k3-fisiologi & metabolisme bakteri
TRANSCRIPT
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 1/49
Dra. Sitti ZuleihaBagian Mikrobiologi
FK-USU
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 2/49
1. Menjelaskan fisiologi bakteri
2. Menjelaskan metabolisme bakteri
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 3/49
JAWETZ, MELNICK & ADELBERG’S MEDICAL
MICROBIOLOGY, 24TH EDITION by G.F. Brooks,Carroll, Butel, Morse, McGraw-Hill, 2007.
MIKROBIOLOGI KEDOKTERAN, Edisi Revisi,Pengarang Staf Pengajar FK UI, Binarupa Aksara.
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 4/49
“Medical Bakteriologis” yaitu mengenal & mengisolasi
secara cepat spesies yang patogenik
Aspek ini termasuk :
- Nutrisi (makanan)
- Pertumbuhan bakteri
- Reproduksi
- Metabolisma
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 5/49
Klasifikasi 1950 :
- Elektron mikroskop
- Cara-cara fraksinasi biokimiawi
- Struktur unsur-unsur sel
Bakteri & cyanobacteria (blue green algae) dahulu
tergolong TT → gol.jasad hidup (procaryotae) ok.
memiliki struktur intracelluler yang berbeda dari
struktur sel organis yg lebih tinggi
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 6/49
Pertumbuhan bakteri terjadi sintesa yg khas &
berimbang dari komponen2 protoplasma dari
bahan gizi yg terdapat di lingkungan
Merupakan proses yg terus berubah menurut waktu
dan merupakan sifat utama makhluk hidup
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 7/49
Bakteri → sangat omnivora (memakan
segalanya) bermetabolisme & memanfaatkan
segala macam sumber bahan makanan dari
substrat anorganik & organik yang sangat
kompleks
Terdapat perbedaan dalam keperluan akan
bahan gizi pada setiap spesies bakteri
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 8/49
1. AIR
Bakteri membutuhkan air dalam konsentrasi tinggi
Pengantar semua bahan gizi yang diperlukan sel
Membuang semua zat yg tdk diperlukan ke luar sel
2. GARAM ANORGANIK
Untuk mempertahankan tekanan osmotik sel
Memelihara keseimbangan asam basa
Sebagai aktivator reaksi enzim
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 9/49
3. MINERAL
Sulfur (belerang) sebagian besar sulfur sebagai
H2S
Fosfor-fosfat (PO4) diperlukan sbg komponen
asam nukleat & berupa koenzim
Aktivator enzim : Mg, Fe, K & Ca
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 10/49
4. SUMBER NITROGEN
Nitrogen yang dipakai bakteri, diambil dlm bentuk
NO3, NO2, NH3, N2 & R-NH2 (R-radikal organik)
5. CO2
Diperlukan dalam proses sintesa dengan timbulnyaasimilasi CO2 di dalam sel
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 11/49
1. BAKTERI AUTROTROF (LITOTROF)
Bakteri yang hanya memerlukan air, garam
anorganik dan CO2 sebagai sumber C bagi
pertumbuhannya
Mensintesa sebagian besar metabolik organik
dari CO2
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 12/49
2. BAKTERI HETEROTROF (ORGANOTROF)
Bakteri heterotrof fotosintetik memperoleh
energi dari cahaya
Bakteri heterotrof kemosintetik memperoleh
energi dari oksidasi senyawa anorganik,
memerlukan C dlm bentuk senyawa anorganikkarbohidrat utk pertumbuhannya
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 13/49
BAKTERI FOTOTROF dari cahaya matahari
BAKTERI CHEMOTROF dari bahan2 kimia
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 14/49
Banyak bakteri heterotrof tidak dapat tumbuh
kecuali diberikan faktor-faktor pertumbuhan
Substansi dlm bentuk ekstrak ragi, darah, vit B
kompleks dimasukkan dlm perbenihan sbg
katalisator pada reaksi2 dlm sel
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 15/49
1. Bakteri anaerob obligat
Hidup tanpa O2, O2 toksis thd gol.bakteri ini
2. Bakteri anaerob aerotoleran Bakteri tdk mati dgn adanya O2
3. Bakteri anaerob fakultatif
Mampu tumbuh baik dalam suasana denganatau tanpa O2
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 16/49
4. Bakteri aerob obligat
Tumbuh subur bila ada O2 dalam jumlah besar
5. Bakteri mikroaerofilik
Hanya tumbuh baik dlm tekanan O2
yg rendah
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 17/49
PSIKHROFILIK
