PENDAHULUAN Pertemuan ke-1 Mikrobiologi Dasar
Mikrobiologi Apa defenisi? Mengapa mempelajarinya? Apa itu mikroba/mikroorganisme? Apa manfaatnya?
Organisme Hidup? Menurut versi orang awam..binatang atau tumbuhan! Mikroba atau mikroorganisme? Kadang sering dilupakan karena ukurannya kecil MIKROBIOLOGI Mikro (kata mikros) = kecil; bio = hidup/kehidupan Logi (kata logos) = ilmu Mikrobiologi = ilmu yang mempelajari organisme yang berukuran kecil (morfologi, sifat, Prof. Ir. kehidupan H. Usman Pato, dan MSc. PhD. penyebaran mikroba/mikroorganisme
The Big Bang Kebanyakan ilmuwan percaya bahwa alam semesta tercipta lewat proses Big Bang yang terjadi pada 13,7 miliar tahun yang lalu Bintang dan galaksi tercipta lebih kurang 300 tahun setelah Big Bang. Matahari tercipta 3,7 miliar tahun yang lalu. Bumi ada sekitar 4,5 milyar tahun lalu dan mikroba ada kira-kira 3,5 milyar tahun lalu
Kontroversi??? Namun dua ahli astronomi, yakni Roger Penrose dari Universitas Oxford dan Vahe Gurzadyan dari Yerevan State University di Armenia, mengemukakan teori baru alam semesta, yang pernah ditulis dalam artikel Kompas.com "Alam Semesta Sudah Ada Sebelum Big Bang". Berdasarkan temuan adanya lingkaran konsentris kosmos, dalam teorinya kedua ilmuwan itu mengungkapkan bahwa alam semesta tercipta lewat sebuah siklus aeon. Setiap siklus diakhiri dengan sebuah big bang yang juga menjadi tanda berawalnya siklus baru. Singkatnya, sebelum masa kita hidup sekarang, telah terdapat masa yang lalu. Masa lalu tersebut diakhiri oleh big bang yang dikenal sekarang, yang merupakan big bang terakhir sejauh ini. Nantinya, masa kita akan berakhir juga dengan sebuah big bang lagi.
Kapan Mikroba ada di dunia? Proses kejadian mikroba secara teoritis? - Terjadi benturan keras antara udara/gas yang menyelimuti bumi dengan sinar UV menghasilkan energi - Energi mengkonversi seny. Anorganik menjadi seny. organik sederhana (gula & asam amino) - Seny sederhana ini bereaksi membentuk seny. organik kompleks (protein, asam nukleat) yang merupakan komponen utama penyusun semua organisme hidup - Protein dan asam nukleat membentuk protoplasma yang mengandung enzim dan unsur-unsur genetik untuk pembelahan diri - Inilah merupakan organisme bersel tunggal primitif sebagai cikal bakal mikroba Pada awal kejadiannya belum ada oksigen shg mikroba primitif ini melakukan Metabolisme secara anaerob untuk mendapatkan energi.bertahan hidup Mikroba mengalami evolusi Prof. untuk Ir. H. Usman dapat Pato, menyesuaikan MSc. PhD. lingkungan (sumber energi dari senyawa organik/anorganik, Fakultas Pertanian Universitas ada tidaknya Riau oksigen dll)
Sejarah Singkat Mikrobiologi Pemanfaatan mikroba oleh bangsa Mesir sejak 450 th SM.proses fermentasi roti tapi belum diketahui ada tidaknnya keterlibatan mikroba! Penemuan mikroba oleh Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), seniman/tukang pahat yang pandai, menggunakan mikroskop sederhana (terdiri dari lensa bikonveks tunggal & kecil yang diletakkan diantara 2 plat logam tipis Objek/sampel yang diamati oleh Leeuwenhoek: air liur, daun tanaman, darah, cairan sperma, air kemih, kotoran sapi, tahi gigi dll. Cara pengamatan..lihat gambar! Mikroba yang aktif bergerak beliau sebut animalcules Hasil pengamatannya dikirim ke British Royal Society di London
