pengaruh mg terhadap bakteri
TRANSCRIPT
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 1/10
PENGARUH Mg TERHADAP BAKTERI
Semua bentuk kehidupan mempunyai persamaan dalam hal persyaratan
nutrisi berupa zat–zat kimiawi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan aktivitas
lainnya. Nutrisi bagi pertumbuhan bakteri, seperti halnya nutrisi untuk organisme
lain mempunyai kebutuhan akan sumber nutrisi, yaitu:
1. Bakteri membutuhkan sumber energi yang berasal dari energi cahaya
!ototro!" dan senyawa kimiakemotro!".
#. Bakteri membutuhkan sumber karbon berupa karbon anorganik karbon
dioksida" dan karbon organik seperti karbohidrat".
$. Bakteri membutuhkan sumber nitrogen dalam bentukm garam nitrogen
anorganik seperti kalium nitrat" dan nitrogen organik berupa protein dan
asam amino".
%. Bakteri membutuhkan beberapa unsur logam seperti kalium, natrium,
magnesium, besi, tembaga dsb".
&. Bakteri membutuhkan air untuk !ungsi – !ungsi metabolik dan
pertumbuhannya
'aktor nutrisi salah satunya adalah unsur logam berupa ion anorganik.
Se(umlah kecil ion anorganik dibutuhkan oleh semua bakteri. Selain nitrogen,
sul!ur dan !os!or yang terdapat sebagai unsur dalam senyawa biologik , kalium,
magnesium dan kalsium pada bakteri !ungsinya berhubungan dengan polimer
anionik tertentu. )agnesium ber!ungsi menstabilkan ribosom, membran sel, asam
nukleat, dan dibutuhkan untuk aktivitas se(umlah enzim.
)agnesium merupakan elemen penting dalam sistem biologi. )agnesium
biasanya ditemukan dalam bentuk ion )g# *. )agnesium ini merupakan mineral
penting yaitu, unsur" untuk hidup +dan hadir dalam setiap (enis sel dalam setiap
organisme. )g#* merupakan ion logam keempat yang paling melimpah di sel per
mol" dan paling banyak hasilnya dalam bentuk kation divalen bebas. )g# *
enzim bergantung muncul di hampir setiap (alur metabolik: Spesi!ik mengikat
)g# * membran, )g# * (uga digunakan sebagai molekul sinyal, dan banyak
biokimia asam nukleat membutuhkan )g# *, termasuk semua reaksi yang
memerlukan pelepasan energi dari -/. 0alam nukleotida, yang bagian triple
!os!at dari senyawa ini selalu stabil oleh asosiasi dengan )g# * dalam semua
proses enzimatik.
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 2/10
)embran sel biologi dan dinding sel memiliki permukaan polyanionic.
al ini mempunyai implikasi penting untuk pengangkutan ion, khususnya karena
telah menun(ukkan bahwa membran yang berbeda secara istimewa mengikat ion
yang berbeda. Baik )g#* dan 2a#* secara teratur menstabilkan membran oleh
hubungan silang kelompok kepala terkarboksilasi dan ter!os!orilasi lipid. Namun,
membran amplop E. coli (uga telah menun(ukkan pengikatan pada ion Na *, 3 *,
)n# * dan 'e$*. ransportasi ion tergantung pada kedua gradien konsentrasi ion
dan potensial listrik 45" melintasi membran, yang akan terpengaruh oleh muatan
pada permukaan membran. Sebagai contoh, pengikatan spesi!ik )g#* ke amplop
kloroplas telah terlibat dalam hilangnya e!isiensi !otosintesis oleh penyumbatan
3 * serapan dan pengasaman berikutnya dari stroma kloroplas.
Berbicara tentang pengaruh )g terhadap bakteri, maka akan dika(i
mengenai transport )g pada Bakteri. ranspor )g ini melalui )g ransporter
ransporter magnesium", ransporter magnesium adalah protein yang
mengangkut magnesium melintasi membran sel. /ada bakteri, )g# * mungkin
terutama dipasok oleh protein 2or- dan, ketika protein 2ora tidak ada, maka
digantikan oleh protein )gt6.
/ada tahun 1789, usk menggambarkan keterbatasan bakteri 6scherichia
coli" pertumbuhan pada media )iskin )g# * , menun(ukkan hasil bahwa bakteri
diperlukan )g# * dan kemungkinan besar untuk secara akti! mengambil ion ini dari
lingkungan. ahun berikutnya, kelompok yang sama dan kelompok lain, Silver,
secara independen menggambarkan penyerapan dan penghabisan dari )g # * dalam
sel E. coli akti! secara metabolik menggunakan #9)g#*. /ada akhir tahun 17;1,
dua makalah telah dipublikasikan menggambarkan gangguan 2o# *, Ni# * dan )n# *
pada transportasi )g
#*
di E. coli dan di Enterobacter aerogenes dan Bacillusmegaterium. 0alam perkembangan besar terakhir sebelum kloning gen yang
mengkode transporter, ditemukan bahwa ada sistem penyerapan )g # * kedua yang
menun(ukkan a!initas dan transportasi kinetika mirip dengan sistem pertama,
tetapi memiliki rentang yang berbeda dari sensitivitas untuk mengganggu kation.
