Struktur dan fungsi sel

Transkripsi

1 1 KERAGAMAN EUKARIOT

2 Struktur dan fungsi sel Struktur sel lebih kompleks dibandingkan dengan prokariot, mempunyai nukleus yang terbungkus membran dan berbagai organel (mitokondria, kloroplas, alat golgi, peroksisom, lisosom, retikulum endoplasma, mikrotubul dan mikrofilamen) Organel respirasi dan fermentasi : mitokondria dan hidrogenosom. Pada eukariot aerob proses respirasi berlangsung pada mitokondria, jumlahnya dalam sel bisa bervariasi pada sel hewan bisa 1000, pada sel khamir hanya beberapa. Beberapa eukariot tidak memiliki mitokondria tetapi hidrogenosom bersifar anaerob atau aerotoleran seperti parasit Trichomonas dan siliata yang menghuni rumen ruminansia, lumpur dan sedimen anoksik Organel fotosintesis : kloroplas, terdapat klorofil yang dijumpai pada fototrof eukariot 2

3 Endosimbion: mitokondria, kloroplas dan bakteria Mitokondria dan kloroplas mengandung DNA, sel eukariot nonfototrof merupakan kimera genetika yang mengandung DNA dari dua sumber yaitu endosimbion dan nukleus sel inang, fotorof eukariot seperti alga dan tanaman tingkat tinggi mengandung DNA dari tiga sumber yaitu endosimbion mitokondria dan kloroplas serta nukleus. Nukleus mengandung gen yang diturunkan dari bakteri, melalui DNA sekuensing terlihat bahwa gen nukleus lebih mirip bakteria, diasumsikan bahwa gen tersebut ditransfer dari bakteri simbion ke nukleus 3

4 Mitokondria dan kloroplas mempunyai ribosom sendiri (70S seperti pada prokariot) Spesifitas antibiotik, streptomisin menghambat ribosom 70S berarti dapat menghambat sintesis mitokondria dan kloroplas Filogeni molekuler telaah sekuen DNA terlihat bahwa mitokondria dan kloroplas berasal dari bakteri. Sel eukariot merupakan perkembangan asosiasi dua organisme yang berbeda dalam proses endosimbion 4

5 Mikroorganisme Eukariot Unisel (bersel tunggal) dan Multisel (bersel banyak) FUNGI ALGAE PROTOZOA PARASIT MULTISEL 5

6 Filogeni eukariot membentuk domain tersendiri dan sebagai kelompok yang lebih dekat dengan arkea dibandingkan dengan bakteria Filogeni eukariot diperoleh dengan perbandingan sekuen 18S ribosomal RNA. Berdasarkan pohon filogenetik terlihat bahwa eukariot awal dari golongan yang tidak mempunyai mitokondria seperti : Giardia, mikrosporadia, Trichomonas 6

7 Karakteristik mikroorganisme eukariot Memiliki dinding sel yang jelas (kecuali aquatic fungi dan cellular slime moulds) Memiliki inti sel yang diliputi membran Informasi genetik berada di dalam nukleus dan mengandung lebih dari satu kromosom Respirasi terjadi pada mitokondria Kloroplas adalah tempat terjadinya fotosintesis Gerakan dilakukan dengan silia atau flagela 7

8 FUNGI Istilah : Fungus (singular) Fungi (plural) = Jamur Kapang (mould) Ragi (Yeast = khamir) Jamur besar (Mushroom) 8

9 9 FUNGI

10 FUNGI Saccharomyces cereviseae 10 Candida albicans

11 FUNGI Fusarium sp. Aspergillus sp. 11 Penicillium sp.

12 Taksonomi Fungi (Alexopoulos, 1996) Nama sekarang Nama dulu Oomycota Oomycetes Chytridiomycota Chytridiomycetes Lower fungi Zygomycota Zygomycetes Ascomycota Ascomycetes Deuteromycota Deuteromycetes, Deuteromycotina, Higher fungi Fungi Imperfecti Basidiomycota Basidiomycetes, Basidiomycotina 12

13 Peran Fungi Peran positif : Mikroorganisme industri : bahan obat, growth promoter, enzim untuk industri, dll Sebagai saprofit : dekomposer Keperluan analitik : mikroba uji Biotransformasi (jasa) : hormon Penelitian : bioinformatik Peran negatif : Sebagai parasit pada : tanaman, hewan, manusia (penyebab penyakit) Penyebab kerusakan berbagai produk Pemanfaatan Fungi : Biomasa, metabolit primer dan metabolit sekunder 13

14 Beberapa contoh manfaat fungi di dunia Industri Bidang Produk Sumber Penggunaan Farmasi Penisilin P.chrysogenum antibakteri Griseofulvin P.griseofulvum antifungi Cyclosporin Trich.polysporum imunosupresan Pertanian Zealarenone Gibberella zeae growth promoter Gibberellins G.fujikuroi hormon tanaman Industri amilase Asp.oryzae, niger pengurai amilum Lipase Mucor, Aspergillus pengurai lemak 14

15 Morfologi Kapang (fungi berfilamen = moulds) - Memiliki hifa miselium - Membentuk spora (seksual dan aseksual) - Pertumbuhan pada ujung (apical) hifa Ragi (yeast) - Berbentuk budding - Membelah diri 15

16 Karakteristik Fungi Nutrisi : Heterotrop Tidak melakukan fotosintesis (jadi bersifat saprofit atau parasit) Dinding sel : mengandung kitin (chitin) dan kitosan (chitosan) Inti sel : haploid, beberapa ada yang diploid Histon : Histon 2B (seperti pada hewan) Mitokondria : bentuk lempeng Senyawa cadangan : glikogen, lipid, trihalosa Sterol : ergosterol Ribosom : 18s rrna 16

