mikrobiologi : pengantar

Pengantar mikrobiologi

A.     Mikrobiologi
Mikrobiologi boleh dikata merupakan ilmu yang masih muda. Dunia jasad renik barulah ditemukan sekitar 300 tahun yang lalu, dan makna yang sesungguhnya mengenai mikroorganisme itu sendiri barulah dipahami dan dihargai 200 tahun kemudian. Selama 40 tahun terakhir, mikrobiologi muncul sebagai bidang biologi yang sangat berarti karena pengaruhnya ada di berbagai aspek kehidupan. Kini mikroorganisme banyak dipakai oleh peneliti dalam penelaahan hampir semua gejala biologis.

Mikrobiologi (dalam Bahasa Yunani mikros = kecil, bios = hidup dan logos = ilmu) merupakan suatu ilmu tentang organisme hidup yang berukuran mikroskopis. Mikroorganisme adalah sebuah organisme hidup yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang.Maka untuk melihatnya dibutuhkan suatu alat yang dapat memperbesar ukuran, alat tersebut adalah mikroskop.Mikroorganisme dapat ditemukan di mana pun dan sangat berperan dalam semua kehidupan di muka bumi.Microbiologist merupakan orang yang mempelajari permasalahan yang berkaitan dengan mikroorganisme. Sel merupakan satuan struktural yang fundamental dan fungsional bagi kehidupan.Bagi mikroorganisme uniseluler, sel tersbut bukan saja sebagai satuan struktural, tetapi adalah organisme itu sendiri.Sebaliknya, organisme multiseluler merupakan sel-sel yang tersusun menjadi sebuah sistem yang bersama-sama membentuk organisme hidup. Beberapa hal yang menjadi alasan dasar untuk mempelajari mikrobiologi diantaranya:

1.      Mikroba mempunyai pengaruh besar terhadap kesehatan manusia.

2.      Mikroorganisme memberikan wawasan ke dalam proses kehidupan di segala bentuk.

3.      Mikroba berperan penting dalam menjaga keseimbangan alam.

4.      Mikroorganisme merupakan materi essensial bagi kesejahteraan manusia dalam hal pangan ataupun industry.

5.      Mikroba dapat berperan sebagai bioremediator.

6.      Mikroba dapat menjadi alat penelitian ilmiah.

Jenis mikroba yang akan dipelajari dalam mikrobiologi adalah bakteri, fungi, alga, virus dan protozoa. Masih banyak spesies mikroba yang belum diketahui namanya sehingga sampai saat ini penemuan-penemuan baru terus dibuat.Sedangkan penelitian-penelitian yang ada sampai saat ini dengan menggunakan mikroorganisme sudah sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia mulai dari kesehatan, industri, pangan hingga pengendalian lingkungan.Oleh karena itu masih sangat terbuka kesempatan untuk memperdalam ilmu mikrobiologi dan menjadi peneliti bahkan penemu dalam bidang mikrobiologi.

Mikro Biologi Umum

Mikrobiologi merupakan ilmu aneka disiplin karena ilmu ini mencakup beberapa bidang, pembagiannya dapat berdasarkan tipe mikrobia (pendekatan taksonomis) atau berdasarkan aktivitas fungsional.Berdasarkan pendekatan taksonomis, mikrobiologi dibagi menjadi virologi, bakteriologi, mikologi, fikologi dan protozoologi.Sedangkan berdasarkan pendekatanfungsional pendekatan mikrobiologi dibagi atas ekologi mikrobia, mikrobiologi industri, mikrobiologi pertanian, mikrobiologi kedokteran, mikrobiologi pangan, fisiologi mikrobia, genetika mikroba, dan sebagainya.Ada pula yang membagi berdasarkan habitat mikrobia, misalnya, mikrobiologi tanah, mikrobiologi air, mikrobiologi lautan dan lain sebagainya.

Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari jasad hidup yang terlalu kecil, sulit diamati dengan mata telanjang tanpa bantuan alat pembesar.Jasad yang sangat kecil ukurannya disebut mikrobia.

Dalam buku ini dibahas tentang sejarah mikrobiologi, evolusi mikrobia, taksonomi mikrobia struktur dan organisme prokariotik, mikrobia eukariotik, virus, nutrisi dan kultivasi, pertumbuhan dan metabolisme, pengendalian, genetic, rekayasa genetik, ekologi mikrobia, mikrobiologi pertanian , mikrobiolgi bahan pangan dan mikrobiologi industri serta mikrobia pathogen dan sistem pertahanan tubuh.

Mikrobiologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme.Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang perlu dilihat dengan mikroskop, khususnya bakteri, fungi, alga mikroskopik, protozoa, dan Archaea. Virussering juga dimasukkan walaupun sebenarnya tidak sepenuhnya dapat dianggap sebagai makhluk hidup

Mikrobiologi dimulai sejak ditemukannya mikroskop dan menjadi bidang yang sangat penting dalam biologi setelah Louis Pasteur dapat menjelaskan proses fermentasianggur (wine) dan membuat serumrabies^[2] Perkembangan biologi yang pesat pada abad ke-19 terutama dialami pada bidang ini dan memberikan landasan bagi terbukanya bidang penting lain: biokimia.Penerapan mikrobiologi pada masa kini masuk berbagai bidang dan tidak dapat dipisahkan dari cabang lain karena diperlukan juga dalam bidang farmasi, kedokteran, pertanian, ilmu gizi, teknik kimia, bahkan hingga astrobiologi dan arkeologi

Sejarah Perkembangan Mikrobiologi

1.      Era Robert Hooke dan Antoni van Leeuwenhoek

Robert Hooke (1635-1703) adalah matematikawan, sejarawan alam, dan ahli mikroskopi asal Inggris.^[2] Dalam bukunya yang terkenal, Micrographia (1665), Hooke mengilustrasikan struktur badan buah dari suatu jenis kapang^[2] Ini adalah deskripsi pertama tentang mikroorganisme yang dipublikasikan.^[2]
Orang pertama yang melihat bakteri adalah Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang pembuat mikroskop amatir berkebangsaan Belanda.^[2] Pada tahun 1684, van Leeuwenhoek menggunakan mikroskop yang sangat kecil hasil karyanya sendiri untuk mengamati berbagai mikroorganisme dalam bahan alam.^[2]Mikroskop yang digunakan Leeuwenhoek kala itu berupa kaca pembesar tunggal berbentuk bikonveks dengan spesimen yang diletakkan di antara sudut apertura kecil pada penahan logam.^[3] Alat itu dipegang dekat dengan mata dan objek yang ada di sisi lain lensa disesuaikan untuk mendapatkan fokus^[3]. Dengan alat itulah, Leewenhoek mendapatkan kontras yang sesuai antara bakteri yang mengambang dengan latar belakang sehingga dapat dilihat dan dibedakan dengan jelas^[3]. Beliau menemukan bakteri di tahun 1676 saat mempelajari infusi lada dan air (pepper-water infusion).^[2]Van Leeuwenhoek melaporkan temuannya itu lewat surat pada Royal Society of London, yang dipublikasikan dalam bahasa Inggris pada tahun 1684.^[2] Ilustrasi van Leewenhoek tentang mikroorganisme temuannya dikenal dengan nama "wee animalcules"

2.      Era Pasteur

Bertahun-tahun setelahnya, banyak observasi lain yang menegaskan hasil pengamatan van Leeuwenhoek, namun peningkatan tentang pemahaman sifat dan keuntungan mikroorganisme berjalan sangat lambat sampai 150 tahun berikutnya.^[2] Baru di abad ke 19, yaitu setelah produksi mikroskop meningkat pesat, barulah keingintahuan manusiaakanmikroorganisme mulai berkembang lagi.^[2]Louis Pasteur dikenal luas karena teori Generatio Spontanea, organisme hidup berasal dari organisme hidup juga.^[2] Percobaan Pasteur menggunakan kaldu yang disterilkan dan labu leher angsa membuktikan tentang adanya mikroorganisme.

3.      Era Robert Koch

Sejak abad ke-16, telah diketahui bahwa ada suatu agen penyebab penyakit yang dapat menularkan penyakit.^[2] Setelah penemuannya, dipercaya bahwa mikroorganisme adalah agen yang dimaksud, namun belum ada pernah ada bukti.^[2] Robert Koch (1842-1910), seorang dokter berkebangsaan Jerman adalah orang pertama yang menemukan konsep hubungan antara penyakit menular dan mikroorganisme dengan menyertakan bukti eksperimental.^[4][2] Konsep yang dikemukan oleh Koch dikenal sebagai Postulat Koch dan kini menjadi standar emas penentuan penyakit menular.

