Makalah Mikrobiologi Dan Virologi [PDF]

Citation preview

MAKALAH MIKROBIOLOGI DAN VIROLOGI MANFAAT MIKROORGANISME BAGI KEHIDUPAN MANUSIA Dosen Pembimbing: Aji Tetuko, M.Sc., Apt



Disusun Oleh: 1. Ana Nurul Fitriyani



(F120155004)



2. Chaerani Noor Savitri



(F120155007)



3. Husna Lathifatu Hilma



(F120155010)



4. Sella Ayu Oktarinda



(F120155



5. Muhammad Anwar Shidiq



(F120155013)



6. Muhammad Junaidi



(F1201550)



SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN MUHAMMADIYAH KUDUS PROGRAM STUDI S-1 FARMASI Alamat : Jl. Ganesha I Purwosari Kudus 59316, Jawa Tengah, Indonesia Telp : (0291) 437 218/442993 TAHUN 2015/2016



1



KATA PENGANTAR Syukur alhamdulilah kami panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa yang telah memberikan kita taufiq dan hidayah-Nya, sehingga aktifitas hidup yang kita jalani ini akan selalu membawa keberkahan, baik kehidupan di alam dunia ini, lebih-lebih lagi pada kehidupan akhirat kelak, sehingga semua cita-cita serta harapan yang ingin kita capai menjadi lebih mudah dan penuh manfaat. Terima kasih kami ucapkan kepada guru pembimbing serta teman-teman sekalian yang telah membantu, dengan memberi bantuan berupa moril sehingga pembuatan makalah Mikrobiologi dan Virologi dapat terselesaikan dalam waktu yang telah ditentukan. Melalui makalah ini diharapkan dapat menambah pengetahuan tentang manfaat mikroorganisme bagi kehidupan manusia. Kami menyadari, dalam penyusunan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan serta banyak kekurangannya, baik dari segi tata bahasa maupun penulisan serta penyampaiannya, untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar makalah ini dapat lebih baik lagi. Akhir kata penulis berharap agar makalah ini bermanfaat bagi semua pembaca.



Kudus, 16 Maret 2016 Penyusun



DAFTAR ISI 2



KATA PENGANTAR.......................................................................................... i DAFTAR ISI....................................................................................................... ii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah.................................................................................... 2 1.3 Tujuan....................................................................................................... 2 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Manfaat mikroorganisme dari daur ulang elemen-elemen kimia............. 3 2.2 Manfaat Mikroorganisme Dalam Proses Penanganan Limbah................ 8 2.3 Manfaat Mikroorganisme Dari Bioremidiasi........................................... 9 2.4 Manfaat Mikroorganisme Dari Bioaugmentasi........................................ 10 2.5 Manfaat Mikroorganisme Pada Control Hama Tanaman......................... 11 2.6 Manfaat Mikroorganisme Pada Industry Dan Pertambangan.................. 13 2.7 Manfaat Mikroorganisme Dalam Pangan (Yogurt dan Keju).................. 13 2.8 Manfaat Mikroorganisme Dalam Bioteknologi & Rekayasa Genetic...... 14 2.9 Manfaat Mikroorganisme Dalam Bidang Farmasi dan Kesehatan........... 18 BAB III PENUTUP 3.1 Solusi................................................................................................... 19 3.2 Simpulan.............................................................................................. 19 DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 20



3



BAB I PENDAHULUAN 1.1



LATAR BELAKANG Saat ini banyak orang menganggap bahwa semua bakteri itu adalah sumber penyakit bagi manusia. Tentunya anggapan tersebut salah, karena tidak semua bakteri itu adalah sumber penyakit bagi manusia. Memang, beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, tapi ada kelompok lainnya dapat memberikan manfaat di bidang pangan, farmasi, kesehatan, industry, dan lain-lain. Selain dapat dimanfaatkan di bidang pangan, farmasi, kesehatan, dan industry bakteri juga berguna sebagai pengurai untuk keseimbangan hidup ini. Karena banyaknya bakteri menguntungkan bagi kehidupan, manusia pun banyak memanfaatkannya. Dalam memanfaatkan bakteri tidak bisa jika asal-asalan karena harus disertai pengetahuan mengenai bakteri.



1.2



RUMUSAN MASALAH 1. Apa manfaat mikroorganisme dari daur ulang elemen-elemen kimia ? 2. Apa manfaat mikroorganisme dalam proses penanganan limbah bagi kehidupan manusia? 3. Apa manfaat mikroorganisme dari bioremidiasi bagi kehidupan manusia ? 4. Apa manfaat mikroorganisme dari bioaugmentasi bagi kehidupan manusia ? 5. Apa manfaat mikroorganisme pada control hama tanaman bagi kehidupan manusia ? 6. Apa manfaat mikroorganisme pada industry dan pertambangan bagi kehidupan manusia ? 7. Apa manfaat mikroorganisme dalam pangan (yogurt dan keju) bagi kehidupan manusia ? 8. Apa manfaat mikroorganisme dalam bioteknologi dan rekayasa genetic bagi kehidupan manusia ? 9. Apa manfaat mikroorganisme dalam bidang farmasi dan kesehatan bagi kehidupan manusia ?



