NUTRISI DAN PERTUMBUHAN MIKROORGANISMA

KOMPETENSI Mendefinisikan Nutrisi Untuk Mikroorganisme Menjelaskan Fungsi Medium Pertumbuhan Mikroorganisme Menyebutkan Komponen-komponen Medium yang Diperlukan Untuk Pertumbuhan Mikroorganisme Menyebutkan Tipe Bakteri Berdasarkan Kebutuhan Nutrisinya Menjelaskan bagaimana mikroorganisme memperoleh nutrisi (nutritent uptake) dari lingkungannya Menyebutkan Beberapa Tipe Media Kultivasi Menjelaskan Penggunaan setiap Tipe Media

SUB POKOK BAHASAN Definisi Nutrisi dan Medium Mikroorganisme Komponen-komponen kimia nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroorganisme Tipe-tipe nutrisi mikroorganisme Tipe-tipe media kultivasi Pengambilan nutrin oleh sel mikroorganisme

NUTRISI

A. Definisi Nutrisi Nutrisi “Sesuatu yang memberikan makanan atau mendukung pertumbuhan dan memperbaiki apa yang dihabiskan secara alami dari kehidupan organik." (Websters, 1986) Lebih spesifik lagi, nutrisi adalah elemen-elemen dan kombinasi spesifik dari elemen (kimia) dimana organisme khusus membutuhkan untuk pertumbuhan dan perbaikan

B. Komponen-komponen kimia nutrisi yang diperlukan untuk pertumbuhan mikroorganisme Macroelements, juga dikenal sebagai macronutrients (C, O, H, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe), dibutuhkan oleh microorganisms dalam jumlah yang relatif banyak Elemen dibutuhkan sedikit atau micronutrients (Mn, Zn, Co, Mo, Ni, Cu) dibutuhkan dalam jumlah kecil oleh banyak sel dan kadang disediakan cukup pada air yang digunakan untuk meyiapkan media atau pada komponen reguler media Elemen lain mungkin dapat dibutuhkan oleh tipe-tipe khusus mikroorganisme

Tipe-tipe nutrisi mikroorganisme Semua organisme membutuhkan sumber energi dan elektron-elektron Energi Phototrophs menggunakan cahaya sebagai sumber energi mereka Chemotrophs memperoleh energi dari oksidasi komponen organik atau anorganik Electrons Lithotrophs menggunakan komponen anorganik tereduksi sebagai sumber elektron mereka Organotrophs menggunakan komponen organik tereduksi sebagai sumber elektron mereka Kompetensi 5: Menyebutkan Tipe Bakteri Berdasarkan Kebutuhan Nutrisinya

Siklus perputaran antara autotrof dan heterotrof Siklus perputaran antara autotrof dan heterotrof. Fotosintesis adalah sarana utama untuk pertumbuhan alga dan banyak bakteri menghasilkan senyawa organik dan oksigen dari karbon dioksida dan air.(panah hijau).

Photolithotrophic autotrophs Chemoorganotrophic heterotrophs Kebanyakan mikroorganisme dapat dikategorikan sebagai salah satu dari empat tipe utama pemanfaatan nutrisi tergantung pada sumber karbon, energi dan elektron: Photolithotrophic autotrophs Chemoorganotrophic heterotrophs Photoorganotrophic heterotrophs Chemolithotrophic autotrophs Beberapa organisme menunjukkan fleksibilitas besar matabolis dan setelah pola metabolis mereka merespon perubahan lingkungan; organisme mixotrophic meggabungkan proses metabolis autotrophic dan heterotrophic, mengandalkan pada sumber energi anorganik dan sumber karbon organik Kompetensi 5: Menyebutkan Tipe Bakteri Berdasarkan Kebutuhan Nutrisinya

Membutuhkan Nitrogen, Fosfor, dan Sulfur Nitrogen dibutuhkan untuk sintesis asam amino, purin, pirimidin dan molekul lain; tergantung dari organisme, nitrogen dapat disediakan oleh molekul organik, dengan reduksi nitrat assimilator, atau dengan fiksasi nitrogen Fosfor ada pada asam nukleat, phospholipids, nucleotida dan molekul lain; kebanyakan mikroorganisme menggunakan fosfat anorganik untuk memenuhi kebutuhan fosfor mereka Sulfur dibutukkan untuk sintesis asam amino tertentu dan molekul lain; kebanyakan microorganism memenuhi kebutuhan sulfur mereka dengan assimilasi reduksi sulfat Kompetensi 5: Menyebutkan Tipe Bakteri Berdasarkan Kebutuhan Nutrisinya

