bab ii
DESCRIPTION
bbbTRANSCRIPT
BAB II
TIJAUAN PUSTAKA
2.1 Bakteri
Sebagian besar bakteri berguna dan beberapa bahkan diperlukan untuk
kehidupan. Ada banyak bakteri dalam usus manusia. Sebagai bakteri pemakan,
mereka memecah makanan. Pada saat yang sama mereka membuat vitamin tertentu,
yang kemudian digunakan tubuh. Bakteri di dalam perut hewan dapat memecah
selulosa dari rumput yang dimakan. Bakteri Lactobacillus dalam kombinasi dengan
ragi dan jamur, telah digunakan selama ribuan tahun dalam penyusunan makanan
fermentasi seperti keju, acar, kecap, asinan kubis, cuka, anggur dan yoghurt.
Anatomi struktur sel bakteri memiliki dinding sel, membran sel dan penutup
dinding sel yang dikenal sebagai kapsul. Selain itu, beberapa bakteri memiliki
pelengkap berserabut yaitu flagela dan fimbriae, yang menonjol dari permukaan sel
(Bannigidad, 2014).
Bakteri mampu menggunakan sumber karbon yang berbeda untuk mendapatkan
energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan hidup. Salah satu sumber karbon
utama adalah glukosa, tapi tidak semua bakteri dapat memetabolisme glukosa untuk
memanfaatkan energi. Ada beberapa jalur bahwa bakteri dapat digunakan untuk
memetabolisme glukosa. Produk akhir dan produk samping dari masing-masing jalur
memberikan indikasi dari jalur tertentu bakteri digunakan untuk memetabolisme
glukosa. Bakteri mampu tumbuh di berbagai kondisi lingkungan. Faktor oksigen
yang berguna dalam identifikasi pertumbuhan bakteri. Bakteri dikelompokkan
menjadi beberapa kategori berdasarkan kebutuhan oksigen mereka. Tiga kategori
tersebut adalah :
1. Aerob yang membutuhkan oksigen untuk kelangsungan hidup dan
pertumbuhan.
2. Anaerob yang tidak mentolerir oksigen dan pertumbuhan berhenti di hadapan
oksigen.
3. Anaerob fakultatif yang dapat bertahan dalam kondisi aerob dan anaerob
tetapi lebih memilih untuk tumbuh di kehadiran oksigen.
(Christopher dan Elsa 2003).
Hampir semua bakteri mempunyai stuktur dan organisasi dasar yang sama
walaupun bentuknya berbeda. Setiap sel terdiri atas lapisan dinding sel bagian luar
yang kaku dan dibawahnya terdapat membran sel, semipermiabel. Di dalam
membran tersebut terdapat isi dari sitoplasma termasuk di dalamnya bahan inti dan
berbagai komponen serta enzim yang dibutuhkan untuk metabolisme dan
pertumbuhan. Tergantung dari jenisnya, bakteri kadang-kadang mempunyai struktur
tambahan diantaranya yang penting adalah cambuk (flagella), kapsul (capsules) dan
endospora (endospores). Struktur tersebut sangat penting untuk pengenalan dan
identifikasi bakteri (Olyvia, 2012).
2.2 Bentuk-bentuk Bakteri
Untuk memahami beberapa kelompok organisme, diperlukan klasifikasi. Tes
biokimia, pewarnaan Gram, merupakan kriteria yang efektif untuk klasifikasi. Hasil
pewarnaan mencerminkan perbedaan dasar dan kompleks pada permukaan sel
bakteri, sehingga dapat membagi bakteri menjadi 2 kelompok yakni:
1. Bakteri Gram-negatif
• Bakteri Gram-negatif Berbentuk Batang (Enterobacteriaceae)
Bakteri Gram-negatif berbentuk batang habitat alaminya berada pada sistem
usus manusia dan binatang. Keluarga enterobacteriaceae meliputi banyak jenis
(Escherichia, Shigella, Salmonella, Enterobacter, Klebsiella, Serratia, Proteus,
dll). Beberapa organisme, misalnya Escherichia coli merupakan flora normal
dan menyebabkan penyakit, sedangkan yang lain seperti salmonella dan shigella
merupakan patogen yang umum bagi manusia.
• Pseudomonas, Acinetobacter, dan Bakteri Gram-negatif Lain
Pseudomonas aeruginosa bersifat invasif dan toksigenik, mengakibatkan infeksi
pada pasien dengan penurunan daya tahan tubuh, dan merupakan patogen
nosokomial yang penting. Chromobacteria dan Chryseobacteria ditemukan di
tanah dan air, dan merupakan bakteri patogen yang oportunistik bagi manusia.
