjelaskan metabolisme bakteri



JAWETZ, MELNICK & ADELBERG’S MEDICAL

MICROBIOLOGY, 24TH EDITION by G.F. Brooks,Carroll, Butel, Morse, McGraw-Hill, 2007.

MIKROBIOLOGI KEDOKTERAN, Edisi Revisi,Pengarang Staf Pengajar FK UI, Binarupa Aksara.



“Medical Bakteriologis” yaitu mengenal & mengisolasi

secara cepat spesies yang patogenik

Aspek ini termasuk :

- Nutrisi (makanan)

- Pertumbuhan bakteri

- Reproduksi

- Metabolisma



Klasifikasi 1950 :

- Elektron mikroskop

- Cara-cara fraksinasi biokimiawi

- Struktur unsur-unsur sel

Bakteri & cyanobacteria (blue green algae) dahulu

tergolong TT → gol.jasad hidup (procaryotae) ok.

memiliki struktur intracelluler yang berbeda dari

struktur sel organis yg lebih tinggi



Pertumbuhan bakteri terjadi sintesa yg khas &

berimbang dari komponen2 protoplasma dari

bahan gizi yg terdapat di lingkungan

Merupakan proses yg terus berubah menurut waktu

dan merupakan sifat utama makhluk hidup



Bakteri → sangat omnivora (memakan

segalanya) bermetabolisme & memanfaatkan

segala macam sumber bahan makanan dari

substrat anorganik & organik yang sangat

kompleks

Terdapat perbedaan dalam keperluan akan

bahan gizi pada setiap spesies bakteri



1. AIR

Bakteri membutuhkan air dalam konsentrasi tinggi

Pengantar semua bahan gizi yang diperlukan sel

Membuang semua zat yg tdk diperlukan ke luar sel

2. GARAM ANORGANIK

Untuk mempertahankan tekanan osmotik sel

Memelihara keseimbangan asam basa

Sebagai aktivator reaksi enzim



3. MINERAL

Sulfur (belerang) sebagian besar sulfur sebagai

H2S

Fosfor-fosfat (PO4) diperlukan sbg komponen

asam nukleat & berupa koenzim

Aktivator enzim : Mg, Fe, K & Ca



4. SUMBER NITROGEN

Nitrogen yang dipakai bakteri, diambil dlm bentuk

NO3, NO2, NH3, N2 & R-NH2 (R-radikal organik)

5. CO2

Diperlukan dalam proses sintesa dengan timbulnyaasimilasi CO2 di dalam sel



1. BAKTERI AUTROTROF (LITOTROF)

Bakteri yang hanya memerlukan air, garam

anorganik dan CO2 sebagai sumber C bagi

pertumbuhannya

Mensintesa sebagian besar metabolik organik

dari CO2



2. BAKTERI HETEROTROF (ORGANOTROF)

Bakteri heterotrof fotosintetik memperoleh

energi dari cahaya

Bakteri heterotrof kemosintetik memperoleh

energi dari oksidasi senyawa anorganik,

memerlukan C dlm bentuk senyawa anorganikkarbohidrat utk pertumbuhannya



BAKTERI FOTOTROF dari cahaya matahari

BAKTERI CHEMOTROF dari bahan2 kimia



Banyak bakteri heterotrof tidak dapat tumbuh

kecuali diberikan faktor-faktor pertumbuhan

Substansi dlm bentuk ekstrak ragi, darah, vit B

kompleks dimasukkan dlm perbenihan sbg

katalisator pada reaksi2 dlm sel



1. Bakteri anaerob obligat

Hidup tanpa O2, O2 toksis thd gol.bakteri ini

2. Bakteri anaerob aerotoleran Bakteri tdk mati dgn adanya O2

3. Bakteri anaerob fakultatif

Mampu tumbuh baik dalam suasana denganatau tanpa O2



4. Bakteri aerob obligat

Tumbuh subur bila ada O2 dalam jumlah besar

5. Bakteri mikroaerofilik

Hanya tumbuh baik dlm tekanan O2

yg rendah



PSIKHROFILIK

-5 sampai +300 C dengan opt : 10 - 200 C

MESOFILIK

10 - 450 C dengan opt : 20 - 400 C

TERMOFILIK

25 - 800 C dengan opt : 50 - 600 C



Bakteri patogen pada manusia biasanya tumbuhdengan baik pada 370 C (Mesofilik)

pH pH perbenihan juga mempengaruhi

pertumbuhan bakteri

Kebanyakan bakteri patogen mempunyai pH

optimal 7,2 - 7,6



Dapat berlangsung secara :

