REPRODUKSI DAN PERTUMBUHAN MIKROORGANISME Susi Novaryatiin, S.Si., M.Si.

PENDAHULUAN Reproduksi mikroorganisme ialah perkembangbiakan mikroorganisme. Mikroorganisme mengadakan perkembangbiakan dengan dua cara, yaitu secara aseksual dan seksual. Reproduksi secara seksual hanya dijumpai pada mikroorganisme bersel banyak seperti jamur.

REPRODUKSI ASEKSUAL Reproduksi secara aseksual dilakukan dengan cara : Pembelahan biner Pembentukkan tunas Pembentukkan filamen Reproduksi mikroorganisme secara aseksual dijumpai pada bakteri dan archaea.

1. Pembelahan Biner Ciri khas reproduksi bakteri adalah pembelahan biner (binary fussion), dimana dari satu sel bakteri dapat dihasilkan dua sel anakan yang sama besar. Reproduksi aseksual melalui pembelahan biner umumnya dilakukan secara amitosis. Amitosis adalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel.

Pembelahan biner

Waktu generasi Dalam pembelahan sel biner, kecepatan pembelahan sel ditentukan dengan waktu generasi. Waktu generasi adalah waktu yang dibutuhkan oleh sel untuk membelah, bervariasi tergantung dari spesies dan kondisi pertumbuhan.

Waktu generasi pada beberapa jenis mikroorganisme

Pertambahan populasi bakteri dengan pembelahan biner Bila sel tunggal bakteri bereproduksi dengan pembelahan biner, maka secara geometrik pertambahan populasi bakteri adalah seperti tabel di bawah ini : Pertambahan populasi bakteri dengan pembelahan biner

2. Pembentukan Tunas Pertunasan adalah pembelahan yang menghasilkan 2 sel yang tidak sama besar (sel yang besar disebut induk dan sel yang kecil disebut anak). Reproduksi dengan pembentukan tunas diawali dengan pembentukan tunas yang tumbuh menjadi cabang. Mikroorganisme membentuk tunas, tunas akan melepaskan diri dan membentuk mikroorganisme baru. Contoh : Fam. Streptomycetaceae

Proses pembentukan tunas pada ragi

3. Pembentukan Filamen Pertumbuhan filamentus adalah pembelahan sel filamen (sel tubulus dan panjang). Sel mengeluarkan serabut panjang filamen yang tidak bercabang. Bahan kromosom kemudian masuk ke dalam filamen. Filamen terputus beberapa bagian, tiap bagian membentuk bakteri baru. Dijumpai terutama dalam keadaan abnormal. Contoh : Bakteri Haemophylus influenzae dibiakkan dalam perbenihan yang basah.

REPRODUKSI SEKSUAL Proses reproduksi secara seksual pada mikroba berbeda dengan eukariota lainnya. Dalam proses pembiakan tersebut tidak ada penyatuan inti sel sebagaimana biasanya terjadi pada eukariot, yang terjadi hanya berupa pertukaran materi genetika (rekombinasi genetik). Pembelahan bakteri didahului oleh peleburan bahan kromosom dari 2 bakteri, sehingga terjadi sel-sel bakteri dengan sifat yang berasal dari kedua sel induknya.

PERTUMBUHAN MIKROORGANISME Tipe pertumbuhan : Pembelahan inti tanpa diikuti pembelahan seldihasilkan peningkatan ukuran sel. Pembelahan inti diikuti pembelahan seldihasilkan peningkatan jumlah dan pembesaran ukuran sel. Reproduksi bakteri dengan pembelahan binerdari 1 sel bakteri dapat dihasilkan 2 sel anakan yang sama besar. Interval waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri menjadi berjumlah 2x lipatwaktu generasi. Mayoritas waktu generasi 1-3 jam, E.coli 15-20 menit, M.tuberculosis 20 jam.