-5 sampai +300 C dengan opt : 10 - 200 C
MESOFILIK
10 - 450 C dengan opt : 20 - 400 C
TERMOFILIK
25 - 800 C dengan opt : 50 - 600 C
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 18/49
Bakteri patogen pada manusia biasanya tumbuhdengan baik pada 370 C (Mesofilik)
pH pH perbenihan juga mempengaruhi
pertumbuhan bakteri
Kebanyakan bakteri patogen mempunyai pH
optimal 7,2 - 7,6
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 19/49
Dapat berlangsung secara :
1. ASEKSUAL
Pembelahan, pembentukan tunas/cabang,pembentukan filamen
2. SEKSUAL
Peleburan kromosom 2 jenis bakteri dari satu
famili
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 20/49
1. Pembelahan
Umumnya berkembangbiak secara mitosis dgn
membelah mjd 2 bagian (binary division)
Generation time (waktu diantara 2 pembelahan)
bervariasi antara : 20 menit-15 jam
GT M.tuberculosis 15 jam
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 21/49
2. Pembentukan Tunas/Cabang
Bakteri membentuk tunas, tunas akan melepaskan
diri dan membentuk bakteri baru
Reproduksi dengan pembentukan cabang diawali
dgn pembentukan tunas yg tumbuh menjadi cabang
dan akhirnya melepaskan diriContoh : Famili Streptomycetaceae
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 22/49
3. Pembentukan Filamen
Sel mengeluarkan serabut panjang filamen yg tdk
bercabang
Bahan kromosom masuk ke dlm filamen
Filamen terputus bbrp bagian, tiap bagian membentuk
bakteri baru
Dijumpai terutama dlm keadaan abnormal
Contoh : Haemophylus influenza dibiakkan dlm
perbenihan basah
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 23/49
Pembelahan bakteri didahului oleh peleburan bhnkromosom dari 2 sel bakteri
Sehingga terjadi sel-sel bakteri dgn sifat yg berasal
dari kedua sel induknyaTerjadi antara bakteri-bakteri sejenis dari suatu
famili
Cth : Enterobacteriaceae a.l :E. coli dengan Shigella dysentriae
E. coli dengan Salmonella typhosa
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 24/49
1. LAG PHASE (Fase Penyesuaian)
Berlangsung selama 2 jam
Bakteri tidak berkembang dlm fase ini
Namun aktivitas metabolisme sgt tinggi
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 25/49
2. LOGARHYTMIK PHASE (Fase Pembelahan)
Bakteri berkembang biak berlipat 2
Fase ini berlangsung 18-24 jam
Pada pertengahan fase pertumbuhan bakteri
sangat ideal, pembelahan tjd sangat teratur
Semua bahan dlm sel berada dlm keadaan
seimbang (balanced growth)
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 26/49
3. STATIONARY PHASE (FASE STASIONER)
Meningkatnya jumlah hasil metabolisme toksis
Bakteri mulai ada yg mati, pembelahan terhambat.
Jumlah bakteri yang hidup tetap sama
4. PERIOD OF DECLINE (Fase Kemunduran)
Jumlah bakteri hidup berkurang dan menurun
Keadaan lingkungan menjadi sangat jelek
Pada beberapa jenis bakteri timbul bentuk2 abnormal
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 27/49
Log bakteri/cc
c d
b e
a
waktu
sesudah
penanaman
(jam)
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 28/49
a-b: Lag phase (2 jam) : bakteri menyesuaikan diri
terhadap keadaan sekitarnya
b-c: Log phase : bakteri berkembang biak secara
logaritmik sampai jam ke 10
c-d: Stationary phase : jumlah bakteri relatif konstan
d-e: Period of decline : jumlah bakteri yang mati lebih
banyak
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 29/49
Seluruh proses pengolahan setelah
bahan makanan masuk ke dalam
sel bakteri
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 30/49
Menghasilkan sub satuan dari hasil antara
metabolisme
Menghasilkan ATP (Adenosin triphosphat) dari ADP
(Adenosin diphosphat) dan phosphat organis
Menghasilkan daya reduksi dalam keadaan
SUBSTRAT yg diambil dari perbenihan lebih
dioksidasi daripada hasil biosintesa keseluruhan
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 31/49
Fosforilasi Substrat
Fosforilasi Oksidatif
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 32/49
1. Jalur interkonversi utk metabolit lokal
2. Jalur asimiliasi utk pembentukan
metabolit lokal
3. Urutan biosintesis pengubahan metabolit
