Microbial Physiology

Struktur dan fungsi sel mikrobaSel adalah satuan unit terkecil dari suatu makhluk hidup, dimana sel terbagi menjadi dua yaitu uniseluler dan multiseluler. Sel dibagi menjadi dua jenis yakni : prokariotik yang terdiri dari archaens dan eubakteria, eukariotik yang terdiri dari jamur, protozoa, tumbuhan dan binatang. Semua sel terisi dengan matriks cairan dan das dan diliputi dengan membran sitoplasma, yang terutama terdiri dari lipid dan protein. Sel juga terdiri dari asam nukleik, bentuk fisik yang membawa informasi genetik sepanjang ribosom yang mengambil bagian dalam sintesis protein..

Sel prokariotik normalnya diameternya kurang dari 5m dengan sangat sedikit pengecualian seperti bakteri laut, Thiomargarita namibiensis, yang 100 kali lebih besar. prokariotik jarang memiliki membran yang terikat dengan organela dan memiliki sedikit ultrastruktur internal yang dikenali, terpisah dari bagian inklusi (granula dari senyawa organik atau inorganik), berbagai macam vakuola dan beberapa invaginasi dari membran sel, misalnya lapisan tipis dari sel fotosintesis. Sebagian besar sel prokariotik terdiri dari kromosom tunggal yang dibuat dari deoxyribonucleic acid (DNA), yang terletak di area sel yang disebut dengan nuklida. Sel eukariotik secara umum lebih besar dari prokariotik dan terdiri dari kisaran organela yang terikat dengan membran, termasuk mitokondria, lisosoma, tubuh Golgi, dan retikulum endoplasma ekstensif. Sel fotosintesis juga terdiri dari kloropas. DNA dari sel eukariotik, dalam bentuk beberapa kromosom linear, biasanya dipadu dengan protein dan terletak pada nukleus yang terikat dengan membran ganda.

ProkariotikProkariotik terpisah dalam dua kelompok yang berbeda pada basis studi hubungan evolusioner. Kelompok tersebut yaitu bakteri purba dan bakteri sejati

Bakteri purbaProkariotik tersebut cukup berbeda dari bakteri sejati, khususnya aspek transkripsi dan translasi mekanik dengan sintesis protein, yang mirip dengan sel eukariotik. Sebagian besar bakteri purba hidup dalam lingkungan yang ekstrim mirip dengan bentuk kehidupan yang paling awal. Tiga tipe psikologi dasar yang ditemukan, seperti halophiles (diadaptasikan untuk konsentrasi garam yang tinggi), methanogens (penghasil metana), dan thermophiles (diadaptasikan untuk temperatur tinggi), dan beberapa dari tipe tersebut juga barophiles (diadaptasikan untuk tekanan tinggi). Meskipun beberapa archaeans yang saat ini digunakan untuk keperluan industri, mereka memiliki banyak sifat menarik yang bisa dimanfaatkan untuk keperluan bioteknologi di masa depan. enzim mereka adalah kepentingan tertentu. Konstituen dinding sel mereka cukup berbeda dengan Eubacteria, dalam bahwa mereka mengandung polimer yang unik, methanochondroitin dan pseudomurein.Archaea dapat dibagi ke dalam tiga kingdom.1. Euryarchaeota, khusunya methanogens, seperti Methanobacterium dan Methanosarcina, dan halophiles Halobactearium dan Halococcus. 2. Crenarchaeota, merupakan barophiles dan thermophiles termasuk Pyrodictium, Pyrolobus, Sulfolobus and Thermoproteus.3. Korarchaeota adalah hyperthermophiles yang masih belum terisolasi sebagai kultur murni.

EubacteriaEubacteria adalah kelompok yang sangat berbeda yang dapat dibagi ke dalam 12 sub kelompok yang berbeda. Bagaimanapun, hampir semua bakteria industri terdapat hanya dalam dua diantaranya, proteobacteria dan Gram-positive eubacteria. 12 sub kelompok tersebut adalah : proteobacteria, gram-positive eubacteria. Proteobacteria adalah kerajaan utama bakteri gram negatif yang dibagi menjadi lima kelompok, ,,,,. mereka termasuk bakteri fotosintetik ungu dan kerabat non-fotosintetik, terutama enterobacteiacea (E.coli), bersama dengan mungkin tidak ada hal seperti sel prokariotik khas. ada sejumlah besar keanekaragaman, termasuk: keragaman morfologi (ukuran dan bentuk, batang, kokus, spiral, filamen, dll), keragaman struktural (gram positif atau gram negatif dinding sel / amplop, struktur eksternal seperti flagellae dan pili , dan kemampuan untuk membentuk spora), bersama dengan metabolisme, ekologi dan keragaman perilaku. Namun, akan lebih bermanfaat mengingat, dalam beberapa detail, fitur selular kunci contoh bakteri gram positif gram negatif ang industri berharga.

ESCHERICHIA COLI, A GRAM-NEGATIVE BACTERIUME. coli ditemukan pada tahun 1885 oleh bakteriologis Jerman, Theodor Escherich. Bakteri ini merupakan penghuni utama dari usus manusia dan berada di usus bagian bawah pada hewan berdarah panas. Beberapa perkembangbiakan dapat menyebabkan penyakit yang disebabkan oleh makanan dan air yang mengakibatkan diare dan dapat menjadi serius bagi bayi manusia dan hewan yang masih muda. Perkembangbiakan E.coli yang berbahaya adalah 0157; H7, penyebab haemorrhagic colitis, yang belakangan ini muncul dan diasosiasikan dengan gangguan pencernaan yang diakibatkan dari daging sapi yang kurang matang dan susu yang mentah. E.coli adalah anaerob fakultatif gram negatif, milik enterobacteriaceae keluarga, yang anggotanya sering disebut sebagai enterobacteria atau entericbacteria. sel adalah batang lurus pendek, sekitar 0,3-1,0 m lebar dan panjang 1,0-3,0 m, yang membagi dengan pembelahan biner setelah memanjangkan sekitar dua kali panjang normal mereka. Anggota Escherichia genus yang oksidase-negatif (kurang coxidase sitokrom) dan melaksanakan fermentasi asam campuran, memproduksi terutama laktat, asetat, suksinat dan format. Format lebih terdegradasi untuk membentuk H2 dan CO2

Membran Luar Bagian luar mencakup sel bakteri negatif yang seringkali disebut sebagai amplop, ketimbang dinding, karena lebih kompleks daripada dinding sel bakteri Gram-positif. Biasanya terdiri dari dua lapisan yang melindungi sel dan memberikan rigiditas.