1.3



TUJUAN 1. Mengetahui manfaat mikroorganisme dari daur ulang elemen-elemen kimia yang penting bagi kehidupan manusia 2. Mengetahui manfaat mikroorganisme dalam proses penanganan limbah bagi kehidupan manusia 3. Mengetahui manfaat mikroorganisme dari bioremidiasi bagi kehidupan manusia 4. Mengetahui manfaat mikroorganisme dari bioaugmentasi bagi kehidupan manusia 5. Mengetahui manfaat mikroorganisme pada control hama tanaman bagi kehidupan manusia 6. Mengetahui manfaat mikroorganisme pada industry dan pertambangan bagi kehidupan manusia 7. Mengetahui manfaat mikroorganisme dalam pangan (yogurt dan keju) bagi kehidupan manusia



8. Mengetahui manfaat mikroorganisme dalam bioteknologi dan rekayasa genetic bagi kehidupan manusia 9. Mengetahui manfaat mikroorganisme dalam bidang farmasi dan kesehatan bagi kehidupan manusia



BAB II PEMBAHASAN 2.1



Manfaat Mikroorganisme Dari Daur Ulang Elemen-Elemen Kimia Mikroorganisme berperan mengubah elemen-elemen kimia seperti karbon, nitrogen, oksigen, sulfur dan fosfor menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh hewan dan tumbuhan. Elemen-elemen kimia tersebut membentuk suatu siklus atau daur yang terdiri dari Nitrogen, Fosfor, Karbon, Oksigen, dan Sulfur. Adapun penjelasannya sebagai berikut: 1. Siklus Nitrogen



Gas Nitrogen merupakan komponen utama dari udara. Nitrogen digunakan oleh organisme hidup untuk menghasilkan sejumlah molekul organik kompleks seperti asam amino, protein, dan asam nukleat. Komponen utama dari siklus nitrogen dimulai dengan unsur nitrogen diudara. Kebanyakan organisme tidak dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk ini. Petir mempunyai energi besar yang bisa digunakan untuk memecah N diatmosfer sehingga ia dapat bereaksi dengan oksigen dan membentuk Nitrat (NO3). Nitrat (NO3) jatuh ke tanah bersama air hujan dalam daur air sehingga kemudian menjadi hara penting dalam menunjang kesuburan tanaman. Tanaman mengambil nitrogen dalam bentuk seperti amonia (NH3), ion nitrat (NO3–). Hewan mendapatkan nitrogen dari tanaman atau hewan yang telah memakan tanaman. Empat proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Mikroba memainkan peran utama dalam proses ini. a) Fiksasi Nitrogen Fiksasi (pengikatan) nitrogen hanya dapat dilakukan oleh prokariota (bakteri dan alga) tertentu yang mampu mengikat senyawa nitrogen dalam bentuk N2 (nitrogen anorganik) menjadi nitrogen organik dengan mengubahnya menjadi asam amino yang merupakan penyusun protein. Keberadaan prokariota pengikat nitrogen amat penting bagi suatu ekosistem mengingat peranan nitrogen ialah struktural senyawa protein yang menjalankan banyak fungsi vital di dalam tubuh.



Nitrogen difiksasi oleh bakteri di ekosistem terestrial dan juga bakteri yang bersimbiosis



dengan



akar



tanaman



Leguminoceae,



Rhizobium



leguminosa.



Sedangkan pada ekosistem akuatik terdapat populasi sianobakteria (alga prokariot) yang mampu mengikat nitrogen bebas dari atmosfer masuk ke badan air yang dapat digunakan oleh tmbuhan air dan alga untuk nutrisi pertumbuhan. Mikroorganisme pengikat nitrogen menggunakan senyawa tersebut untuk reaksi metabolisme di dalam tubuhnya. Hasil samping dari reaksi fiksasi ini akan menghasilkan senyawa amoniayang menjadi prekursor pertama kali nitrogen organik yang dapat digunakan oleh tumbuhan. b) Nitrifikasi Merupakan reaksi kimia metabolisme amonium (NH4) oleh bakteri nitrit (Nitrosomonas, Nitrosococus) yang menghasilkan senyawa nitrit (NO2). Amonia (NH3) hasil fiksasi N2 yang dibebaskan ke dalam tanah akan bereasi dengan ion Hidrogen sehingga membentuk senyawa amonium (NH4) yang bersifat asam dan dapat digunakan secara langsung oleh tumbuhan. Amonia (NH3) merupakan senyawa nitrogen dalam bentuk gas, sehingga dapat menguap ke atmosfer. Pada saat ini amonia mampu membentuk amonium dengan berikatan dengan ion hidrogen. Amonium yang terbentuk di atmosfer akan ikut terbawa dengan aliran hujan yang akan membasahi bumi. Kandungan amonium ini akan mempengaruhi pH tanah di suatu ekosistem. Amonium yang terakumulasi ditanah sebagian besar dimanfaatkan oleh bakteri nitrit untuk menghasilkan energi dan akan menghasilka senyawabuangan NO2. Selanjutnya senyawa nitrit akan digunakan oleh bakteri nitrat (Nitrobacter) yang menghasilkan senyawa nitrat (NO3). Senyawa nitrat jauh lebih “ramah” dibanding senyawa nitrogen lainnya. Senyawa ini dapat digunakan oleh tumbuhan secara langsung untuk diasimilasi menjadi senyawa nitrogen organik, asam amino yang akan menyusun protein. Hewan mendapat asupan nitrogen dengan cara memakan tumbuhan atau hewan lain melalui rantai makanan pada suatu ekosistem. c) Denitrifikasi Adalah suatu reaksi kimia yang merombak senyawa nitrat menjadi senyawa N2 ke atmosfer. Denitrifikasi dilakukan oleh bakteri denitrifikans yang membantu pengembalian senyawa nitrogen ke atmosfer. d) Amonifikasi amonifikasi ialah penguraian nitrat menjadi amoniun (NH4) melalui proses penguraian yang dibantu oleh dekomposer (bakteri dan jamur). Pembebasan akumulai nitrogen pada organisme yang telah mati akan sangat lama siklusnya jika tidak dibantu oleh dekomposer. Sang pengurai menggunakan senyawa nitrogen organik