4.      Era Mikrobiologi Umum

Mikrobiologi umum merujuk pada aspek mikrobiologi non medis.^[2] Dua raksasa yang dikenal pada era ini adalah Beijerinck dan Winogradsky.^[2] Keduanya memulai aspek mikrobiologi lingkungan

5.      Martinus Beijerinck dan Teknik Kultur Pengkayaan

Martinus Beijerinck (1851-1931) adalah profesor berkebangsaan Belanda yang berkontribusi besar terhadap teknik kultur pengkayaan.^[2] Pada teknik ini, mikroorganisme diisolasi dari alam dan ditumbuhkan di laboratorium dengan memanipulasi nutrisi dan kondisi inkubasinya.^[2] Dengan menggunakan teknik ini, Beijerinck berhasil mengisolasi kultur murni berbagai mikroorganisme air dan tanah untuk pertama kalinya.

6.      Sergei Winogradsky dan Konsep Kemolitotrofi

Pekerjaan Sergei Winogradsky (1856-1953), asal Rusia, mirip dengan yang dilakukan Beijerinck, namun beliau mendalami bakteri yang terlibat dalam siklus nitrogen dan siklus sulfur.^[2] Konsep kemolitotrofi yang dicetuskannya berkaitan dengan adanya hubungan antara oksidasi senyawa anorganik dengan konservasi energi.^[2] Dengan menggunakan teknik pengkayaan, Winogradsky berhasil mengisioalsi bakteri pengikat nitrogen, Clostridium pasteurianum yang bersifat anaerob, dan sebagai cikal bakal konsep fiksasi nitrogen.

7.      Mikrobiologi Modern

Seorang pekerja di laboratorium sedang mengamati pertumbuhan bakteri pada cawan petri.Memasuki abad ke-20, mulai berkembang dua cabang mikrobiologi yang masih saling berhubungan: mikrobiologi dasar (basic) dan mikrobiologi teraplikasi (applied). Mikrobiologi dasar mengacu pada penemuan-penemuan baru di bidang ini.^] Sedangkan mikrobiologi teraplikasi mengacu pada aspek pemecahan masalah (problem solving) yang berhubungan dengan bidang ini.^[2] Sejak ditemukannya konsep tentang DNA maka bidang mikrobiologi pun memasuki era molekuler.^[2] Keberhasilan sekuensing DNA berhasil mengungkap hubungan filogenetik (evolusi) di antara berbagai jenis bakteri.

Istilah yang dipakai pada anti mikroorganisme

·          Bakteriostatik : Kemampuan menghambat perkembangbiakan bakteri temporer. Jadi pada saat zat ini tidak ada, bakteri dapat berkembangbiak kembali.

·          Bakterisidal : Bahan kimia yang mematikan bakteri secara permanen.

·          Disinfektan : Bahan - bahan kimia yang digunakan untuk mematikan mikroorganisme patogen yang ada pada benda mati.

·          Steril : Bebas dari kehidupan mikroorganismepatogen.

·          Septik : Adanya bakteripatogen di dalam jaringan hidup yang dalam suatu proses infeksi.

Mekanisme kerja dari zat anti mikroorganisme

1.        Perusakan DNA

2.        Denaturasi protein

3.        Gangguan pada gugus Sulfhidirl

4.        Antagonisme kimiawi

5.        perusakan pada dinding sel bakteri

Faktor - faktor yang memengaruhi resistensi mikroorganisme terhadap Zat – zat Antimikroorganisme:

1.        Unsur - unsur Fisik, yang meliputi :

a.         Panas

b.        Penyinaran oleh sinar uv

c.         pendinginan pada suhu yang standar

2.        Unsur - unsur kimia, yang meliputi :

a.         Alkohol

b.        Ion logam berat

c.         Detergen

d.        Oksidator

Klasifikasi Bakteri

Singkatan Klasifikasi Bakteri Menurut Bergey (Edisi ke 7):

Dunia tumbuhan dibagi atas 5 divisi (phylum) yaitu:

·        Divisi I-Protophyta

·        Divisi II-Thalophyta

·        Divisi III-Bryophyta

·        Divisi IV-Pteridophyta

·        Divisi V-Spermatophyta

·        Divisi I-Protophyta dibagi atas dibagi atas klas,yaitu :

-           Klas I –Schizophyceae(Ganggang Biru)

-           Klas I I–Schizomycetes (Bakteri dan Bentuk-bentuk yang serupa)

-           Klas III – Microtatobiotes (Rickettsia dan Virus )

Selanjutnya klas Schizomycetes dibagi atas 10 ordo,yaitu :

·        Ordo I – Pseudomonadales

·        Ordo II – Chlamydobcteriales

·        Ordo III– Hypomicrobiales

·        Ordo IV – Eubacterterials

·        Ordo V – Actinomycetes

·        Ordo VI – Caryophanales

·        Ordo VII – Beggiatoales

·        Ordo VIII – Myxobacteriales

·        Ordo IX – Spirochaetales

·        Ordo X –Mycoplasmatales

Klas Microtatobiotes dibagi atas 2 ordo yaitu :