Kontroversi Penemuan mikroskop dan mikroba oleh Leeuwenhoek memicu pertentangan diantara ilmuwan tentang asal usul mikroba Sampai pertengahan abd ke-19 umumnya ilmuwan masih menganut paham bahwa mikroba berasal dari benda mati.teori generasi spontan atau abiogenesis Dibantah oleh ilmuwan lain bahwa organisme hidup mestilah berasal dari organisme hidup pula.teori biogenesis Penganut teori generasi spontan: 1. Aristoteles (ahli filsafat): belut berasal dari lumpur 2. Kirchers (ahli dongeng terkenal): burung merpai berasal dari pohon 3. John Needham 1676 membantah percobaan F. Redi bahwa memang tak ada ulat dalam botol tertutup kasa karena lalat tak bisa masuk dan bertelur tapi mikroba ada dalam botol. Hal dibuktikan dengan percobaan: daging rebus dimasukkan dalam gelas jar dan ditutup rapat. Setelah beberapa hari daging jadi busuk artinya ada mikroba yang berasal dari daging! Penganut teori biogenesis: 1. Fransisco Redi (dokter, Italia) dgn melakukan percobaan: daging dimasukkan ke dalam botol yang ditutup kasa halus dan tidak ditutup; ternyata dalam botol yang tidak ditutup terdapat ulat sedangkan botol yang tertutup tidak ada ulat.artinya ulat tidak berasal dari daging (benda mati)! 2. Lazzarro Spallanzani (ilmuwan Italia) melakukan percobaan: kaldu daging direbus dalam labu lalu ditutup rapat. Setelah beberapa hari ternyata kaldu tak busuk tak ada mikroba
Penganut teori generasi spontan: Penganut teori biogenesis: 4. Gay Lussac (ahli Kimia Perancis mengatakan bahwa mikroba tidak bisa diproduksi dalam labu yang dipanaskan dan ditutup karena udara (oksigen) untuk pertumbuhan mikroba telah keluar selama pemanasan 4. Louis pasteur (1822-1895) melakukan percobaan untuk mengakhiri polemik tersebut dan sekaligus menggugurkan teori generasi spontan. Percobaan Pasteur: Kaldu dipanaskan dalam labu yang mempunyai leher berbentuk huruf U (leher angsa) dan dibiarkan beberapa hari. Udara dapat keluar masuk masuk melalui tutup lalu, namun mikroba tertahan pada lekukan leher angsa shg kaldu tetap bebas dari mikroba (tidak busuk). Jika tabung berbentuk leher angsa dipatahkan, maka dalam jangka waktu tertentu kaldu akan menjadi busuk. Membuktikan bahwa organisme hidup hanya berasal dari organisme hidup teori biogenesis..yang diterima sampai sekarang Penemuan lain Pasteur: vaksin antraks dan rabies, pasteriusisasi (susu, anggur dan bir)
Periode Keemasan Mikrobiologi Periode keemasan: penemuan spektakuler dalam bidang mikrobiologi antara lain: 1. Penemuan metode isolasi, pembuatan preparat dan identifikasi mikroba/biakan murni oleh Robert Koch.Postulat Koch: a.mikroba yang penyebab penyakit harus selalu dapat ditemukan pada semua penderita dan tidak ditemukan pada bukan penderita atau masih sehat b.mikroba harus dpt diisolasi dan dibiakkan di laboratorium sebagai kultur murni c.biakan murni tsb harus dapat menimbulkan penyakit yang sama bila disuntikkan pada hewan/orang sehat d.dari hewan/orang yang dibuat sakit tersebut, mikroba tsb dapat diisolasi kembali dengan sifat-sifat yang sama seperti asalnya 2. Penemuan cara Pewarnaan Gram oleh Christian Gram (1884) untuk identifikasi bakteri (Gram positif atau Gram Negatif) 3. Penemuan cawan petri oleh Petri (1887) 4. Penemuan/identifikasi mikroba misalnya E. coli (Escherich, 1884); Clostridium tetani (Kitasato, 1889); Shigella dysentriae (Shiga, 1898); virus penyebab kanker (Stewart, 1959); prion = suatu komponen/agen yang mengandung protein yang dpt melakukan replikasi dan tidak mengandung asam nukleat (Prusiner, 1997) 5. Penemuan antibiotik misalnya penecillin (Pleming, Chain dan Flory, 1928); antibodi (Edelman dan Potter, 1962) pigmen pada bakteri fotosintesis (Deisenhofer, Huber dan Michel, 1988) 6. Penemuan materi penyusun DNA (Avery, MacLeod dan McCarty, 1944) struktur DNA (Watson dan Crick, 1953) enzim restriksi (Nathans, Smith dan Alber, 1971); rekayasa genetik (Berg, Boyer dan Cohen, 1973) dll