Asam Amino-dibutuhkan untuk sintesis protein Faktor pertumbuhan Faktor pertumbuhan adalah komponen organik yang dibutuhkan oleh sel karena mereka merupakan komponen penting sel (atau prekursor dari komponen ini) dimana sel tidak dapat mensintesis; ada tiga klas utama: Asam Amino-dibutuhkan untuk sintesis protein Purines dan pyrimidines-dibutuhkan untuk sintesis asam nukleat Vitamins-berfungsi sebagai kofaktor enzim Substansi yg dimasukkan : ekstrak ragi, darah, vitamin B kompleks yg berperan dlm reaksi-reaksi di dlm sel. Pengetahuan kebutuhan faktor pertumbuhan khusus membuat mungkinnya pengujian respon tumbuh kuantitatif Kompetensi 5: Menyebutkan Tipe Bakteri Berdasarkan Kebutuhan Nutrisinya

Pengambilan nutrin oleh sel mikroorganisme Difusi pasif: fenomena dimana molekul berpindah dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi lebih rendah karena agitasi termal random Membutuhkan gradien konsentrasi besar untuk pengambilan level tertentu terbatas hanya untuk sedikit molekul kecil (seperti, glycerol, H2O, O2, dan CO2) Kompetensi 6: Menjelaskan bagaimana mikroorganisme memperoleh nutrisi (nutritent uptake) dari lingkungannya

Difusi terfasilitasi: proses melibatkan molekul pembawa (permease) untuk meningkatkan kecepatan difusi; pengaruh menguntungkan dibatasinya perpindahan dari konsentrasi lebih tinggi ke daerah dengan konsentrasi lebih rendah Membutuhkan dradien konsentrasi lebih rendah daripada difusi pasif Kecepatan plateaus ketika pembawa menjadi jenuh (yaitu, ketika ini mengikat dan mentransfer molekul secepat mungkin) Umumnya lebih penting pada eucaryotes daripada procaryotes

Transport Aktif: proses dimana energi metabolis digunakan untuk memindahkan molekul ke dalam sel dimana konsentrasi larutan sedang lebih tinggi (yaitu, ini melawan gradien konsentrasi) Tipe-tipe transport aktif Symport adalah transport terhubung dari dua substansi pada arah yang sama Antiport adalah transport terhubung dari dua substansi pada arah berlawanan

Antiport simport

Translokasi Group: proses dimana molekul dimodifikasi sebagaimana mereka ditransportasikan melalui membran Pengambilan Besi: organisma mensekresi siderophores yang komplek dengan ion sangat tidak terlarut, yang kemudian ditransport ke dalam sel

A. Medium berdasarkan komposisi Medium sintesis yaitu media yang komposisi zat kimianya diketahui jenis dan takarannya secara pasti, misalnya Glucose Agar, Mac Conkey Agar. Medium semi sintesis yaitu media yang sebagian komposisinya diketahui secara pasti, misanya PDA (Potato Dextrose Agar) yang mengandung agar, dekstrosa dan ekstrak kentang. Untuk bahan ekstrak kentang, kita tidak dapat mengetahui secara detail tentang komposisi senyawa penyusunnya.

Medium non sintesis yaitu media yang dibuat dengan komposisi yang tidak dapat diketahui secara pasti dan biasanya langsung diekstrak dari bahan dasarnya, misalnya Tomato Juice Agar, Brain Heart Infusion Agar, Pancreatic Extract.

B. Medium berdasarkan tujuan Media untuk isolasi Media ini mengandung semua senyawa esensial untuk pertumbuhan mikroba, misalnya Nutrient Broth, Blood Agar.

2. Media selektif/penghambat Media yang selain mengandung nutrisi juga ditambah suatu zat tertentu sehingga media tersebut dapat menekan pertumbuhan mikroba lain dan merangsang pertumbuhan mikroba yang diinginkan. Contohnya adalah Luria Bertani medium yang ditambah Amphisilin untuk merangsang E.coli resisten antibotik dan menghambat kontaminan yang peka, Ampiciline. Salt broth yang ditambah NaCl 4% untuk membunuh Streptococcus agalactiae yang toleran terhadap garam.

3. Media diperkaya (enrichment) Media diperkaya adalah media yang mengandung komponen dasar untuk pertumbuhan mikroba dan ditambah komponen kompleks seperti darah, serum, kuning telur. Media diperkaya juga bersifat selektif untuk mikroba tertentu. Bakteri yang ditumbuhkan dalam media ini tidak hanya membutuhkan nutrisi sederhana untuk berkembang biak, tetapi membutuhkan komponen kompleks, misalnya Blood Tellurite Agar, Bile Agar, Serum Agar, dan lain-lain.

Media umum atau spesifik yang digunakan untuk peremajaan kultur 4. Media untuk peremajaan kultur Media umum atau spesifik yang digunakan untuk peremajaan kultur 5. Media untuk menentukan kebutuhan nutrisi spesifik. Media ini digunakan unutk mendiagnosis atau menganalisis metabolisme suatu mikroba. Contohnya adalah Koser’s Citrate medium, yang digunakan untuk menguji kemampuan menggunakan asam sitrat sebagai sumber karbon.