kompleks (protein/asam amino) untuk memenuhi nutrisinya) dan dalam reaksi ini mengembalikan senyawa amonium yang akan menggantikan senyawa amonium yang telah digunakan bai oleh mikroorganisme maupun tumbuhan. 2. Siklus Fosfor



Fosfor merupakan komponen yang sangat langka dalam organisme tak hidup. Produktivitas ekosistem darat dapat ditingkatkan jika fosfor dalam tanah ditingkatkan. Peristiwa pelapukan batuan oleh fosfat akan menambah kandungan fosfat di dalam tanah. Contohnya adalah akibat hujan asam. Setelah produsen menggabungkan fosfor ke dalam bentuk biologis, fosfor dipindahkan ke konsumen dalam bentuk organik. Setelah itu, fosfor ditambahkan kembali ke tanah melalui ekskresi fosfat oleh hewan dan bekteri penguarai detritus. Humus dan partikel tanah mengikat fosfat sedemikian rupa, sehingga siklus fosfor terlokalisir dalam ekosistem. Namun, fosfor dapat dengan mudah terbawa aliran air yang pada akhirnya terkumpul di laut. Erosi yang terjadi akan mempercepat pengurasan fosfat di samping pelapukan batuan yang sejalan dengan hilangnya fosfat. Fosfat yang berada di lautan secara perlahan terkumpul dalam endapan yang kemudian tergabung dalam batuan. Ketika permukaan air laut mengalami penurunan atau dasar laut mengalami kenaikan, batuan yang mengandung fosfor ini menjadi bagian dari ekosistem darat. Dengan demikian, fosfat mengalami siklus di antara tanah, tumbuhan, dan konsumen dalam waktu tertentu.



3. Siklus Karbon dan Oksigen Di atmosfer terdapat kandungan CO2 sebanyak 0.03%. Sumber-sumber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik. Karbon dioksida (CO2) di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk ber Respirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara. Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C02 di air.



4. Siklus Sulfur atau belerang



Siklus sulfur mengandung baik proses atmosfer dan terestrial. Dalam wilayah darat, siklus dimulai dengan pelapukan batuan, melepaskan sulfur disimpan. Sulfur kemudian datang ke dalam kontak dengan udara di mana ia diubah menjadi sulfat ( SO4 ). Sulfat ini diambil oleh tanaman dan mikroorganisme dan diubah menjadi bentuk-bentuk organik, hewan kemudian mengkonsumsi bentuk-bentuk organik melalui makanan yang mereka makan, sehingga bergerak sulfur melalui rantai makanan. Sebagai organisme mati dan membusuk, beberapa sulfur ini kembali dirilis sebagai sulfat dan beberapa memasuki jaringan mikroorganisme. Ada juga berbagai sumber daya alam yang memancarkan sulfur langsung ke atmosfer, termasuk letusan gunung berapi, pemecahan bahan organik di rawa-rawa dan pasang surut, dan penguapan air. Sulfur akhirnya mengendap kembali ke bumi atau turun dalam curah hujan. Sebuah kerugian terus menerus belerang dari limpasan ekosistem darat terjadi melalui drainase ke danau dan sungai, dan akhirnya lautan. Sulfur juga masuk laut melalui dampak dari atmosfer bumi. Dalam lautan, beberapa siklus sulfur melalui komunitas laut, bergerak melalui rantai makanan. Sebagian dari sulfur ini dipancarkan kembali ke atmosfer dari semprot laut. Sisa sulfur yang hilang ke kedalaman laut, menggabungkan dengan besi untuk membentuk sulfida besi yang bertanggung jawab untuk warna hitam paling sedimen laut. 2.2



Manfaat Mikroorganisme Dalam Proses Penanganan Limbah Penggunaan mikroba dalam mengolah limbah organik dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu menjadikannya pupuk organik dan menjadikannya biogas. a. Produksi pupuk organik