Bakteri lain, Capnocytophaga, Eikenella corrodens, Kingella, dan Moraxella
tumbuh normal pada manusia namun dapat menyebabkan variasi infeksi yang
luas.
2. Bakteri Gram-positif
• Bakteri Gram-positif Pembentuk Spora: Spesies Bacillus dan Clostridium
Basil Gram-positif pembentuk spora mencakup spesies Bacillus dan
Clostridium. Kedua spesies ini ada dimana-mana, membentuk spora sehingga
dapat hidup di lingkungan selama bertahun-tahun. Spesies Bacillus bersifat
aerob, sedangkan Clostridia bersifat anaerob obligat.
• Bakteri Gram-positif Tidak Membentuk Spora: Spesies Corynebacterium,
Propionibacterium, Listeria, Erysipelothrix, Actinomycetes
Beberapa anggota genus Corynebacterium dan kelompok spesies
Propionibacterium merupakan flora normal pada kulit dan selaput lendir
manusia. Corynebacterium diphtheriae memproduksi eksotoksin yang sangat
kuat dan menyebabkan difteria pada manusia. Listeria monocytogenes dan
Erysipelothrix rhusiophathiae ditemukan pada binatang dan kadang
menyebabkan penyakit yang berat pada manusia. Golongan Listeria dan
Erysipelothrix tumbuh dengan baik di udara.
• Staphylococcus
Merupakan sel Gram-positif berbentuk bulat, biasanya tersusun dalam bentuk
bergerombol yang tidak teratur seperti anggur. Beberapa spesies merupakan
anggota flora normal pada kulit dan selaput lendir manusia; yang lain
menyebabkan supurasi dan bahkan septikemia fatal. Staphylococcus yang
patogen sering menghemolisis darah, mengkoagulasi plasma dan menghasilkan
berbagai enzim ekstraseluler dan toksin yang stabil terhadap panas.
Staphylococcus cepat menjadi resisten terhadap beberapa antimikroba. Genus
Staphylococcus sedikitnya memiliki 30 spesies. Tiga tipe Staphylococcus yang
berkaitan dengan medis adalah Staphylococcus aureus, Staphylococcus
epidermidis dan Staphylococcus saprophyticus. Staphylococcus aureus bersifat
koagulase positif, dan merupakan patogen utama pada manusia. Staphylococcus
koagulase negatif merupakan flora normal manusia dan kadang-kadang
menyebabkan infeksi, misalnya Staphylococcus epidermidis.
(Harniza, 2009)
2.3 Pewarnaan Gram
Pewarnaan gram ditemukan oleh Christian Gram pada tahun 1884. Pewarnaan
Ini adalah teknik yang berguna untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasi bakteri
menjadi dua kelompok besar, yaitu gram positif dan gram negatif. Sampel bakteri
dikenai empat reagen yang berbeda dengan urutan: kristal violet (noda primer),
larutan iodin, alkohol (decolorizing agent) dan safranin (counterstain). Bakteri yang
mempertahankan noda utama tampak gelap biru atau ungu disebut gram positif,
sedangkan bakteri yang kehilangan kristal violet dan menerima noda safranin disebut
sebagai gram negatif (Gopinath, dkk., 2012).
Secara tradisional langkah pertama dalam mengidentifikasi dan
mengkarakterisasi bakteri tidak diketahui didasarkan pada sifat fenotipik isolat,
seperti koloni dan morfologi sel. Selain itu, metode mikroskopis dengan berbagai
prosedur pewarnaan juga diterapkan untuk memantau struktur sel tertentu dan untuk
mendapatkan informasi tentang struktur dinding sel bakteri. Metode doublestaining
dikembangkan oleh Hans Christian Gram pada akhir 1800-an dan masih merupakan
metode yang berharga dalam klasifikasi fenotipik bakteri. Metode ini
mengungkapkan perbedaan dalam struktur dinding sel yang dapat diklasifikasikan
menjadi dua kelompok. Bakteri yang mempertahankan awal noda kristal violet
(ungu) disebut Gram positif dan bakteri yang berubah menjadi noda merah dengan
karbol fuchsin atau safranin disebut Gram-negatif.
