PERTUMBUHAN & REPRODUKSI MIKROORGANISME Dyah Ayu Widyastuti
Sifat Mikroorganisme
Berdasarkan zat hara yang diperhatikan bakteri: 1. Sumber energi: a. Kemotrofik energi dari bahan kimia b. Fototrofik energi dari cahaya 2. Sumber elektron: a. Litotrofik dari senyawa anorganik b. Organotrofik dari senyawa organik 3. Sumber karbon: a. Autotrofik dari CO2 b. Heterotrofik dari senyawa organik
Pertumbuhan Mikroorganisme
Pertumbuhan seluler (biosintesis komponen penyusun sel) Pertumbuhan populasi mikroorganisme 1. Batch culture 2. Continuous culture
Cair (broth)
Jenis Media
Bentuk
Padat (Solid)
Semi solid
Media
Alami Susunan
Sintetis Semi sintetis Umum Pengaya
Sifat
Selektif Diferensiasi
Penguji
Media Umum Merupakan media yang umum digunakan pada prosedur bakteriologi, misalnya untuk: - uji kualitas air dan produk pangan - media transpor untuk stok kultur - untuk pertumbuhan sampel uji bakteri - untuk mengisolasi organisme dalam kultur murni Media sederhana yang dibuat dari ekstrak beef, pepton, dan agar Contoh: nutrient agar (NA), potato dextrose agar (PDA)
Media Diperkaya
Media yang ditambah zatzat tertentu (misal: serum, darah, ekstrak tumbuhan) sehingga dapat digunakan untuk menumbuhkan mikroorganisme tertentu Contoh: Lowenstein-Jensen Agar egg base medium
Media Selektif
Media yang ditambah zat-zat tertentu yang bersifat selektif untuk mencegah perkumbuhan mikroorganisme selain mikroorganisme target Contoh: Phenylethyl Alkohol Agar (PEA)
Media Diferensiasi
Media yang ditambah zat kimia tertentu Dapat untuk membedakan tipe-tipe mikroorganisme Contoh: Media agar darah untuk membedakan bakteri hemolitik dan non hemolitik, yang ditandai oleh terbentuknya zona bening di sekitar koloni (Salmonella-Shigella Agar)
Media Penguji
Media dengan susunan tertentu yang digunakan untuk pengujian vitamin-vitamin, asam amino, antibiotik, dsb Contoh: Muller Hinton Agar
Jenis Media Pertumbuhan Mikroorganisme
Broth Media (Media Cair) Semi-solid Media (Media Semi Padat) Solid Media (Media Padat)
Contoh Media untuk Pertumbuhan Media
Bakteri
Blood agar
Haemophilus, Pasteurella, Staphylococcus, Streptococcus, Anthrax, Clostridium
Mac Conkey agar
E. coli, Proteus, Pseudomonas, Shigella, Salmonella
Eosin Methilen Blue agar
Proteus, Pseudomonas, Coliform, Salmonella, Shigella
Trypte Soy agar
Salmonella, Brucella, Listeria, Pasteurella, Proteus, Pseudomonas
Cooked Meat medium
Salmonella, Shigella
Triptose agar
Clostridium
Bismuth Sulfite agar
Brucella, Pasteurella, Salmonella
Metode Inokulasi Mikroorganisme
Metode tusuk menusukkan jarum inokulasi lurus yang terdapat inokulum ke dalam media agar tegak Metode gores dengan menggoreskan ose ke permukaan media agar
Metode Inokulasi Mikroorganisme
Streak Plate Pour Plate Spread Plate
Streak Plate Method
Pour & Spread Plate Method
Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri:
Zat hara/nutrien dalam medium Lingkungan fisik