Pupuk organic merupakan hasil penguraian bahan organic oleh jasad renik atau mikroorganisme yang berupa zat-zat makanan yang dibutuhkan oleh tanaman. Misal Kompos, pupuk kandang, dan pupuk hijau. Kompos atau pupuk kandang sudah cukup lama dikenal dan dipergunakan, tetapi baru sebatas menggunakan apa adanya, belum sampai pada usaha untuk meningkatkan kualitas dari kompos dan pupuk kandang tersebut. Rakitan teknologi pembuatan pupuk alternatif mulai membudaya di masyarakat kita, yaitu upaya pembuatan kompos. Pada proses pengomposan terjadi proses biokonversi bahan organik oleh berbagai kelompok mikroba heterotrof. Mikroba yang berperan dalam proses tersebut adalah bakteri, jamur actynomycetes dan protozoa. Peranan mikroba yang bersifat selulolitik dan lignilolitik sangat besar pada proses dekomposisi sisa tanaman yang banyak mengandung lignoselulosa. b. Produksi biogas Limbah-limbah organik dan peternakan yang diuraikan oleh bakteri kelompok metanogen dapat menghasilkan biogas yang sebagian besar berupa metana. Biogas (metana) dapat terjadi dari penguraian limbah organik yang mengandung protein, lemak dan karbohidrat. Penguraian ini dilakukan untuk fermentasi oleh bakteri anaerob sehingga bejana yang digunakan untuk fermentasi limbah ini harus ditutup. Bakteri yang berperan dalam perombakan bahan organik dalam produksi biogas ada dua macam, yaitu bakteri pembentuk asam dan bakteri pembentuk gas metan. Bakteri pembentuk asam merombak bahan organik dan menghasilkan asam lemak. Proses ini dilakukan oleh bakteri-bakteri Pseudomonas, Flavobacterium, Alkaligenes, Escherichia, dan Aerobacter. Selanjutnya asam lemak ini akan dirombak oleh bakteri metan dan menghasilkan gas bio (sebagian besar menghasilkan gas metan). Bakteri-bakteri tersebut adalah Methanobacterium, Methanosarchina dan Methanococcus. Disamping itu, juga ada bakteri lain yang memanfaatkan unsur sulfur (S) dan membentuk H 2S yaitu bakteri Desulvovibrio. 2.3



Manfaat Mikroorganisme Dari Bioremidiasi



Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun. Strain atau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkan adalah bakteri “pemakan minyak”. Bakteri ini dapat mengoksidasi senyawa hidrokarbon yang umumnya ditemukan pada minyak bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strain rekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponenkomponen molekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan. Teknik bioremediasi menciptakan lingkungan yang terkontrol untuk memproduksi enzim yang sesuai bagi reaksi terkatalisis yang diinginkan. Kebutuhan dasar dari proses biologis yaitu : 1. Kehadiran mikroorganisme dengan kemampuan untuk mendegradasi senyawa target. 2. Keberadaan substrat yang dikenali dan dapat digunakan sebagai sumber energi dan karbon. 3. Adanya pengumpanan yang menyebabkan terjadinya sintesa spesifik untuk senyawa target.



4. Keberadaan sistem penerima-donor elektron yang sesuai. 5. Kondisi lingkungan yang sesuai untuk reaksi terkatalisis enzim dengan kelembaban dan pH yang mendukung. 6. Ketersediaan nutrien untuk mendukung pertumbuhan sel mikroba dan produksi enzim. 7. Suhu yang mendukung aktivitas mikrobial dan reaksi terkatalisis. 8. Ketersediaan bahan atau substansi beracun terhadap mikroorganisme tersebut. 9. Kehadiran organisme untuk mendegradasi produk metabolit. 10. Kehadiran organisme untuk mencegah timbulnya racun antara. 11. Kondisi lingkungan yang meminimumkan organisme kompetitif bagi mikroorganisme pendegradasi. 2.4



Manfaat Mikroorganisme Dari Bioaugmentasi Bioaugmentasi adalah penambahan organisme atau enzim pada suatu bahan untuk menyingkirkan bahan kimia yang tidak diinginkan. Bioaugmentasi digunakan untuk menyingkirkan produk sampingan dari bahan mentah dan polutan potensial dari limbah. Organisme yang biasa digunakan dalam proses ini adalah bakteri. Namun, banyak aplikasi yang berhasil menggunakan tumbuhan untuk menyingkirkan kelebihan nutrien, logam, dan bakteri pathogen. Penggunaan tumbuhan ini biasa dikenal dengan istilah phytoremediasi. Pemilihan metode bioremediasi yang cocok dengan kondisi lingkungan diharapkan akan dapat meningkatkan kecepatan biodegradasi. Misalnya, Bakteri patogen (penyebab penyakit) diantaranya E. coil (penyebab penyakit diare), Legionella pneumophilla (penyebab penyakit pernapasan akut), Leptospira (penyebab penyakit leptospirosis), Shigella (penyebab penyakit disentri) Vibrio cholerae (penyebab penyakit kolera) dan bakteri penyebab penyakit lainnya. Untuk menghambat tumbuhnya bakteri-bakteri tersebut di dalam air limbah, maka perlu kita hidupkan bakteri BIO-TRENT di dalam system. Bakteri Lactobacillus di dalam BIO-TRENT mampu menghasilkan antibiotik alami (zat) pembunuh bakteri patogen.



2.5



Manfaat Mikroorganisme Pada Control Hama Tanaman Salah satu cara untuk mengurangi pencemaran lingkungan adalah penggunaan mikroorganisme sebagai pengendali hayati dalam membasmi hama tanaman. Pengendalian hama dapat digunakan dengan musuh alam; misalnya bakteri di tanah dan tanaman yaitu Bacillus thuringiensis. Bakteri ini dikembangkan menjadi insektisida mikrobial, yang menghasilkan protein kristal yang dapat membunuh serangga, yaitu larva atau ulat serangga.