1. ASEKSUAL

Pembelahan, pembentukan tunas/cabang,pembentukan filamen

2. SEKSUAL

Peleburan kromosom 2 jenis bakteri dari satu

famili



1. Pembelahan

Umumnya berkembangbiak secara mitosis dgn

membelah mjd 2 bagian (binary division)

Generation time (waktu diantara 2 pembelahan)

bervariasi antara : 20 menit-15 jam

GT M.tuberculosis 15 jam



2. Pembentukan Tunas/Cabang

Bakteri membentuk tunas, tunas akan melepaskan

diri dan membentuk bakteri baru

Reproduksi dengan pembentukan cabang diawali

dgn pembentukan tunas yg tumbuh menjadi cabang

dan akhirnya melepaskan diriContoh : Famili Streptomycetaceae



3. Pembentukan Filamen

Sel mengeluarkan serabut panjang filamen yg tdk

bercabang

Bahan kromosom masuk ke dlm filamen

Filamen terputus bbrp bagian, tiap bagian membentuk

bakteri baru

Dijumpai terutama dlm keadaan abnormal

Contoh : Haemophylus influenza dibiakkan dlm

perbenihan basah



Pembelahan bakteri didahului oleh peleburan bhnkromosom dari 2 sel bakteri

Sehingga terjadi sel-sel bakteri dgn sifat yg berasal

dari kedua sel induknyaTerjadi antara bakteri-bakteri sejenis dari suatu

famili

Cth : Enterobacteriaceae a.l :E. coli dengan Shigella dysentriae

E. coli dengan Salmonella typhosa



1. LAG PHASE (Fase Penyesuaian)

Berlangsung selama 2 jam

Bakteri tidak berkembang dlm fase ini

Namun aktivitas metabolisme sgt tinggi



2. LOGARHYTMIK PHASE (Fase Pembelahan)

Bakteri berkembang biak berlipat 2

Fase ini berlangsung 18-24 jam

Pada pertengahan fase pertumbuhan bakteri

sangat ideal, pembelahan tjd sangat teratur

Semua bahan dlm sel berada dlm keadaan

seimbang (balanced growth)



3. STATIONARY PHASE (FASE STASIONER)

Meningkatnya jumlah hasil metabolisme toksis

Bakteri mulai ada yg mati, pembelahan terhambat.

Jumlah bakteri yang hidup tetap sama

4. PERIOD OF DECLINE (Fase Kemunduran)

Jumlah bakteri hidup berkurang dan menurun

Keadaan lingkungan menjadi sangat jelek

Pada beberapa jenis bakteri timbul bentuk2 abnormal



Log bakteri/cc

c d

b e

a

waktu

sesudah

penanaman

(jam)



a-b: Lag phase (2 jam) : bakteri menyesuaikan diri

terhadap keadaan sekitarnya

b-c: Log phase : bakteri berkembang biak secara

logaritmik sampai jam ke 10

c-d: Stationary phase : jumlah bakteri relatif konstan

d-e: Period of decline : jumlah bakteri yang mati lebih

banyak



Seluruh proses pengolahan setelah

bahan makanan masuk ke dalam

sel bakteri



Menghasilkan sub satuan dari hasil antara

metabolisme

Menghasilkan ATP (Adenosin triphosphat) dari ADP

(Adenosin diphosphat) dan phosphat organis

Menghasilkan daya reduksi dalam keadaan

SUBSTRAT yg diambil dari perbenihan lebih

dioksidasi daripada hasil biosintesa keseluruhan



Fosforilasi Substrat

Fosforilasi Oksidatif



1. Jalur interkonversi utk metabolit lokal

2. Jalur asimiliasi utk pembentukan

metabolit lokal

3. Urutan biosintesis pengubahan metabolit

lokal menjadi produk aktif

4. Jalur utk menghasilkan energi metabolisme

dan perawatan



Pertumbuhan sel

Pembelahan sel

Pembaharuan komponen sel



ANABOLISME / ASIMILASI :

meliputi proses sintesis (pembangunan)