Faktor fisik utk pertumbuhan bakteri: Suhu - psikrofil (0-30°C) - mesofil (25-40°C) - termofil (> 50°C ) Suhu pertumbuhan optimum: suhu inkubasi yang memungkinkan pertumbuhan tercepat selama periode waktu yang singkat pH: 4-9 (optimal pada 7) Oksigen obligat aerob, obligat anaerob, mikroaerofilik, kapneik, fakultatif anaerob, anaerob aerotoleran Tekanan osmotik halofilik, obligat halofilik, fakultatif halofilik)
Pertumbuhan Bakteri
Peningkatan jumlah sel dalam populasi Bakteri membutuhkan kondisi lingkungan spesifik untuk tumbuh optimal Sel bakteri membelah, dua sel anakan memiliki kromosom tunggal – molekul DNA untai ganda yang secara genetik identik
Pertumbuhan Bakteri
Fase Pertumbuhan Bakteri
Fase lag Fase log/fase eksponensial Fase stasioner Fase kematian
Fase Pertumbuhan Bakteri
Fase Pertumbuhan Bakteri
Analisis Kuantitatif Pertumbuhan Populasi Mikroorganisme
Nt = No x 2n Nt : jumlah sel setelah tumbuh selama watu t t : waktu pertumbuhan selama fase eksponensial N0: jumlah sel mula-mula selama fase eksponensial 2 : bilangan tetap (pembelahan biner) n : jumlah generasi (pembelahan)
Parameter Kinetika Pertumbuhan Populasi Mikroorganisme
Jumlah generasi (n) Konstanta kecepatan pertumbuhan rerata (k) Waktu generasi (g) Konstanta kecepatan pertumbuhan spesifik (μ)
Jumlah Generasi (n) a.
n = (log Nt –log No)/(0,301)
b.
n = (ln Nt –ln N0)/(0,693)
c.
n = (2log Nt - 2log N0)
Konstanta Kecepatan Pertumbuhan Rerata (k)
k = jumlah generasi (n) per waktu pertumbuhan (t)
k = n/t = (log Nt –log No)/(0,301 t) (jam-1) n = k x t Nt = No x 2kxt
Waktu Generasi (g)
g = waktu yang diperlukan untuk melipatduakan populasi selama fase eksponensial
g = 1/k =(0,301t)/(log Nt –log No) jam
Konstanta Kecepatan Pertumbuhan Spesifik (μ) dX/dt = μ X dX: perubahan biomasa selama waktu dt dt: perubahan waktu X: biomasa sel Jika diintegrasikan akan diperoleh: μ = lnXt –lnX0/t
Reproduksi Bakteri
Aseksual pembelahan biner Paraseksual - konjugasi - transduksi - transformasi
Reproduksi Bakteri
Konjugasi 1. Plasmid DNA sirkuler yang membawa beberapa gen 2. Beberapa plasmid melakukan proses konjugasi melalui pili 3. Plasmid memungkinkan membawa gen dari satu bakteri ke bakteri lain 4. Plasmid banyak dimanfaatkan untuk rekayasa genetika
Konjugasi
Reproduksi Bakteri
Transduksi 1. perpindahan gen dengan perantara/vektor virus 2. virus yang menginfeksi bakteri bacteriophage/bakteriofag 3. Bakteriofag menginjeksikan DNA, replikasi, DNA inang terdegradasi 4. Bakteriofag mengendalikan sintesis protein bakteriofag baru
…lanjutan 5. Kombinasi acak terjadi antara DNA inang dengan transducing phage (bakteriofag tertransduksi) 6. Bakteriofag dilepas setelah sel inang lisis 7. Transducing phage menginfeksi sel inang baru 8. Sel inang baru memperoleh rekombinasi gen baru
Transduksi
Reproduksi Bakteri
Transformasi 1. Bentuk paling sederhana dari rekombinasi 2. Bakteri resipien memperoleh gen dari fragmen DNA bebas 3. Sel penerima harus dalam kondisi kompeten 4. Biasanya terjadi pada fase pertumbuhan eksponensial akhir 5. DNA plasmid tidak mengalami transformasi di alam
Transformasi
Transformasi
Transformasi Perc. Griffith
Terima Kasih