Adapun bacillus thuringiensis sekarang ini dikembangkan dengan campuran tertentu, dapat sebagai perekat dan langsung disemprotkan pada tanaman pertanian. Pengendalian hama tanaman dengan menggunakan mikroorganisme yang berperan sebagai insektisida. Khususnya untuk spesies tertentu, misalnya Bacillus (B. Larvae, B. Popilliae, dan B. Thurungiensis).Spesies tersebut menghasilkan protein kristalin yang mematikan larva lepidoptera (ngengat, kupu-kupu, kutu loncat), misalnya ulat kubis, ngengat gipsy, dan sarang ulat. Apabila termakan oleh larva serangga, kristal protein ini akan terurai oleh enzim protease pada pencernaan serangga menjadi fraksi-fraksi kecil toksik yang akan merusak pencernaan serangga dan menimbulkan kematian. Sejumlah mikroba telah dilaporkan dalam berbagai penelitian efektif sebagai agen pengendalian hayati hama dan penyakit tumbuhan diantaranya adalah dari genus-genus. 1. Agrobacterium, Kelompok bakteri dari Genus Agrobacterium dan Pseudomonas banyak dimanfaatkan sebagai agen pengendalian biologi. Tidak semua spesies dari genus Agrobacterium merupakan bakteri patogen. Banyak strain yang diisolasi dari dalam tanah diketahui merupakan strain antagonis yang dapat menghambat pertumbuhan strain patogen. Kedua strain ini dapat diketahui apakah bersifat patogen atau antagonis dengan melakukan uji patogenisitas pada tanaman inang. Di dalam tanah di sekeliling perakaran tanaman yang sakit, perbandingan kedua strain ini sangat tinggi tetapi pada perakaran tanaman yang sehat perbandingannya rendah sekali (Skinner cit. Hinggins, 1985). Bakteri Agrobacterium radiobacter strain K- 84 dapat menghasilkan senyawa antibiotik Agrosin 84 yang mampu menekan pertumbuhan bakteri patogen Agrobacterium tumefacient penyebabpenyakit Crown Gall pada tanaman persik dan mawar. Strain K–84 ini mengandung plasmid kecil yang menyandikan produksi agrosindan plasmid besar



yang menyandikan



penggunaan nonpalin yang merupakan asam amino tipeopin yang hanya terdapat dalam jaringan Crown Gall. Dari percobaan laboratorium didapatkan bahwa bakteri patogen yang resisten terhadap agrosin ini dapat muncul karena adanya konjugasi antara strain–84 dan strain patogen. Selama konjugasi, kedua plasmid dari strain–84 berpindah secara bebas, sedangkan plasmid Ti pada patogen, pada sel penerima dapat muncul atau tidak. 2. Ampelomyces, untuk mengendalikan embun tepung pada berbagai buah-buahan dan sayuran dan sangat baik digunakan dalam program pengendalian penyakit secara terpadu.



3. Arthrobotrys, Jamur Arthrobotrys sp untuk mengendalikan Nematoda akar kopi 4. Bacillus thuringiensis, digunakan sebagai pengendali hama karena sifatnya yang spesifik terhadap hama dan tidak berbahaya bagi manusia, ikan, burung, anijng, babi, tikus, dll atau hama-hama tanaman lainnya, juga tidak bersifat karsinogenik. Kemampuannya sebagai pengendali hama disebabkan oleh kristal protein yang diproduksinya. 5. FusariumOxysporum, merupakan salah satu strain hasil mutasi alamiah dari fusarim yang digunakan untuk mengendalikan penyakit karena fusarium. 6. Gliocladium sp, Gliocladium Catenulatum, digunakan sebagai fungisida untuk mengendalikan penyakit pada daun untuk perlindungan pascapanen. G. Virens dimanfaatkan untuk mengendalikan jamur patogen di dalam tanah. 7. Sphaerellopsis, Untuk mengendalikan penyakit karat pada beberapa tanaman dan beberapa orang lainnya. 8. Trichoderma, Jamur Trichodermaharzianum



dapat mengendalikan penyakit layu



semai pada kacang buncis dan kol pada kondisi rumah kaca, tetapi hasilnya belum mantap untuk skala lapangan. Jamur Trichoderma hama tumbuhan dilaporkan juga dapat menghambat serangan jamur Rhizoctoniasolani dan Phytiumsp yang menyerang persemaian tanaman kapri dan lobak. 9. Verticilliumsp, untuk mengendalikan penyakit bercak daun (Hemilieavastratrix) pada tanaman kopi dan cacar daun teh (Exobasidiumvexans). 10. Dactylella, dapat mengendalika nnematoda parasit pada tanaman 11. Endothia, untuk mengendalikan penyakit karat pada tanaman kacang 12. Erwinia, dapat mengendalikan penyakit busuk pada tanaman, misalnya tanaman hias 2.6



Manfaat Mikroorganisme Pada Industry Dan Pertambangan a. Sebagai Pemisah Logam Berat Bakteri



