assignment of microbiology

5/28/2018 Assignment of Microbiology

1/12

ASSIGNMENT OF MICROBIOLOGY

MICROBE NUTRITION

Arranged by :

Findhira Retiyani

(11317244011)

International Biology Education

INTERNATIONAL BIOLOGY EDUCATION

FACULTY OF MATHEMATHIC AND NATURAL SCIENCES

YOGYAKARTA STATE UNIVERSITY

2013


2/12

A. JUDULNUTRISI MIKROBA

B. TUJUAN1. Mengetahui jenis-jenis mikronutrien dan perannya bagi sel bakteri.2. Mengetahui jenis-jenis makronutrien dan perannya bagi sel bakteri.3. Mengidentifikasi transport nutrient ke dalam sel (secara spesifik pada bakteri).4. Mengetahui perolehan energi sel pada mikroba: aerob, an aerob, fotosintetik (aerob

dan an aerob), dan mikroba fermentatif.

C. PEMBAHASANMikroba memerlukan nutrisi untuk memenuhi kebutuhan energi dan untuk bahan

pembangun sel, untuk sintesa protoplasma dan bagian-bagian sel lain. Setiap mikroba

mempunyai sifat fisiologi tertentu, sehingga memerlukan nutrisi tertentu pula.

Mikronutrien adalah zat gizi (nutrien) yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit tapi sangat

diperlukan untuk tumbuh dan berkembang setiap hari sedangkan makronutrien adalah

nutrien yang dibutuhkan dalam jumlah banyak. Berikut ini akan dibahas mengenai jenis

jenis makronutrien dan mikronutrien serta peranannya bagi mikroba.

1.

Jenis

jenis mikronutrien dan peranannya bagi sel bakteri yaitu :No Elemen Peran dalam sel bakteri

1 Besi (Fe)

Komponen tertentu sitokrom, non heme-besi dan

protein yang cofactor untuk beberapa reaksi enzimatis

dalam sel bakteri.

2 Boron (B)Berperan sebagai antibiotik poliketida dalam sel

bakteri.

3 Mangan (Mn)

Diperlukan oleh sejumlah enzim pada tempat katalitik.

Enzim fotosintetik tertentu mengunakan Mn untuk

memecah air menjadi proton dan oksigen, serta

berperan dalam activator kebanyakan enzi m dalam sel.

4 Seng (Zn)Berperan struktural pada enzim termasuk enzim DNA

polimerase


3/12

5 Cobalt (Co)Bagian dari vitamin B12, biasanya digunakan untuk

membawa gugus metil.

6 Tembaga (Cu)

Berperan katalitik pada beberapa enzim yang bereaksi

dengan oksigen seperti sitokrom oksidase, serta

berperan dalam respirasi dan fotosintesis.

7 Nikel (Ni)Berperan pada beberapa enzim, termasuk enzim untuk

metabolisme CO, urea, dan metanogenesis.

8 Selenium (Se) Bagian dari enzim Format dehydrogenase dalam sel.

9 Molibdenium (Mo)Diperlukan untuk asimilasi nitrogen, ditemukan di nitrat

reduktase dan nitrogenase.

2. Jenisjenis makronutrien dan peranannya bagi sel bakteri yaitu :No Elemen Peran dalam sel bakteri

1 Sulfur (S)

Konstituen dari cysteine, methionine, glutathione dan

beberapa coenzymes. Berperan dalam sintesis asam

amino.

2 Kalium (K)

Kation anorganik utama seluler dan kofaktor enzim.

Berperan dalam pompa Na.

3 Magnesium (Mg)Kation anorganik seluler dan kofaktor enzim. Berperan

dalam stabilisasi sel bakteri.

4 Kalsium (Ca)

Kation anorganik utama seluler, kofaktor enzim, dan

komponen endospora. Berperan dalam stabilitas sel

bakteri.

5 Fosfor (P)

Konstituen asam nukleat, nukleotida, fosfolipid, LPS

dan asam teikoat. Berperan dalam sintesis pada sel

bakteri.

6 Oksigen (O)Konstituen material dan air seluler serta sebagai

akseptor electron.

7 Karbon ( C ) Konstituen utama material seluler.


4/12

8 Hidrogen (H)Konstituen senyawa organik dan air seluler. Penting

untuk produksi energy.

9 Natrium (Na) Berperan dalam pertumbuhan sel bakteri.

10 Nitrogen (N)

Konstituen asam amino asam nukleat, nukleotida, dan

koenzim.

3. Transport nutrient ke dalam sel bakteri :- Transport pasif :

Transpor pasif merupakan suatu perpindahan

molekul menuruni gradien konsentrasinya.

Transpor pasif ini bersifat spontan. Perpindahan

zat dalam tranpor pasif tidak memerlukan energi.