Penamaan Mikroba Sistem penamaan (nomenclature) organisme yang digunakan sampai saat ini digagas oleh Carolus Linneaeus (1735) Nama organisme ditulis dalam bahasa Latin nama organisme terdiri dari 2 nama yaitu genus yang huruf awalnya saja ditulis huruf besar dan spesies yang semua hurufnya ditulis pakai huruf kecil dan dicetak miring atau digarisbawahi Nama organisme menggambarkan organisme ybs, atau diambil dari nama penemu, tempat ditemukan atau habitatnya Contoh: Staphylococcus aureus staphylo = sel yang bergerombol; coccus = bentuknya bulat dan aureus = emas karena koloninya menyerupai emas Escherichia coli.escherichia = diambil dari nama penemunya yaitu Theodor Escherich dan coli = habitatnya hidup di colon atau usus besar; dll
Penerima Nobel Sejak tahun 1901 s/d 2014, ada 37 orang atau kelompok peneliti penerima hadiah nobel dalam bidang mikrobiologi Penerima dari Asia adalah Har Gobind Khorma dkk (India, 1968) yang menemukan kode genetika untuk asam amino; dan Susumu Tonegawa (Jepang, 1987) tentang produksi antibiotika secara genetik Kebanyakan penerima nobel berasal dari US, Rusia, Afrika Selatan dan negara-negara Eropa (Inggris, Jerman, Denmark, Perancis dan Swiss) Orang Indonesia???
Penerima Hadiah Nobel Barry J. Marshall dan Robin Warren (Inggris) th.2005: penemu bakteri Helicobacter pylori dan perannya di gastritis dan penyakit ulkus peptik Harald zur Hausen (Jerman) dan Francoise Barre- Sinoussi, Luc Montagnier (Perancis) th. 2008: Penemu virus HIV yg menyebabkan kanker serviks James E. Rothman, Randy W. Schekman (USA) dan Thomas C. Sudhof (Jerman) th. 2013: penemu misteri mekanisme sel mengatur sistem transportasinya dan mengirimkan muatan molekul ke tempat dan pada waktu yang tepat O Keefe (Swis), Edvard Moser, May Britt Moser (Denmark) th. 2014: Penemu sel yg berfungsi sebagai sistem pengendali/pengenal posisi tempat (mirip prinsip GPS) di dalam otak
Cabang Mikrobiologi berdasarkan taksonominya Bakteriologi: mempelajari bakteri Mikologi: mempelajari fungi (khamir, kapang dan jamur) Fikologi atau algologi: mempelajari alga Protozoologi: mempelajari protozoa Virologi: mempelajari virus
Cabang mikrobiologi berdasarkan penerapannya Mikrobiologi analitik: mempelajari bentuk, sifat dan peranan mikroba yang harus dianalisis dalam suatu bahan/habitat Mikrobiologi Kesehatan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan dalam bidang kesehatan Mikrobiologi Pangan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan dalam bidang pangan Mikrobiologi Industri: mempelajari bentuk, sifat dan peranan dalam bidang industri Mikrobiologi Persenjataan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan dalam sistem kesenjataan Mikrobiologi Geologi dan Pertambangan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan dalam bidang geologi dan pertambangan Mikrobiologi Lingkungan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan dalam bidang lingkungan Mikrobiologi Kelautan: mempelajari bentuk, sifat dan peranan dalam bidang kelautan
Sekian