lokal menjadi produk aktif
4. Jalur utk menghasilkan energi metabolisme
dan perawatan
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 33/49
Pertumbuhan sel
Pembelahan sel
Pembaharuan komponen sel
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 34/49
ANABOLISME / ASIMILASI :
meliputi proses sintesis (pembangunan)
KATABOLISME / DESIMILASI :
meliputi proses degradasi (perombakan)
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 35/49
Proses Fermentasi
Respirasi
Fotosintesis
Pada fermentasi & respirasi, energidiperoleh dari katabolisme KH
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 36/49
Bakteri patogen
Menggunakan zat organik sebagai sumber utk
mendapatkan energi
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 37/49
Membutuhkan C dalam bentuk anorganik
Bakteri autotrof kemosintetik mendapatkan
energi dengan oksidasi bahan organik seperti
Fe dan NH3
Bakteri autotrof fotosintetik mendapatkanenergi utk proses sintesis dari cahaya matahari
diolah menjadi energi kimia
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 38/49
Dehidrogenase melancarkan reaksi reduksi
oksidasi suatu metabolit
Flavoprotein transport ion H dalam proses respirasi
Sitokrom proses respirasi hanya khusus pada
bakteri aerob utk transport ion H ke O2
Glikosidase & Fosforilase berperan dalam
metabolisme KH
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 39/49
Menurut EMBDEN-MEYERHOF (EMP) :
Glukosa – glukosa 6 fosfat – fosfogliseraldehide- fosfogliseral – fosfoenolpiruvat - piruvat
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 40/49
1. Pentosa fosfat (Pentosa Phosphate pathway) :
glukosa – glukosa 6 fosfat – 6 fosfoglukonat –
pentosafosfat
Dipakai bakteri yg tdk mempunyai enzim aldolosa
& triosa PO4 isomerase yg diperlukan pada EMP
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 41/49
2. ENTNER-DOUDROFF PATHWAY :
melalui pembentukan deoksiglukonat glukosa
– 6 fosfoglukonat – ketodeoksiglukonat –
piruvat + gliseraldehid
Cara ini dipakai pada bbp Pseudomonas sp. &
Escherichia coli
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 42/49
Melalui proses fermentasi, piruvat dapat dipecah
menjadi :
Alkohol
Asam laktat
Asam butirat
Asam propionat
Asam asetat
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 43/49
Fermentasi dg pembentukan asam campuran
khas utk Family Enterobacteriaceae
Dalam pH 6, enzim hidrogenliase format memecah
asam format CO2 dan H2
Fermentasi dgn pembentukan asam butirat
dilakukan oleh kebanyakan Clostridium sp.
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 44/49
Melalui proses respirasi secara aerob, glikolisis
diteruskan hingga piruvat terpecah CO2 + H2O
Energi yang dilepaskan, diikat dalam bentuk ATP
Melalui proses respirasi anaerob, zat anorganik
adalah nitrat atau sulfat dan bukan O2 (berfungsi
sebagai reseptor H)
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 45/49
Permulaan reaksi diperlukan pengaktifan asam
lemak dengan CoA dan sebagai hasil adalah
gliserol dan asetil CoA
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 46/49
Sintesis protein memerlukan nitrogen yg biasanya
diambil dari medium dalam bentuk NH3 atau NO3
Sintesis protein mengikuti pola yang ditentukan
oleh DNA
DNA gen memberikan pola yang menentukan pada
sintesis DNA sendiri dan RNA
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 47/49
RNA sebagai pembawa berita dari DNA yang
menentukan sintesis protein
Dalam DNA terdapat semua informasi yang
diperlukan dalam penyusunan DNA, RNA dan
protein
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 48/49
Fermentasi asam amino dilakukan oleh beberapa jenis Clostridium sp. seperti :
Alanin + 2 glisin + 2H2O 3 asam asetat + 3NH3 +
CO2
Perbedaan kemampuan bakteri dalam memecah
suatu bahan kimia serta hasil metabolisme yang
diperoleh dalam bentuk gas CO2, gas H2S atau
bentuk asam yang mengubah pH
Semuanya ini dapat dipakai untuk membantu
determinasi bakteri
5/14/2018 K3-Fisiologi & Metabolisme Bakteri - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/k3-fisiologi-metabolisme-bakteri 49/49