·        Ordo I –Rickettsiales

·        Ordo II – Virales

Selanjutnya ordo-ordo diatas dibagi lagi menjadi sub-ordo family sebagai berikut :

·        Ordo I – Pseudomonadales
Sub-ordo I.Rhodobacteriianeae
Famili I – Thiorhodaceae 13 genus 34 spesies
Famili II – Athiorhodaceae 2 genus 8 spesies
Famili III– Chlorocacteriaceae 6 genus 9 spesies

Sub-ordo II. Pseudomonadineae
Famili I – Nitrobacteriaceae 7 genus 13 spesies
Famili II – Methanomonadaceae 3 genus 6 spesies
Famili III– Thiobacteriaceae 5 genus 17 spesies
Famili IV– Pseudomonadaceae 12 genus 258 spesies
Famili V– Caulobacteraceae 4 genus 8 spesies
Famili VI– Siderocapsaceae 10 genus 28 spesies
Famili VII– Spirillaceace 10 genus 30 spesies

·        Ordo II.Chlamydobacteriales
Famili I– Chlamydobacteriaceae 3 genus 17 spesies
Famili II– Peloplocaceae 2 genus 6 spesies
Famili III– Crenotrichaceae 3 genus 3 spesies

·        Ordo III.Hyphomicrobiales
Famili I– Hyphomicrobiaceae 2 genus 2 spesies
Famili II– Pasteuriaceae 2 genus 2 spesies

·        Ordo IV.Eubacteriales
Famili I – Azotobacteraceae 1 genus 3 spesies
Famili II – Rhizobiaceae 3 genus 17 Spesies
Famili III– Achromobacteraceae 5 genus 65 spesies
Famili IV– Enterobacteriaceae 10 genus 59 spesies
Famili V– Brucellaceae 8 genus 42 spesies
Famili VI– Bacteroidaceae 5 genus 56 spesies
Famili VII– Neisseriaceae 6 genus 43 spesies
Famili VIII– Brevibacteriaceae 2 genus 16 spesies
Famili IX– Lactobacillaceace 2 genus 26 spesies
Famili X– Neisseriaceae 10 genus 92 spesies
Famili XI– Propionbacteriaceae 3 genus 13 spesies
Famili XII– Corynebacteriaceae 2 genus 55 spesies
Famili XIII– bacillaceae 2 genus 118 spesies

·        Ordo V.Actinomycetales
Famili I – Mycobacteriaea 2 genus 20 spesies
Famili II – Actinomycetaceae 2 genus 48 Spesies
Famili III– Streptomycetaceae 3 genus 158 spesies
Famili IV– Actinoplanaceae 2 genus 2 spesies

·        Ordo VI.Caryophanales
Famili I – Caryophanaceae 3 genus 7 spesies
Famili II – Oscillosporaceae 1 genus 1 Spesies
Famili III– Arthromitaceae 2 genus 5 spesies

·        Ordo VII.Beggiatoales
Famili I – Beggiatoaceae 4 genus 18 spesies
Famili II – Vitreoscillaceae 3 genus 13 Spesies
Famili III – leucotrichaceae 1 genus 5 spesies
Famili IV – Achromatiaceae 1 genus 1 spesies

·        Ordo VIII.Myxobacteriales
Famili I – Cytophagaceae 1 genus 11 spesies
Famili II – archangiaceae 2 genus 6 Spesies
Famili III – sorangiaceae 1 genus 8 spesies
Famili IV – polysaniaceae 4 genus 28 spesies
Famili V – myxococcaceae 4 genus 18 spesies

·        Ordo IX.Spirochaetaceae
Famili I – Spirochaetacae 3 genus 11 spesies
Famili II – treponemataceae 3 genus 38 Spesies

·        Ordo X.Mycoplasmataceae
Famili I – Plasmataceae 1 genus 15 spesies
Sedangkan Menurut Adit (2010),Klasifikasi Bakteri yaitu :

1.      Klasifikasi atas dasar bentuk kuman

a.         coccus
bentuk coccus seperti bola-bola kecil dengan ukuran rata-rata 1 mikron.

-       seperti rantai panjang: disebut streptococcus. contohnya: streptococcus alpha, beta, indifferens.