Biasanya hasil yang dapat diandalkan diperoleh dari sel-sel muda, meskipun
pengecualian dapat terjadi. Beberapa bakteri, tergantung dari siklus selnya, variabel
noda atau noda hanya samar-samar. Demikian juga, bakteri dengan kadar lemak
membrannya tinggi (misalnya mycobacteria kaya asam mycolic) memerlukan
metode pewarnaan tertentu. Namun, kemajuan dalam urutan gen 16S rRNA telah
mengubah klasifikasi beberapa bakteri, yang memiliki dinding sel gram negatif tetapi
sekarang berubah menjadi filum gram positif. Selama mikroba hidup mikroba
menghadapi beberapa kondisi yang keras dan stres. Mereka harus menghadapi
perubahan kondisi lingkungan, misalnya pH, suhu, salinitas, senyawa antimikroba,
aktivitas air dan ketersediaan nutrisi. Selain itu, persaingan dengan mikroba lainnya
untuk ruang dan nutrisi serta interaksi mikroba lainnya mempengaruhi kehidupan
mereka. Oleh karena itu, membran sel harus multifungsi dan merespon dengan cepat
terhadap perubahan kondisi lingkungan.
Struktur dasar dari dinding sel gram negatif dan gram positif, yaitu Sitoplasma
sel dikelilingi oleh membran sitoplasma (CM), yang pada dasarnya terdiri dari
bilayer fosfolipid dengan protein tertanam. CM adalah selektif permeabel dan
mengatur transfer zat terlarut dan metabolit ke dalam dan ke luar dari sitoplasma sel
(Alakomi, 2007).
2.4 Aplikasi Identifikasi Mikroba “Isolasi dan Identifikasi Bakteri Kitinolitik
Tanah Rizosfir dan Potensinya sebagai Biokontrol Antijamur”
Potensi penggunaan bakteri alami, actinomycetes dan penggantian jamur atau
suplemen untuk pestisida kimia telah dibahas dalam banyak studi. Kitin, merupakan
suatu homopolimer dari residu ß-1,4-linked N- asetil-D-glukosamin, adalah sumber
daya terbarukan yang paling melimpah setelah selulosa. Hal ini secara luas
didistribusikan di alam sebagai komponen struktural dari crustacea, jamur, protozoa
dan serangga.
Chitinases adalah hidrolase glikosil yang mengkatalisis degradasi kitin. Enzim
ini terdapat dalam berbagai organisme seperti bakteri, jamur, serangga, tanaman dan
hewan. Skrining dan isolasi organisme yang mampu menghasilkan kitinase biasanya
dilakukan pada media yang mengandung kitin. Kitinase yang berasal dari organisme
yang telah disebutkan di atas memainkan peranan penting dalam fisiologis dan
ekologis.
Bakteri menghasilkan kitinase terutama untuk menurunkan kitin dan
memanfaatkannya sebagai sumber energi. Selain itu, beberapa kitinase yang berasal
dari bakteri kitinolitik, seperti Chiagen yang dihasilkan dari Serratia marcescens dan
Agglomerans Enterobacter adalah agen yang potensial sebagai kontrol biologis
penyakit tanaman yang disebabkan oleh berbagai jamur fitopatogenik. Enzim
kitinase menghambat pertumbuhan jamur oleh hidrolisis kitin dalam dinding sel
jamur. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengisolasi bakteri kitinolitik dari Tanah
rizosfir Mesir dan untuk menskrinning aktivitas antagonisnya terhadap beberapa
jamur patogen (Moustafa, dkk., 2007).
2.4.1 Flowchart Isolasi dan Identifikasi Bakteri Kitinolitik Tanah Rizosfir dan
Potensinya sebagai Biokontrol Antijamur
Gambar 2.1 Flowchart Isolasi dan Identifikasi Bakteri Kitinolitik Tanah Rizosfir
dan Potensinya sebagai Biokontrol Antijamur
(Moustafa, dkk., 2007)
Dibuat larutan dengan menambahkan 5 g tanah rizosfir dengan larutan dasar garam sebanyak 50 ml
Mulai
Sepuluh kali lipat pengenceran dari suspensi ini dilapisi pada agar Luria-Bertani (LB)
Selesai
Dilakukan isolasi dan diidentifikasi bakteri dalam kondisi aerobik
Analisis protein dilakukan dengan natrium dodesil sulfat (SDS) gel - poliakrilamid elektroforesis (PAGE) dengan 10% gel
Dilakukan uji aktivitas kitinase secara kolorimetri dengan mendeteksi jumlah N-asetilglukosamin (GlcNAc) yang dibebaskan
dari koloid substrat kitin
Dibuat media garam dengan melarutkan Na2HPO4 6 g; KH2PO4 3 g; NH4Cl,1 g; NaCl, 0,5 g; ekstrak ragi 0,05 g,
kitin koloid 1% (w/v) agar 15 g dan aquadest 1 L
colloidal chitin 1.0% (w/v) agar, 15g and distilled
water, 1000 ml and incubated at 30ºC.
Diinkubasi pada suhu 30 oC