Perpindahan zat ini terjadi karena perbedaan

konsentrasi antara zat atau larutan. Transpor pasif

melalui peristiwa difusi, osmosis, dan difusi

terfasilitasi. Transport pasif hanya berdasarkan

pada perbedaan konsentrasi (zat yang

berkonsentrasi di luar sel lebih besar di banding didalam sel). Contohnya CO2, O2dan lemak terlarut.

- Transport aktif :Transpor aktif memerlukan

molekul pengangkut berupa

protein integral pada

membran, dimana di dalam

molekul ini, terdapat situs

pengikatan. Proses transport

aktif dimulai dengan

pengambilan tiga ion

Na+dari dalam sel dan menempati situs pengikatan pada protein integral. Energi

diperlukan untuk mengubah bentuk protein integral pada membran yang


5/12

sebelumnya membuka kearah dalam sel menjadi membuka kebagian luar sel.

Selanjutnya, ion Na+terlepas dari situs pengikatan dan keluar dari protein integral

menuju keluar sel. Kemudian dari luar sel, dua ion K+menempati situs pengikatan

di protein integral. Bentuk protein integral berubah, dari sebelumnya membuka

kearah luar menjadi membuka kearah dalam sel dan ion kalium dilepaskan

kedalam sel.

Transport aktif menggunakan ATP. Hidrolisis ATP yang terjadi di dalam sel akan

menghasilkan energy yang akan digunakan untuk memompa H+ keluar sel

sehingga H+

di luar sel akan mempengaruhi konfigurasi protein carier dan afinitas

terhadap substrat.

Transpor aktifadalah pergerakan atau pemindahan yang menggunakan energi

untuk mengeluarkan dan memasukan ion - ion dan molekul melalui membran sel

yang bersifat parmeabel dengan tujuan memelihara keseimbangan molekul kecil

di dalam sel. Transpor aktif dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di luar

sel, dimana muatan listrik ini ditentukan oleh ion natrium (Na+), ion kalium (K

+),

dan ion klorin (Cl-). Keluar masuknya ion Na

+dan K

+diatur oleh pompa natrium

- kalium. Transpor aktif dapat berhenti jika sel didinginkan, mengalamikeracunan, atau kehabisan energi.

- Translokasi gugus

Pada translokasi gugus, substansi yang akan diangkut harus dimodifikasi secara

kimiawi sebelum diangkut kedalam sel oleh penghantar. Proses yang menuju pada

modifikasi kimiawi membutuhkan energi metabolik.


6/12

Contoh mengenai translokasi gugus ialah pengangkutan senyawa-senyawa gula

tertentu. Seperti gluksa, fruktosa, manosa kedalam sel. Dalam proses ini, mula-

mula suatu protein yang tahan panas (HPr) diaktivasi dengan cara memindahkan

sebuah gugusan fosfat dari senyawa berenergi tinggi fospoenolpiruvat (PEP) pada

HPr didalam sel, seperti tampak pada :

(Enzim 1) PEP +HPr Piruvat + fosfoHPr

Pada saat yang bersamaan, gula bergabung dengan enzim 2 pada permukaan

membrane dan diangkut ke permukaan dalam membrane. Disini lalu bergabung

dengan gugusan fosfat yang dibawa oleh HPr teraktivasi. Gula fosfat tersebut

kemudian dilepaskan oleh enzim 2 dan memasuki sel. Reaksi ini dapat disingkat

sebagai berikut :

Fosfo-HPr + gula gula-fosfat + HPr

(di luar sel) (didalam sel)

Reaksi pengangkutan ini hanya mengangkut gula ke dalam sel, karena gula fosfat

didalam sel tidak mempunyai afinitas terhadap penghantar.

HPr dan enzim 1 adalah protein sitoplasmik terlarut. HPr mempunyai beratmolekul rendah dan dapat dimurnikan sampai taraf yang tinggi. Enzim 2 terikat

pada membrane dan spesifik bagi senyawa-senyawa gula tertentu yang

diangkutnya. Enzim tersebut telah dapat dilarutkan dan dimurnikan sebagian.

Proses-proses translokasi gugus lainnya yang diketahui mencakup pengambilan

adenine dan butirat pada permukaan luar sel dan pengubahannya pada permukaan

dalam membrane, masing-masing menjadi adenosinemenofosfat (AMP) dan

butiril-KoA.


7/12

Gambar :

T1: tempat pengikatan glukosa yang membuka ke bagian luar membrane.

T2: tempat pengikatan glukosa yang membuka ke bagian dalam membrane.