KATABOLISME / DESIMILASI :

meliputi proses degradasi (perombakan)



Proses Fermentasi

Respirasi

Fotosintesis

Pada fermentasi & respirasi, energidiperoleh dari katabolisme KH



Bakteri patogen

Menggunakan zat organik sebagai sumber utk

mendapatkan energi



Membutuhkan C dalam bentuk anorganik

Bakteri autotrof kemosintetik mendapatkan

energi dengan oksidasi bahan organik seperti

Fe dan NH3

Bakteri autotrof fotosintetik mendapatkanenergi utk proses sintesis dari cahaya matahari

diolah menjadi energi kimia



Dehidrogenase melancarkan reaksi reduksi

oksidasi suatu metabolit

Flavoprotein transport ion H dalam proses respirasi

Sitokrom proses respirasi hanya khusus pada

bakteri aerob utk transport ion H ke O2

Glikosidase & Fosforilase berperan dalam

metabolisme KH



Menurut EMBDEN-MEYERHOF (EMP) :

Glukosa – glukosa 6 fosfat – fosfogliseraldehide- fosfogliseral – fosfoenolpiruvat - piruvat



1. Pentosa fosfat (Pentosa Phosphate pathway) :

glukosa – glukosa 6 fosfat – 6 fosfoglukonat –

pentosafosfat

Dipakai bakteri yg tdk mempunyai enzim aldolosa

& triosa PO4 isomerase yg diperlukan pada EMP



2. ENTNER-DOUDROFF PATHWAY :

melalui pembentukan deoksiglukonat glukosa

– 6 fosfoglukonat – ketodeoksiglukonat –

piruvat + gliseraldehid

Cara ini dipakai pada bbp Pseudomonas sp. &

Escherichia coli



Melalui proses fermentasi, piruvat dapat dipecah

menjadi :

Alkohol

Asam laktat

Asam butirat

Asam propionat

Asam asetat



Fermentasi dg pembentukan asam campuran

khas utk Family Enterobacteriaceae

Dalam pH 6, enzim hidrogenliase format memecah

asam format CO2 dan H2

Fermentasi dgn pembentukan asam butirat

dilakukan oleh kebanyakan Clostridium sp.



Melalui proses respirasi secara aerob, glikolisis

diteruskan hingga piruvat terpecah CO2 + H2O

Energi yang dilepaskan, diikat dalam bentuk ATP

Melalui proses respirasi anaerob, zat anorganik

adalah nitrat atau sulfat dan bukan O2 (berfungsi

sebagai reseptor H)



Permulaan reaksi diperlukan pengaktifan asam

lemak dengan CoA dan sebagai hasil adalah

gliserol dan asetil CoA



Sintesis protein memerlukan nitrogen yg biasanya

diambil dari medium dalam bentuk NH3 atau NO3

Sintesis protein mengikuti pola yang ditentukan

oleh DNA

DNA gen memberikan pola yang menentukan pada

sintesis DNA sendiri dan RNA



RNA sebagai pembawa berita dari DNA yang

menentukan sintesis protein

Dalam DNA terdapat semua informasi yang

diperlukan dalam penyusunan DNA, RNA dan

protein



Fermentasi asam amino dilakukan oleh beberapa jenis Clostridium sp. seperti :

Alanin + 2 glisin + 2H2O 3 asam asetat + 3NH3 +

CO2

Perbedaan kemampuan bakteri dalam memecah

suatu bahan kimia serta hasil metabolisme yang

diperoleh dalam bentuk gas CO2, gas H2S atau

bentuk asam yang mengubah pH

Semuanya ini dapat dipakai untuk membantu

determinasi bakteri



Date post:	17-Jul-2015
Category:	Documents
Upload:	ilhampanejax3
View:	427 times
Download:	0 times

K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri

Documents