Sistem ini (uga direpresi oleh konsentrasi ekstraseluler tinggi )g# *.
<en 2or- merupakan gen yang mengkode protein untuk transport )g#*,
gen ini diidenti!ikasi dalam 6. coli oleh /ark. )g# * diangkut ke dalam sel yang
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 3/10
hanya berisi sistem transportasi 2ora dengan kinetika serupa dan kepekaan kation
sebagai serapan )g# *. )g# * transporter domain 2or- mengandung 2or-,
-=seperti dan )rs# seperti" memiliki susunan yang serupa tetapi tidak identik
dalam a!initas untuk kation divalen. Bahkan, pengamatan ini dapat diperluas
untuk semua transporter )g# * diidenti!ikasi se(auh ini. 3esamaan ini
menun(ukkan bahwa si!at dasar )g# * sangat mempengaruhi kemungkinan
mekanisme pengenalan dan transportasi. Namun, pengamatan ini (uga
menun(ukkan bahwa menggunakan ion logam lain sebagai pelacak untuk )g# *
yang diserapan tidak akan selalu menghasilkan hasil yang sebanding dengan
kemampuan transporter untuk mengangkut )g# *. >dealnya, )g# * harus diukur
secara langsung.
<ambar : /rotein 2or-
)gt- dan )gtB, 3ehadiran dua gen tersebut pertama kali dicurigai ketika
Nelson dan 3ennedy 17;#" menun(ukkan bahwa ada )g# * repressible dan
nondirepresi sistem serapan )g# * dalam E. coli. /enyerapan nondirepresi dari
)g# * dimediasi oleh protein 2or-. 0alam S. typhimurium penyerapan )g# *
direpresi akhirnya terbukti melalui )gt- dan )gtB protein.
he )gt- dan )gtB protein -/ase, menggunakan satu molekul -/ per
siklus transportasi, sedangkan serapan )g# * melalui 2or- hanya merupakan
proses elektrokimia menguntungkan.
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 4/10
<ambar : ) topologi dari protein )gtB
)gt6, protein serapan )g# * keempat bakteri yang tidak terkait dengan
)gt- ? B atau 2or-. <en ini telah diurutkan dan protein, $1# asam amino dalam
ukuran, diperkirakan mengandung empat atau lima ) mencakup domain yang
diatur erat di bagian 2terminal dari protein lihat gambar". >ni wilayah protein
telah diidenti!ikasi dalam database /!am sebagai domain protein dilestarikan
/'@1;87" dan spesies yang mengandung protein yang memiliki domain protein
ini secara kasar merata di seluruh 6ubacteria dan -rchaea, meskipun cukup (arang
dibandingkan dengan distribusi 2or-.
<ambar : Struktur kristal magnesium transporter )gt6.
0iatas telah dibahas tentang proses )g transporter atau protein
pentranspor )g. Antuk prosesnya )g masuk ke dalam sel dapat melalui
membrane sel dengan cara baik transport pasi! maupun akti!. )g pada umumnya
merupakan zat yang dapat melewati membrane karena bersi!at permeable
sehingga proses perpindahannya ke dalam sel dapat melalui transport pasi! secara
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 5/10
di!usi dimana zatzat berdi!usi secara spontan menuruni gradient konsentrasinya,
memlintasi membrane tanpa menggunakan energy karena )g bersi!at hidro!ob
sehingga dapat berdi!usi melalui lapisan ganda lipid. adi, ketika bakteri
ditempatkan kedalam lingkungan dengan kadar )g yang lebih tinggi
dibandingkan didalam selnya hipertonik" menyebabkan )g akan bergerak masuk
ke dalam sel bakteri yang menyebabkan selnya mati akibat tingginya kadar )g,
hal ini bergantung lagi dari kemampuan toleransi bakteri terhadap kadar )g. /ada
bakteri darat ketika diberikan terlalu banyak )g maka akan menyebabkan
kematian pada selnya akibat ketidak mampuan selnya dalam mentolerir kadar
garam garam mineral diantaranya )g".