1. Glukosa terikat pada sisi T1 tanpa ATP2. Pengubahan formasi glukosa dari Sout. T1menjadi Sin. T2, karena terjadi

lintas membrane

3. Glukosa dilepaskan ke sitoplasma melalui T24. Transporter kembali ke bentuk semula.

- Transport zat besiMenggunakan system siderofor, siderofor merupakan senyawa yang

diekskresikan di dalam. Nutrient dan akan mengikat besi (Fe3+) dan dimasukkan

kembali sebagai ferikrom (yang memiliki afinitas rendah terhadap Fe2+ sehingga

Fe2+ akan segera dilepaskan dalam sel.

Beberapa prokariota mampu mengoksidasi ion ferri (Fe2+

) menjadi ion ferat (Fe3+

)

dengan bantuan oksigen. Oksidasi tersebut berlangsung cepat pada pH netral dan

berlangsung lambat pada pH asam.
https://ruifareifa.files.wordpress.com/2012/05/picture4.png


8/12

Thiobacillus frooxidans mampu mengoksidasi Fe2+

, jika ditumbuhkan pada ferri

sulfat (FeSO4), atau hidup pada lingkungan yang mengandung ferri sulfat. Dua

molekul Fe2+

dioksidasi menjadi molekul Fe3+

dan 2 elektron oleh kompleks

enzim ferat yang berada pada membrane luar. Electron ditransfer ke sitokrom C

periplasma yang berasosiasi dengan rustianinoksidase dan dipakai untuk

mereduksi oksigen menjadi air. Karena terjadi perbedaan potensial (di sitoplasma

lebih negatif) maka timbul gradient konsentrasi elektrokimia. Oleh karena itu

perlu dilakukan transport ion K+untuk menjaga pH. Setelah dilakukan

pemompaan terhadap ion, maka proton dapat masuk kembali ke sitoplasma

melalui kanal ATP sintase yang dapat digunakan untuk sitesis ATP.

Gambar : Oksidasi besi olehThiobacillus ferooxidans

- DifasilitasiAdalah difusi yang dibantu oleh protein kotranspor (protein pembawa) atau

dengan saluran protein. Substansi seperti asam amino, gula, dan substansi

bermuatan tidak dapat berdifusi melalui membrane plasma. Substansi-substansi

tersebut melewati membran plasma melalui saluran yang di bentuk oleh protein.

Protein yang membentuk saluran ini merupakan protein integral.
https://ruifareifa.files.wordpress.com/2012/05/picture8.png


9/12

4. Cara perolehan energi sel pada :- Mikroba aerob

C6H12O6+ 6 O2-> 6 CO2+ 6 H2O + 36 atau 38 ATP molekul

Mikroorganisme yang aerob ini membutuhkan adanya oksigen untuk

metabolismenya. Pada mekanisme respirasi, mikroorganisme dapat menggunakan

oksigen sebagai akseptor elektron atau akseptor hidrogen. Mikroorganisme yang

termasuk dalam golongan ini hanya dapat hidup apabila ada oksigen untuk

melangsungkan oksidasi biologis. Hal ini merupakan keuntungan luar biasa bagi

organisme itu karena banyaknya energi yang tersedia dari oksidasi sempurna

molekul glukosa lebih besar daripada energi yang diperoleh dari fermentasiglukosa hal ini terjadi halnya jalan bertahap setiap pasangan elektron dari NADH

ke oksigen melalui serangkaian pengangkut sitokrom menghasilkan pembentukan

tiga molekul ATP ini dengan energi yang didapatkan dari oksidasi piruvat

menjadi asetat memberikan hasil total 3 molekul ATP yang dibangkitkan dari

metabolisme setiap molekul glukosa menjadi CO2 dan H2O.

- Mikroba an aerob

C6H12O6+ 2 C2H5OH 2CO2+ Energi.

Mikroorganisme anaerob adalah mikroorganisme yang tidak menggunakan

oksigen sebagai elektron akseptor dalam proses respirasinya, tetapi menggunakan

bahan anorganik lain (Madigan et al, 1997). Kebanyakan mikroorganisme


10/12

anaerob sangat sensitif terhadap oksigen. Keberadaan sedikit oksigen saja dalam

lingkungannya dapat menghambat dan membunuh mikroorganisme tersebut.