Thiobacillus



ferroxidans



dan



Thiobacillus



oxidans



termasuk



khemolitotrof, yaitu bakteri pemakan batuan yang tumbuh subur di tempat pertambangan, peranannya sangat penting karena dapat mengekstraksi berbagai jenis logam.Bakteri ini dapat memperoleh energinya dari oksidasi zat anorganik, yaitu besi dan belerang.Bakteri ini juga dapat tumbuh dengan subur dalam lingkungan tanpa adanya zat organik, dia mampu



mengekstrak



karbon



secara



langsung



dari



karbon



dioksida



di



atmosfer.Pemanfaatan mikrorganisme ini untuk memisahkan logam dari bijih logam yang



diterapkan di tambang logam karena logam tidak bisa dimanfaatkan jika terikat dengan bijihnya. b. Penghasil Asam Amino Pada makanan sering ditambahkan monosodium glutamat, yaitu sebagai penambah cita rasa. Tahukah Anda lebih dari 165.000 ton asam glutamat telah digunakan untuk pembuatan monosodium glutamat. Asam-asam amino itu antara lain lisin, lisin ini terdapat pada manusia, hanya tingkatnya rendah. Bakteri yang dapat menghasilkan asam amino adalah Corinebacterium glutamicum mampu untuk menghasilkan asam glutamat.Untuk itu mikroorganisme ini digunakan sebagai menjadi produk utama industri, yaitu penghasil asam amino. c. Penghasil Alkohol Banyak sekali manfaat alkohol, di antaranya sebagai bahan bakar mesin karena mempunyai kelebihan mesin dapat menyala lebih lama, tidak menyebabkan polusi, dan tidak meningkatkan kadar karbondioksida di atmosfer. Produk lain seperti pada produk etanol dan spiritus yang mengandung alcohol. Alkohol ini merupakan hasil fermentasi dari khamir, yaitu Saccharomyces cereviceae. Mikroorganisme tersebut dapat mengubah karbohidrat menjadi alkohol dan karbon dioksida. 2.7



Manfaat Mikroorganisme Dalam Pangan (Yogurt dan Keju) a. Pembuatan Keju Pada umumnya keju disukai banyak orang. Keju dibuat dari air susu yang diasamkan dengan memasukkan bakteri, yaitu Lactobacillus bulgarius dan Streptococcus thermophillus. Untuk mengubah gula susu (laktosa) menjadi asam susu (asam laktat) susu dipanaskan terlebih dahulu pada suhu tertentu dengan maksud untuk membunuh bakteri yang berbahaya agar berhasil dalam proses pembuatannya. Selanjutnya, ditambahkan campuran enzim yang mengandung renin untuk menggumpalkan susu sehingga terbentuk lapisan, yaitu berupa cairan susu yang harus dibuang, sedangkan bagian yang padat diperas dan dipadatkan. Enzim tersebut akan menambah aroma dan rasa, juga akan mencerna protein dan lemak menjadi asam amino. Pada umumnya keju dapat dikelompokkan menurut kepadatannya yang dihasilkan dalam proses pemasakan. Keju menjadi keras apabila kelembabannya kecil dan pemampatannya besar.Jika masa inkubasinya semakin lama, maka keasamannya makin tinggi sehingga cita rasanya makin tajam. Misalnya, keju romano, parmesan sebagai keju sangat keras, keju cheddar, swiss sebagai keju keras yang berperan



Propioniobacterium sp., keju roqueorforti yang berperan Pennicilium reguerforti sebagai keju setengah lunak, keju camemberti sebagai keju lunak yang berperan Pennicilium camemberti. b. Pembuatan Yoghurt Yoghurt merupakan minuman yang terbuat dari air susu. Apabila dibandingkan dengan susu biasa, yoghurt dapat memberikan efek pengobatan terhadap lambung dan usus yang terluka. Selain itu, yoghurt dapat menurunkan kadar kolesterol dalam darah sehingga mencegah penyumbatan di pembuluh darah. Dalam proses pembuatannya, air susu dipanaskan terlebih dahulu agar tidak terkontaminasi bakteri yang lain. Setelah dingin, ke dalam air susu dimasukkan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus termophillus. Susu dibiarkan selama 4-6 jam pada suhu 38 C – 44 C atau selama 12 jam pada suhu 32 C. Pada masa inkubasi akan dihasilkan asam laktat, asam inilah yang membuat yoghurt berasa asam, dapat juga ditambahkan dengan buah, kacang, atau rasa lain yang diinginkan. 2.8



Manfaat Mikroorganisme Dalam Bioteknologi Dan Rekayasa Genetic Bioteknologi Penerapan bioteknologi dalam kehidupan, biasanya menggunakan mikroorganisme. Mikroorganisme memiliki peranan yang sangat penting dalam pengembangan bioteknologi di berbagai bidang kehidupan. Peranan mikroorganisme dalam berteknologi adalah sebagai berikut: 1. Penghasil Makanan atau Minuman Mikroorganisme dapat dimanfaatkan untuk membuat tempe, oncom, makanan, tuak, cuka, dan kecap. Saat ini, pembuatan bahan makanan tersebut dikembangkan secara ilmiah dengan menggunakan teknologi yang lebih maju sehingga menghasilkan produk yang berkualitas, seperti bir, anggur, yoghurt, roti, keju, dan nata de coco.Beberapa jamur juga dapat digunakan menghasilkan zat warna, misalnya jamur Neurospora sitophila sebagai penghasil warna merah dan orange, digunakan untuk membuat oncom.Bahan pewarna yang alami untuk makanan lebih aman dibandingkan pewarna sintetik karena pada umumnya pewarna sintetik dapat menyebabkan keracunan. Contoh mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan produk makanan, antara lain: a. Rhizopus oligospurus (pembuatan tempe) b. Acetobacter xylinum (pembuatan nata de coco) c. Saccharomyces cerevisiae (pembuatan roti dan tapai)