3ebanyakan halo!ilik dan semua organisme halotoleran mengeluarkan
energi untuk mengecualikan garam dari sitoplasma mereka untuk menghindari
agregasi protein Csalting outC". 0alam rangka untuk bertahan hidup salinitas
tinggi, halophiles menggunakan dua strategi berbeda untuk mencegah
pengeringan melalui gerakan osmotik air dari sitoplasma mereka. 3edua strategi
beker(a dengan meningkatkan osmolaritas internal sel. /ada bagian pertama yang
digunakan oleh mayoritas bakteri, beberapa archaea, ragi, alga dan (amur",
senyawa organik yang terakumulasi dalam sitoplasma osmoprotectants ini
dikenal sebagai zat terlarut kompatibel. >ni dapat disintesis atau akumulasi dari
lingkungan.
Dang kedua, yang lebih radikal, adaptasi melibatkan masuknya selekti!
kalium 3 *" ion ke dalam sitoplasma. -daptasi ini terbatas pada cukup halo!ilik
bakteri Erde alanerobiales, yang sangat halo!ilik archaea 3eluarga
alobacteriaceae dan sangat halo!ilik bakteri Salinibacter ruber . 3ehadiran
adaptasi ini dalam tiga garis keturunan evolusi yang berbeda menun(ukkan evolusikonvergen strategi ini, itu men(adi tidak mungkin karakteristik kuno
dipertahankan dalam kelompok hanya tersebar atau melalui trans!er gen lateral
besar. -lasan utama untuk ini adalah bahwa seluruh intraseluler mesin enzim,
protein struktural, dll" harus disesuaikan dengan kadar garam yang tinggi,
sedangkan di adaptasi zat terlarut kompatibel sedikit atau tidak ada penyesuaian
yang diperlukan untuk makromolekul intraseluler pada kenyataannya, zat
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 6/10
terlarut kompatibel sering bertindak sebagai protectants stres yang lebih umum
serta hanya osmoprotectants.
Salah satu yang dibahas dalam strategi bakteri halopil yakni melibatkanselekti! kalium ke dalam sitoplasma. )ekanisme ini dilakukan melaui transport
akti!. /ompa natrium ? kalium pada membran sel mempertahankan konsentrasi
tinggi kalium seluler oleh transportasi akti! terhadap gradien yang cukup. /ompa
diakti!kan oleh magnesium. Berdasarkan kekurangan magnesium !ungsi pompa
terganggu, karena membran -/ase, enzim yang bertanggung (awab, sekarang
menun(ukkan penurunan aktivitas, Substrat energi untuk aktivitas transportasi dari
pompa natrium ? kalium diwakili oleh -/ dalam bentuk kompleks magnesium.
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 7/10
>ni -/)g ** kompleks dibagi oleh -/ase memberikan energi transportasi dan
karena itu dikatakan bahwa -/ase mengarahkan pompa natrium ? kalium.
3ekurangan magnesium, namun berarti e!ektivitas gangguan pompanatrium ? kalium, dimana cukup kalium dapat dipompa ke dalam sel, meskipun
pasokan kalium mungkin cukup besar. Eleh karena itu pernyataan tampak
paradoks dapat dipahami, bahwa kekurangan magnesium akan men(adi penyebab
kekurangan kalium, Selan(utnya, di bawah kekurangan magnesium tidak ada
cukup substrat energi yang tersedia untuk pompa natrium ? kalium. )embran sel
sekarang menun(ukkan peningkatan permeablilty dan gradien, terutama gradien
kalium, tidak dapat dipertahankan. 3alium meninggalkan sel dan kompensasi
masuknya natrium dan hidrogen ion akan berlangsung secara pasi!. uga,
magnesium meninggalkan sel, (ika tidak cukup -/ hadir untuk membentuk -/
)g kompleks dan masuknya kalsium akan mengikuti.
-da dua kemungkinan penghapusan kalsium keluar dari sel, tapi
sayangnya keduanya terganggu oleh kekurangan magnesium: ini adalah pompa
kalsium dan pertukaran natrium ? kalsium. Setelah ion kalsium kontraksi otot akan
diangkut kembali lagi dari sitosol ke tokotoko dari retikulum sarcoplasmatic oleh
pompa kalsium. <radien konsentrasi di tindakan ini melebihi beberapa dekade dan
membutuhkan biaya tinggi energi: satu -/ selama dua ion kalsium. 3alsium
transportasi-/ase ada tergantung magnesium, namun akan diarahkan oleh
kalsium. 3ompensasi ion ter(adi mungkin oleh salah satu magnesium dan dua ion
kalium.