Mikroorganisme anaerob dibagi menjadi 2 golongan yaitu golongan anaerob

obligat dan anerob fakultatif. Golongan anaerob fakultatif merupakan Organisme

yang dapat menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron atau sebagai

penggantinya dapat diambil oksigen dari garam-garam seperti NaNO3,

Na2SO4 atau karbonat. Sedangkan, golongan anaerob obligat adalah organisme

yang tidak membutuhkan oksigen bebas bahkan jika kontak dengan oksigen akan

mengakibatkan penghambatan atau mematikan organisme tersebut. Mikroba

anaerob obligat tidak dapat bertahan hidup jika kontak langsung dengan oksigen

minimal selama 10 menit. Ketidaktahanan mikroba anaerob obligat terhadap

oksigen disebabkan tidak adanya enzim superoksida dismutase

dan katalase, yang akan mengubah superoksida yang terbentuk dalam sel mereka

karena adanya oksigen.. Mikroba anaerob obligat dapat hidup melalui proses

fermentasi, respirasi anaerob, atau proses methanogenesis. Mikroba anaerob

obligat yang sensitif terhadap oksigen memperoleh energi dan melakukan

metabolisme dengan menggunakan beberapa alternatif akseptor elektron untuk

respirasi seluler seperti sulfat , nitrat , besi , mangan , merkuri , dan karbonmonoksida.

- Mikroba FotosintetikBakteri ini merupakan bakteri bebas yang dapat mensintesis senyawa nitrogen,

gula, dan substansi bioaktif lainnya. Hasil metabolir yang diproduksi dapat

diserap secara langsung oleh tanaman dan tersedia sebagai substrat untuk

perkembangbiakan mikroorganisme yang menguntungkan.

- Mikroba FermentativeFermentasi dapat terjadi karena adanya aktivitas mikroba penyebab fermentasi

pada substrat organik yang sesuai. Terjadinya fermentasi ini dapat menyebabkan

perubahan sifat bahan pangan sebagai akibat dari pemecahan kandungan-

kandungan bahan pangan (Winarno et al., 1980). Mikroba fermentative


11/12

memperoleh energy dengan cara fermentasi yaitu pemecahan glukosa menjadi

asam laktat dan energy

D. CONCLUSSION1. Jenis-jenis mikronutrien yang diperlukan sel bakteri antara lain

a. Besi (Fe),b. Boron (B),c. Mangan (Mn),d. Seng (Zn),e. Tembaga (Cu),f. Cobalt (Co),g. Nikel (Ni),h. Selenium (Se) dani. Molibdenium (Mo).

2. Jenis-jenis makronutrien yang diperlukan sel bakteri antara laina. Karbon ( C ),b. Hidrogen (H),c. Oksigen (O),d.

Nitrogen (N),

e. Natrium (Na),f. Sulfur (S),g. Kalium (K),h. Kalsium (Ca),i. Fosfor (P) danj. Magnesium (Mg).

3. Transport nutrient ke dalam sel (secara spesifik pada bakteri) antara lain:a. Pada transpor aktif diperlukan adanya protein pembawa atau pengemban dan

memerlukan energi metabolik yang tersimpan dalam bentuk ATP.

b. Transport pasif dapat berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi larutan diantara kedua sisi membrane dan tidak memerlukan ATP.


12/12

c. Translokasi gugus merupakan proses di mana molekul yang diangkut ke dalam selakan mengalami perubahan secara kimiawi.

d. Transport zat besi (Fe) menggunakan sistem siderofor.e. Difusi fasilitasi adalah difusi yang dibantu oleh protein kotranspor (protein pembawa)

atau dengan saluran protein. Substansi seperti asam amino, gula, dan substansi

bermuatan tidak dapat berdifusi melalui membrane plasma.

4. Perolehan energy sel pada mikrobaa. Mikroorganisme yang aerob ini membutuhkan adanya oksigen untuk

metabolismenya. Pada mekanisme respirasi, mikroorganisme dapat menggunakan

oksigen sebagai akseptor elektron atau akseptor hidrogen. Mikroorganisme yang

termasuk dalam golongan ini hanya dapat hidup apabila ada oksigen untuk

melangsungkan oksidasi biologis.

b. Mikroba an aerob memperoleh energy dari pemecahan bahan-bahan organik dalamkeadaan tanpa oksigen.

c. Mikroba fotosintetik memperoleh energi dengan cara aerobic yaitu dapatmenggunakan oksigen tetapi dapat juga menghasilkan energi secaraanaerobik dengan

mensintesis senyawa nitrogen, gula, dan substansi bioaktif lainnya.

d. Fermentasi dapat terjadi karena adanya aktivitas mikroba penyebab fermentasi padasubstrat organik yang sesuai yaitu pemecahan glukosa menjadi asam laktat dan

energi.

E. REFERENCESFardiaz, 1986.Mikrobiologi Pangan I. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Winarno, F.G., S. Fardiaz dan D. Fardiaz, 1980.Pengantar Teknologi Pangan. Gramedia

Pustaka Utama, Jakarta.
http://id.wikipedia.org/wiki/Anaerobikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Anaerobik

assignment of microbiology

Documents

activator kebanyakan

sel bakteri1 besi fekomponen

fotosintetik aerobdan

lpsdan asam teikoat

untuk sintesa protoplasma

sangatdiperlukan untuk