17 Perbedaan kapang dan ragi Karakteristik Kapang Ragi 1. Ukuran sel 5 30 µm ± 4 µm(mis.candida) 2. Cara tumbuh Membentuk sistem Budding hifa/miselium 3. Komponen dinding Mengandung Kitin dan glukan dlm kitin,glukan kadar bervariasi 4. Spora Pigmen Umumnya tidak berwarna 5. Kandungan protein 1 0% 6% 6. Kandungan 28% 33% glukosamin 7. Inti sel Umumnya haploid Dapat haploid/diploid 17

18 Kapang Hifa berbentuk selinder protoplasmik yang dikelilingi oleh dinding sel Diameter hifa : 2 18 μm Hifa dibagi menjadi beberapa kompartemen yang dipisahkan oleh sekat yang disebut septa, namun ada pula hifa yang tidak bersekat. Di dalam kompartemen terdapat satu atau lebih nukleus, dan aktivitas protoplasma terpusat pada daerah ujung hifa (disebut daerah apex = apical region) 18

19 Kapang Ujung apical ini tebalnya hanya sekitar 50 nm sedangkan daerah dinding sel sekitar 125 nm. Ujung apical sangat sarat dengan organel, dan pada daerah sangat ujung banyak mengandung AVC = apical vesicle cluster, yang memegang peranan penting dalam proses pertumbuhan kapang Bila hifa yang telah tua lisis, maka pori-pori septa akan tertutup oleh suatu protein yang disebut Woronin bodies 19

20 Struktur Kapang Penampang hifa Sayatan hifa di bawah elektron mikroskop 20

21 Ragi (Yeast) Uniseluler Beberapa ragi bersifat Dimorf (berubah bentuk karena kondisi lingkungan, mis.suhu) Setiap sel memiliki satu nukleus dan beberapa organel Vakuola cukup besar Reproduksi dengan cara budding 21

22 Struktur Ragi Penampang sel ragi 22

23 Reproduksi Aseksual - ragi membentuk spora pada sporangiospora sedangkan kapang membentuk spora pada conidia. Fungsi : untuk penyebaran (dispersal) Seksual - Reproduksi seksual terjadi ketika gamet haploid bergabung (fusi) membentuk zygot - Zygot lalu mengalami meiosis (pembelahan) membentuk sopra seksual yang halpoid. Fungsi : untuk pertahanan saat dormant 23

24 Spora aseksual Non-motile : Zygomycota Bergerak dengan satu flagela : Chytridiomycota Bergerak dengan dua flagela : Oomycota Ascomycota, Deuteromycota dan Basidiomycota tidak pernah membentuk sporangium, dan tidak memiliki flagela. Mereka terbentuk dengan cara budding, fragmentasi, dll 24

25 Spora seksual Lower fungi biasanya memiliki organ sex yang jelas sedangkan higher fungi biasanya organ sex nya tidak menonjol, hanya melakukan fusi hifa somatik Spora seksual berfungsi pada saat dormant untuk pertahanan (oospores, zygospores, ascospores) 25

26 Oomycota Phytophtora (a) Saprolegnia (b), (c) Pythium (d) (a) Phytophtora infestans adalah fungi patogen untuk kentang (b) (c) (d) 26

27 Chytridiomycota Allomyces (a) Rhizophlyctis (b) Olpidium (c) Umumnya saprofit di tanah 27

28 Zygomycota Mucor (a) Entomophthora (b) Pilobolus (c) Erynia (b) Piptochepalis (d) Rhizopus (b) (a) (c) (d) 28

29 Ascomycota Neurospora (a) Eurotium (d) Ascobolus (c) Saccharomyces Pneumocystis (a) (b) (c) (d) 29

30 30 Deuteromycota Alternaria Aspergillus Cladosporium Geotrichum Humicola Penicillium Phomopsis Pesotum Fusarium Trichoderma Candida, dll

31 Basidiomycota Agaricus (a) Lycoperdon (b) Ganoderma (c) Puccinia (d) 31

32 Fungi patogen Fungi penyebab penyakit pada permukaan atau topikal (Superficial mycoses) Fungi penyebab penyakit pada lapisan subkutan (Subcutaneous mycoses) Fungi penyebab penyakit di bagian dalam tubuh atau masuk dalam sistem sistemik tubuh (Deep or sistemic mycoses) 32

33 Mikotoksin Mikotoksin merupakan metabolit sekunder fungi yang dikeluarkan umumnya untuk salah satu pertahanan dirinya terhadap lingkungan Jalur utama penyerangan fungi patogen terhadap manusia/hewan adalah melalui mulut (oral) atau terhirup hidung, atau melalui kontak mukosa atau luka terbuka. 33

34 Fungi oportunis Fungi yang menyebabkan penyakit yang cukup serius akibat penyakit lain yang diderita oleh seseorang. Candida albicans adalah salah satu fungi oportunis, pada kondisi tertentu Cryptococcus neoformans Aspergillus flavus, parasiticus 34

35 Deteksi fungi toksik Identifikasi dgn mikroskop Mikrobiologi Imunokimia Metode molekuler 35

36 Beberapa cara deteksi fungi patogen Untuk Microsporon, Trichophyton, Epidermophyton, Sporotrichum, dapat dibiakkan pada medium agar Sabouraud Untuk Candida albicans dapat diletakkan pada pelat dan diteteskan 10% KOH, di bawah mikroskop terlihat seperti serat miselium Untuk membedakan Candida dengan yeast yang non-patogen dapat dilakukan dengan cara menumbuhkannya pada agar mengandung jagung (corn-meal agar) 36