-       bentuk dua-dua: disebut diplococcus. Contohnya: Gonococcus

-       bentuk empat-empat: disebut tetracoccus

-       bergerombol seperti anggur: disebut staphyllococcus. COntohnya: staphyllococcus albus, citreus, aureus

-       bentuk seperti kubus: disebut sarcina

b.        bacillus (basil)
Bentuk bacillus seperti tongkat pendek agak silindris(seperti batang). Pengelompokan basil sama dengan pengelompokan coccus, yaitu streptobasil dan diplobasil.
Ukuran basil: -lebar = 0,3 – 1 mikron.
panjang= 1,5 – 8 mikron
Contohnya: Bacillus antrhacis, mycobakterium tuberculosa

c.         Vibrio
Bentuk vibrio seperti tongkat membengkok atau seperti koma.
Ukuran vibrio: -lebar: 0,5 mikron
panjang : mencapai 3 mikron
Contohnya: vibrio cholera

d.        Spirillium
Bentuk spirrilium seperti spiral. Golongan ini tidak terlalu banyak bila dibandingkan dengan golongan basil atau coccus.
Ukuran: -lebar: 0,5 – 1 mikron
panjang: 2- 10 mikron
Contohnya: leptispiral (penyebab gingivitis)

e.         Spirochaeta
Bentuk spirochaeta seperti batang berbelit-belit panjang dan banyak belitannya.
Ukuran spirochaeta: -lebar: 0,2 – 0,7 mikron
panjang: 5-10 mikron
Contohnya: triponema palidum (penyebab sifilis)

2.         Klasifikasi atas dasar kemempuan menimbulkan penyakit

a.         patogen
Ialah kuman yang dapat menimbulkan penyakit baik melalui invasi langsung atau mencemari makanan. Tingkat keganasan disebut dengan virulensi.

b.        apatogen
Kuman ini tidak berpotensi menimbulkan penyakit, bahkan ada yang menguntungkan bagi manusia.

3.         Klasifikasi atas dasar pewarnaan

a.       Pewarnaan gram
Gram Negatif
Kuman Berwarna MERAH
Contohnya:
-gonococcus
-neiseria catarpilus
-haemophilus influenza
-vibriocholera
-Polithypoid
-Dysentry grup
-Proteus vulgaris

Gram Positif
Kuman berwarna UNGU
Contohnya:
-Streptococcus
-Staphylococcus
-Pneumococcus
-Bacillus Antrhaces
-Diptheria bacill
-Tubercel bacill
-Actinomyces

b.      Pewarnaan Ziehl Neelsen

Kuman Tahan Asam (berwarna MERAH)
Contohnya : –Mycobacterium. Spora kuman

Kuman tidak tahan Asam (berwarna BIRU)
Contohnya: – Neisseria (penyebab penyakit gonorho

4.      Klasifikasi atas dasar kebutuhan terhadap oksigen

a.       aerob
Ialah mikroorganisme yang memerlukan oksigen untuk hidup dan berkembang biak.
Contohnya: Bacillus Antrhaces

b.      anaerob
Ialah mikroorganisme yang tidak memerlukan oksigen untuk hidup dan berkembangbiak.
Contohnya: Clostridium tetani

c.       fakultatif anaerob
Ialah mikroorganisme yang dapat hidup baik dalam keadaan terdapat oksigen maupun tidak
Contohnya: Bacteriae subtilis (pembuat kompos)

5.       Klasifikasi atas dasar kemampuan untuk tumbuh dalam jaringan hidup

a.       saprofit
ialah mikroorganisme yang hidup dalam bahan organuk yang mati.
contohnya: lactobacillus vaginalis

b.       parasit
ialah mikroorganisme yang mengambil makanan dari organisme hidup

A.       Evaluasi

1.      Bentuk            :  Formatif

2.      Jenis                :  Essay

-         jelaskan tentang definisi mikrobiologi

-         jelaskan tentang Riwayat penemuan mikroba

-         jelaskan tentang struktur sel mikroba

B.       Referensi  

Atlas, R. M. 1997. Principles of Microbiology.

Brooks et al. 2007. Medical Microbiology 24^th Ed. McGraw Hill. New York.

Depkes RI, 1989, Parasitologi Medik (Protozoolog). Depkes RI.

Entjang, 2003, Mikrobiologi dan Parasitologi, Citra Aditya Bakti

Gandahusada, dkk, 2002, Parasitologi Kedokteran. FKUI

Murray P.R. et al. 2007.Manual of Clinical Microbiology 9^th Ed, Vol 1/Vol 2.ASM Press. Washington.

Nicklin, et al, Instant Notes in Mikrobologi

Pelczar, M. J. and Chan, E. C. S., 1988.Dasar-Dasar Mikrobiologi

Prescott, L. M., Harley, J. P., & Klein, D. A. 1999.Microbiology

Soedarto, 1995. Helmintologi Kedokteran. EGC