d. Penecilium camemberti dan Penecillium requeforti (keju) e. Aspergillus wentii (pembuatan kecap) f. Lactobacillus bulgaricus (keju dan yoghurt) 2. Penghasil Protein Sel Tunggal (PST) Mikroorganisme, seperti ganggang, jamur, maupun bakteri, dapat menghasilkan protein.Protein ini berada di dalam sel, bukan merupakan bahan yang disekresikan oleh sel. PST sangat menguntungkan karena dapat digunakan sebagai sumber protein. Hal ini disebabkan karena: 1) Secara umum, organisme dapat membelah diri dengan cepat. 2) Tidak memerlukan lahan yang terlalu luas. 3) Dapat hidup di tempat limbah buangan, seperti selulosa, limbah minyak bumi, atau limbah organik yang lain. 4) Mikroorganisme fotosintetik seperti ganggang dapat memanfaatkan energi cahaya untuk digunakan sebagai penghasil PST. Contoh protein sel tunggal adalah Spirulina dan Chorella.



Rekayasa Genetika Rekayasa genetika atau teknologi DNA rekombinan merupakan tulang punggung dan pemicu



lahirnya



bioteknologi



molekuler.



DNA rekombinan



dikonstruksi



dengan



menggabungkan materi genetik dari dua atau lebih sumber yang berbeda atau melakukan perubahan secara terarah pada suatu materi genetik tertentu. Rekayasa genetik merupakan usaha manusia mencari varietas atau galur yang paling sesuai. Banyak kelainan genetik, komplikasi seperti diabetes, fibrosis kistik telah disembuhkan dengan rekayasa genetika pada manusia karena melibatkan penghapusan gen yang rusak dan sel-sel memodifikasi untuk



menghasilkan sifat yang diinginkan yang hilang sebelumnya, dengan terapi gen. Insulin dan hormon pertumbuhan manusia adalah contoh terbaik dimana gen penyandi hormon ini sedang diubah dalam sel bakteri dalam skala besar untuk meningkatkan produksi hormon. Hewan kloning dan transformasi telah secara eksklusif dilakukan pada tikus. Pertama hewan berhasil mengubah adalah Dolly, lebih dikenal sebagai domba kloning meskipun masalah etika telah menjadi kendala utama sejauh penelitian yang bersangkutan. Adapun rekayasa genetika telah digunakan berulang-ulang untuk menghasilkan hama, tanaman yang tahan penyakit dan juga tanaman bergizi tinggi. Contoh terbaik adalah tanaman kapas Bt dimana Bacillus thureingiensis telah digunakan untuk memasukkan berbagai hama dan gen tahan penyakit pada tanaman. Makanan yang dimodifikasi secara genetik telah membantu massa dengan jumlah tinggi nutrisi. Beras emas, dan rasa menikmati tomat adalah contoh terbaik dari rekayasa genetika dalam makanan Manfaat Rekayasa Genetika : a) Kloning Manusia: Hampir setiap hari, ilmuwan membuat terobosan baru di bidang rekayasa manusia. Mamalia telah berhasil dikloning dan proyek genom manusia telah selesai. Hal ini mendorong para ilmuwan di seluruh dunia untuk penelitian berbagai aspek yang berbeda dari rekayasa genetika manusia. Penelitian-penelitian telah memungkinkan pemahaman yang lebih baik DNA dan perannya dalam kedokteran, farmakologi, teknologi reproduksi dan berbagai bidang lainnya. Para ilmuwan di Roslin Institute di Skotlandia, kloning salinan dari domba, bernama 'Dolly'. Hewan yang baru dibuat dengan proses rekayasa genetika yang dikenal sebagai xenographs.



b) Pengobatan: Pada manusia, manfaat yang paling menjanjikan dari rekayasa genetika adalah terapi gen yang merupakan pengobatan suatu penyakit dimana gen yang cacat diperbaiki dan diganti atau gen terapeutik diperkenalkan untuk melawan penyakit. Selama dekade terakhir, banyak penyakit autoimun dan hati telah diobati menggunakan terapi gen. Penyakit tertentu seperti penyakit Huntington, ALS dan cystic fibrosis disebabkan oleh gen yang rusak. Ada harapan bahwa obat untuk penyakit seperti dapat ditemukan dengan baik memasukkan gen dikoreksi atau memodifikasi gen yang rusak. Akhirnya, harapan adalah untuk sepenuhnya menghilangkan penyakit genetik dan juga mengobati penyakit non-genetik dengan terapi gen yang sesuai. Penelitian terbaru di lapangan memungkinkan untuk memperbaiki atau tumbuh sel-sel otot baru ketika mereka tidak bekerja atau rusak. c) Kasus Kehamilan: Rekayasa genetika juga merupakan keuntungan bagi wanita hamil yang dapat memilih untuk memiliki janin mereka diperiksa untuk cacat genetik. Pemutaran ini dapat membantu orang tua dan dokter mempersiapkan kedatangan anak yang mungkin memiliki kebutuhan khusus selama atau setelah melahirkan. Satu manfaat masa depan kemungkinan rekayasa genetika yang sangat ditunggu-tunggu adalah bahwa janin dengan cacat genetik dapat diobati dengan terapi genetik bahkan sebelum lahir. Penelitian yang terjadi untuk terapi gen untuk embrio sebelum ditanamkan ke ibu melalui fertilisasi in-vitro. Istilah terbaru diciptakan adalah 'Designer Babies' dimana pasangan sebenarnya dapat memilih fitur dari bayi yang akan dilahirkan. d) Pertanian: Bidang pertanian juga sangat manfaat dari rekayasa genetika yang telah meningkatkan kebugaran genetik berbagai spesies tanaman. Manfaat umum adalah peningkatan efisiensi fotosintesis, meningkatkan ketahanan tanaman terhadap salinitas, kekeringan dan virus dan juga mengurangi kebutuhan tanaman untuk pupuk nitrogen. Penelitian terbaru di Cornell University adalah untuk memetakan 'Oat' tanaman sehingga nutrisi tambahan dapat ditambahkan ke urutan dan membuat tanaman lebih sehat. Penelitian serupa dilakukan dengan 'Soya' tanaman juga. 2.9