Ruang Peptidoglycan dan periplasmic Dalam membran luar dari bakteri Gram-negative dan melekat melalui lipoprotein, merupakan lapisan tipis dari peptidoglycan dengan ketebalan sekitar 2-3 nm. Ini terdiri dari hanya 5-10% sel amplp dan trdiri dari satu hingga tiga lapisan, dibandingkan dengan 20-25 lapisan peptidoglycan pada dinding banyak bakteri dengan Gram-positif. Sehingga, ini merupakan komponen struktur yang penting. Ketika lapisan peptidoglikan tidak lengkap, sel-sel bakteri dapat membengkak dan akhirnya meledak. peptidoglikan meluas ke dalam ruang periplasma yang mendasari, yang kira-kira 12-15 nm lebar. Wilayah ini tidak kosong, berisi berbagai protein, protein, kemoreseptor dan berbagai enzim mengikat.

Membran Sell (cytoplasmic) Di bawah ruang periplasmic terdapat sel yang lebih dalam (cytoplasmic), membran yang menutupi matrik cytoplasmic. Struktur ini sangat sensitif, mengontrol masuknya nutrisi dan penyerapan ion dan senyawa yang lebih besar. Membrannya dalam bentuk lipid lapisan ganda, tertutama terdiri dari phosphatidyl ethanolamine. Itu diselingi dengan kedua protein transportasi, seperti laktosa permease, dan pori-pori terdiri dari porins yang selektif mengontrol masuknya molekul dan dibebankan ion ke dalam sel.

Matriks Cytoplasmic dan kandungan SelMatriks cytoplasmic dipertahankan pda pH 7.6 7.8, dengan perbedaan antara pH interaselular dan ekstraseluler dan dikontrol oleh pompa proton utama diasosiasikan dengan transportasi dan respirasi elektron. Matriks ini terdiri dari perantara metabolisme dan enzim serta ko-enzim yang diperlukan untuk metabolisme catabolic dan anabolic. Mesin untuk sintesis protein, baik transkripsi dan translasi, juga terletak di sini. ini termasuk RNA polimerase untuk menyalin kode genetik dari DNA ke RNA (mRNA), dan sekitar 18.000 ribosom dan mentransfer RNA untuk menerjemahkan urutan pesan mRNA menjadi protein. Plasmids, molekul DNA circular extrachromosomal juga bisa saja ada, termausk faktor fertilitas (F), resistensi (R) plasmida dan Col plasmids yang merupakan kode untuk colicins, khususnya bakteri antibakterial spesifik. kromosom berada di wilayah nucleoid yang menempati sekitar 10% dari volume sel. glikogen polisakarida adalah toko utama karbon dan energi, dan dapat dilihat sebagai badan inklusi dalam matriks sitoplasma. dalam kondisi tertentu osmoprotective betain (N, N, N-trimetil) juga akumulasi.

BACILLUS SUBTILIS, A GRAM-POSITIVE BACTERIUMGenus Bacillus terdiri dari sejumlah besar, berbentuk tangkai, chemoheterotrophic, Grampositive. Sel tersebut biasanya lebih besar daripada E.coli pada lebar 0.52.5mm wide dan 1.210mm panjangnya. Beberapa spesies secara ketat aerobik, yang lain anaerob fakultatif atau mikroaerofilik, tetapi semua katalase positif. Spesies Bacillus juga menghasilkan endosper oval atau silinder yang resisten terhadap kondisi lingkungan yang berlawanan dan memberikan keunggulan selektif untuk survical dan diseminasi. B. subtilis adalah mikroorganisme tanah yang sering pulih melalui air , udara dan membusukkan residu tanah. Bakteri ini dianggap lunak / tidak berbahaya karena tidak memiliki sifat penyakit, tidak seperti familinya, misalnya B. anthracis, penyebab antrax. Berbagai enzim ekstraseluler yang dihasilkan oleh mikroorganisme ini memungkinkan untuk menurunkan berbagai substrat alami dan memberikan kontribusi untuk siklus nutrisi. Banyak enzim ini dieksploitasi secara komersial dan B.subtilis telah menjadi banyak digunakan untuk produksi enzim industri, terutama amilase dan protease. Beberapa amilase ini digunakan secara ekstensif dalam proses modifikasi strach dan protease bekerja sebagai pembersih membantu dalam deterjen biologis.

Fungi (Jamur)Fungi adalah kelompok mikroorganisme eukaryotik yang tinggal pada berbagai macam varietas habitat. Mayoritas spesies fungal terdiri dari filamentous hyphae dan seringkali disebut sebagai jamur, sedangkan ragi merupakan fungi uniselular. Fungi filamentus adalah non-fotosintetik dan memiliki penyerapan nutrisi kemotropika yang ketat. Fungi hyphae dapat bersifat aseptate atau septate. Hyphae dari fungi aseptate tidak memiliki dinding silang dan sel-nya disebut dengan coenocytic.