6. Media untuk karakterisasi bakteri Media yang digunakan untuk mengetahui kemempuan spesifik suatu mikroba. Kadang-kadang indikator ditambahkan untuk menunjukkan adanya perubahan kimia. Contohnya adalah Nitrate Broth, Lactose Broth, Arginine Agar. 7. Media diferensial Media ini bertujuan untuk mengidentifikasi mikroba dari campurannya berdasar karakter spesifik yang ditunjukkan pada media diferensial, misalnya TSIA (Triple Sugar Iron Agar) yang mampu memilih Enterobacteria berdasarkan bentuk, warna, ukuran koloni dan perubahan warna media di sekeliling koloni..

D. Tipe-tipe media kultivasi Bakteri amat beragam baik dalam persyaratan nutrisi maupun fisiknya. Ada yang untuk pertumbuhan membutuhkan nutrisi sederhana, ada yang rumit. Media berfungsi utk menumbuhkan mikroba, isolasi, memperbanyak jumlah, menguji sifat-sifat fisiologi dan perhitungan jumlah mikroba Medium kultur adalah persiapan padat atau cair digunakan untuk pertumbuhan, transport, dan penyimpanan mikroorganisme Media Synthetic (diketahui bahannya dengan pasti) adalah media dimana semua komponen dan konsentrasinya dapat diketahui Media Komplek adalah media yang mengandung beberapa penyusun yang tidak diketahui komposisi dan atau konsentrasinya; tipe ini menyediakan asam amino, vitamin, faktor petumbuhan, dan nutrien lain

Kompetensi 7: Menyebutkan Beberapa Tipe Media Kultivasi Tipe-tipe media kultivasi Tipe-tipe media Media untuk tujuan umum akan mendukung pertumbuhan banyak mikroorganisme Media diperkaya disuplementasi dengan darah atau nutrien khusus lainnya untuk mendorong pertumbuhan fastidious heterotrophs Media selektif mendukung dengan baik pertumbuhan beberapa mikroorganisme dan menghambat pertumbuhan yang lain Media differensial membedakan antara grup berbeda bakteri pada dasar karakteristik biologis mereka Kompetensi 7: Menyebutkan Beberapa Tipe Media Kultivasi

Media Selektif Media yg selain mengandung nutrisi jg ditambah suatu zat tertentu shg media tsb dapat menekan pertumbuhan mikroba lain dan merangsang pertumbuhan mikroba yg diinginkan. Contohnya : Luria Bertani medium yg ditambah Amphisilin utk merangsang E.coli resisten antibotik dan menghambat kontaminan yang peka, Ampiciline. Salt broth yang ditambah NaCl 4% untuk membunuh Streptococcus agalactiae yang toleran terhadap garam

Media diperkaya Media diperkaya : media yg mengandung komponen dasar utk pertumbuhan mikroba dan ditambah komponen kompleks seperti darah, serum, kuning telur. Media diperkaya juga bersifat selektif untuk mikroba tertentu. Bakteri yg ditumbuhkan dlm media ini tdk hanya membutuhkan nutrisi sederhana utk berkembang biak, tetapi membutuhkan komponen kompleks, misalnya Blood Tellurite Agar, Bile Agar, Serum Agar, dll.

Media differensial Media ini bertujuan utk mengidentifikasi mikroba dari campurannya berdasar karakter spesifik yang ditunjukkan pada media diferensial. Misalnya TSIA (Triple Sugar Iron Agar) yg mampu memilih Enterobacteria berdasarkan bentuk, warna, ukuran koloni dan perubahan warna media di sekeliling koloni. - Eosin Methylene Blue (EMB), yang membedakan kemampuan fermentasi laktosa dan sukrosa. - MacConkey (MCK), yang membedakan kemampuan fermentasi laktosa - Mannitol salt agar (MSA), yg membedakan utk fermentasi mannitol.

Agar plate – contoh medium pertumbuhan bakteri Agar plate – contoh medium pertumbuhan bakteri . Ini conton Streak plate : garis-garis oranye dan titik-titik dibentuk oleh koloni bakteri

Mannitol Salt (abbreviated MSA) Is a selective media with a high concentration of NaCI (7.5%). Most bacteria cannot survive in this environment. The genus Staphylococcus, however, grows well in this media. Mannitol Salt is also differential because it contains a dye that identifies organisms that ferment mannitol. The organic acids produced change the dye from red to yellow. This medium works well for identifying pathogenic staphylococci, such as Staphylococcus aureus, which will ferment mannitol. Most non-pathogenic staphylococci will not ferment mannitol.

04.1 NUTRISI MIKROORGANISME Chapter Web Links The Microbe Zoo (http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo/) "A virtual zoo filled with exotic specimens arranged in pavilions representing the habitats in which they naturally dwell, such as Water World, DirtLand, and the Animal Pavilion. Subsections of the zoo pavilions representing specific microbial habitats include the compost heap, the toxic waste dump, habitat on humanity, the termite gut, the house of horrors, and several others". Astrobiology Web (http://www.astrobiology.com/extreme.html) Life in Extreme Environments

04.1 NUTRISI MIKROORGANISME the end