3emungkinan lain adalah pertukaran natrium ? kalsium. Selama aksi
potensial masuknya kalsium ter(adi di sepan(ang saluran kalsium lambat ke dalam
sel dan menginduksi prosedur kontraksi. 3alsium masuknya akan dikompensasi
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 8/10
lagi dengan pertukaran tiga ion natrium ke dalam sel. 6nergi untuk pertukaran
berasal dari konsentrasi natrium ekstraseluler yang tinggi, tapiion natrium tiga
harus dikeluarkan lagi dari sel oleh pompa natrium ? kalium. Selama tiga ion
natrium satu -/ diperlukan dan akhirnya untuk menghapus salah satu kalsium
keluar dari sel dengan pertukaran natrium ? kalsium, salah satu -/.
ika kiner(a pompa natrium ? kalium terganggu, natrium seluler akan
meningkat dan menghambat natrium ? pertukaran kalsium. al ini disebabkan
kekurangan -/, iskemia, reper!usi miokard, kekurangan kalium dan magnesium,
hipotermia atau overdosis glikosida (antung. 0alam semua kasus dua pompa
gangguan bersama dengan pertukaran natrium ? kalsium akan menyebabkan
akumulasi kalsium dalam sel, yang disebut kalsium yang berlebihan. )agnesium
menghambat pertukaran natrium ? kalsium hanya dengan konsentrasi
unphysiological sangat tinggi, tetapi memiliki pengaruh penting di atasnya.
/eningkatan ekstra serta magnesium intraseluler mampu menghambat kompetiti!
lambat kalsiummasuknya melalui saluran kalsium dari membran sarcolemmal
dalam sel miokard. etapi menurun intra serta magnesium ekstraseluler
memungkinkan masuknya kalsium meningkat. >ni akan membebani natrium ?
pertukaran kalsium dan (uga permintaan energi dari pompa natrium ? kalium.
3etika )g meningkat maka meningkat pula proses masuknya 3 kalium"
ke dalam sel, apalagi kalium lebih cepat masuk ke dalam sel secara pasi!
dibandingkan )g sehingga kemungkinan saat )g banyak maka akan ter(adi
ke(enuhan ion di dalam sel sehingga sel men(adi hipertonik, seperti yang diketahui
bahwa bakteri laut tinggal dilingkungan laut yang hipertenik sehingga kondisi ini
menguntungkan bagi bakteri laut karena ter(adi kondisi isotonis antara sel dan
lingkungan, namun beda halnya dengan bakteri darat yang tinggal di kondisiisotonic maupun hipotonik, kelebihan kadar )g hanya akan membuat kondisi sel
bakteri men(adi lebih hipertonik daripada lingkungannya sehingga menyebabkan
air dari lingkungan akan masuk secara osmosis ke dalam sel yang menyebabkan
sel men(adi lisis.
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 9/10
<ambar : Esmosis
<ambar : 3ondisi sel pada keadaan hipotonik, hipertonik dan isotonis
-dapula cara lain yang dapat dilakukan bakteri halopil maupun
halotoleran terhadap tingginya kadar )g adalah dengan memompa )g keluar dari
dalam sel melalui mekanisme transport akti!.
7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri
http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 10/10
DAFTAR PUSTAKA
3amal, )eithasya. #@1%. )ekanisme ranspor ewat )embran Sel secara /asi!.
https:??www.academia.edu?9##$%11?)ekanismeFtransporFlewatFmembran FselFsecaraFpasi! . 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$$ G>-.
3usnadi. #@1@. )icrobiology. http:??!ile.upi.edu?0irektori?'/)>/-?A=.F/6N0.B>EE<>?1789@&@7177%@$13ASN-0>?BA3AF2E))ENF6HF)>3
=EB>EE<>,F3usnadi,dkk?B-BF>IF/6=A)B.B-36=>.pd! . 0iakses
pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$% G>-.
/u(i, =izki. #@1%. ranspor Jat )elalui )embran. http:??so!tilmu.blogspot.
com?#@1%?@9?pengertiandanmacammacamtransporzat.html. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$# G>-.
Sango, Ekinawa. #@1@. -/ases reKuire -/ magnesium. http:??www.okinawa
coral.com?eFcenturian.html. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$@G>-.
Schroll, -rmin. #@@#. >mportance o! magnesium !or the electrolyte homeostasis.http:??www.mgwater.com?schroll.shtml. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1&
pukul @7.$1 G>-.
Sridianti. #@1$. ranspor -kti!. http:??www.sridianti.com?pengertiantransporakti!
sel.html. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$8 G>-.
Gikipedia. #@1&. alophile. http:??en.wikipedia.org?wiki?alophileL2lassi!ication.0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$; G>-.
Gikipedia. #@1&. alotolerance. http:??en.wikipedia.org?wiki?alotoleranceL-pplications. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$9 G>-.
Gikipedia. #@1&. )agnesium in Biology. http:??en.wikipedia.org?wiki?)agnesium FinFbiologyL6ssentialFroleFinFtheFbiologicalFactivityFo!F-/. 0iakses
pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$& G>-.
Gikipedia. #@1&. )agnesium ransporter. http:??en.wikipedia.org?wiki?)agnesium
FtransporterLBacteria. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$7 G>-.