PERSYARATAN TUMBUH BAKTERI Kondisi Fisik Faktor kimia Nutrient Uptake Temperatur pH Tekanan Osmose Oksigen Radiasi Nutrisi Makroelemen Mikroelemen Media Kultur

Temperatur Berdasarkan temperatur yang diperlukan untuk tumbuh, mikroorganisme dibedakan atas : Psikrofil (cold loving bacteria)  optimal 0-15°C, maksimal 20°C. Psikofil fakultatif  Optimal 20-30°C, maksimal 30°C, dapat tumbuh pada 0°C. Mesofil (moderate temperatur loving bacteria)  Minimal 15-20°C, optimal 20-45°C, maksimal 45°C Termofil (heat loving bacteria)  minimal 45°C, optimal 55-65°C, maksimal 100°C.

pH Asidofil  1,0-5,5 Neutrofil  5,5-8 Alkalofil  8,5-11,5 Alkalofil ekstrim ≥ 10

Tekanan Osmose Larutan dengan konsentrasi yang sesuai dengan tekanan dalam sitoplasma sel disebut larutan isotonis. Lar. isotonis mengandung 0,75-1% NaCl Konsentrasi >> hipertonis Konsentrasi << hipotonis

Oksigen Berdasarkan kebutuhan oksigen, bakteri digolongkan : Bakteri Aerob mutlak  M.TBC, Pseudomonas aurogenusa Bakteri Anaerob fakultatif Yersinia pestis Bakteri anaerob mutlak  C. Tetani Bakteri mikroaerofilik  Neisseria gonorrhoeae

Radiasi Radiasi yang berbahaya untuk mikroorganisme adalah radiasi pengionisasi (ionizing radiaton). Pada level rendah, radiasi pengionisasi dapat mengakibatkan mutasi yang dapat mengarah pada kematian. Pada level tinggi pengaruh radiasi bersifat letal.

Nutrient Uptake Pertumbuhan bakteri juga tergantung dari kemampuan memindahkan bahan makanan kedalam sitoplasma Pemindahan secara pasif yaitu dengan sistem difusi untuk bahan yang berat molekulnya kecil Pemindahan secara aktif yaitu dengan bantuan carrier (periplasmic binding protein).

Nutrisi Makroelemen  Elemen2 nutrisi yang diperlukan dalam jumlah banyak. Contoh:karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, fosfor, kalium, magnesium, kalsium, dan besi. Mikroelemen (trace element)  Elemen2 nutrisi yang diperlukan dalam jumlah sedikit (takaran mg hingga ppm). Contoh:mangan, zinc, kobalt, molibdenum, nikel, dan tembaga. Accesory nutrient  faktor pertumbuhan (growth factor), yaitu bagian yang diperlukan oleh sel namun tidak dapat disintesis oleh sel tersebut. Accesory nutrient meliputi vitamin, asam amino, purin, pirimidin.

Media Kultur Menurut konsistensinya Media Cair Media Padat

Media Kultur Menurut kandungan nutrisinya Defined media (synthetic media) Media kompleks (complex media) Media umum (general media) Media penyubur (enrichment media) Media selektif (selective media) Media diferensial (differential media) Media khusus

FASE PERTUMBUHAN

Lag phase (fase adaptasi) Peningkatan ukuran sel tanpa adanya peningkatan jumlah sel. Pada fase ini belum terjadi pertumbuhan dan perkembangbiakan. Peningkatan sintesis protoplasma. Peningkatan asam ribonukleat. Peningkatan aktivitas metabolisme.

Log phase atau fase eksponensial Kecepatan pertumbuhan dan perkembangbiakan (pembelahan) mikroorganisme sangat cepat dan maksimum. Fase stasioner Pertumbuhan mikroorganisme berhenti dan jumlah sel yang membelah seimbang dengan jumlah sel yang mati. Death phase Jumlah sel yang mati meningkat.

TERIMA KASIH