Manfaat Mikroorganisme Dalam Bidang Farmasi dan Kesehatan Peranan mikrobiologi di bidang farmasi cukup besar. Dengan mempelajari mikrobiologi, ahli farmasi dapat membuat obat yang dapat mencegah, menanggulangi atau memberantas mikroorganisme penyebab penyakit, sebagai contoh, dengan ditemukannya antibiotik kemoterapi yang dapat memerangi mikroorganisme penyebab infeksi. Selain itu,



masih ada penisilin, streptomisin dan kloramfenikol yang merupakan antibiotik yang di produksi melalui mikroorganisme spesifik yang dirangsang pertumbuhannya sehingga dapat menjadi obat-obat penyelamat jiwa. 1. Produk antibiotik Produksi antibiotik dilakukan dalam skala besar pada tangki fernentasi dengan ukuran besar. Sebagai contoh Penicillium chrysogenum ditumbuhkan dalam 100.000 liter fermentor selama kurang lebih 200 jam. Mula-mula suspensi spora P. chrysogenum ditumbuhkan dalam larutan media bernutrisi. Kultur diinkubasi selama 24 jam pada temperatur 24 °C dan selanjutnya ditransfer ke tangki inokulum. Tangki inokulum digojlok teratur untuk mendapatkan aerasi yang baik selama satu hingga dua hari. 2. Produksi steroid Homon steroid sangat penting peranannya dalam dunia kesehatan. Misalnya kortison dan steroid lain yang serupadiketahui dapat digunakan untuk mengobati gejala yang berhubungan dengan alergi dan berbagai respons inflamasi oral dan untuk mengobati ketidak seimbangan homonal. Kesulitan utama pada sintesis kortison adalah introduksi atom oksigen pada cincin steroid nomor 11. Hal ini dapat diatasi dngan pemanfaatan mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme untuk mengganti proses kimiawi ini dikenal dengan istilah biokomversi. Fungi Rhizopuz arrhizus menghidroksilasi progesteron membentuk steroid koteksolon untuk membentuk hidrokortison dengan mengintroduksi oksigen pada posisi nomor 11.



3. Produksi vaksin Pengembangan dan produksi vaksin merupakan salah satu tugas penting industri farmasi. Produksi vaksin meliputi pengkulturan mikroorganisme yang memiliki properti antigenic yang diperlukan untuk meluncurkan respons imun primer. 4. Produksi vitamin dan asam amino Vitamin merupakan faktor nutrisi esensial bagi manusia. Beberapa vitamin dapat diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, dan digunakan sebagai suplemen makanan. Misalnya vitamin B12 dapat diproduksi sebagai produk samping pada fermentasi antibiotik oleh Streptomyces. Vitamn B12 juga diperoleh dari fermentasi Propionibacteriaum shermanii atau Paracoccus denitrificans. Riboflavin dapat dihasilkan dari fermentasi berbagai macam mikrooganisme, misalnya bakteri Clostridium dan fungi Eremothecium ashbyi atau Ashbya gossypii. 5. Produksi asam organik



Beberapa asam organik seperti asam asetat, asam glikonat, asam sitrat, asam giberelat, dan asam laktat dhasilkan melalui fermentasi mikroorganisme. Asam organik antara lain digunakan dalam industri makanan, miasalnya sebagai pengawet makanan. Asam glukonat diperoduksi oleh berbagai bakteri termasuk spesies acetobaterdan oleh beberapa fungsi seperti penisilium dan aspergillus 8. Produksi protein manusia Adanya proses rekayasa genetik dengan pemanfaatan mikroorganisme meningkatan peran industri farmasi dlam memproduksi protein manusia. Perusahaan farmasi Amerika serikat Eli Lilly, memasarkan produk insulin manusia yang pertama, Humulin pada tahun1982. DNA manusia yang mengkode insulin dipotong dan disisipkan kedalam fektor ( contohnya plasmid) yang selanjutnya ditransformasi kedalam sel Escherichia coli sebagai inang. Sel inang tumbuh dan bereproduksi secara normal, dan karena terdapat DNA manusia yang disisipkan, maka sel inang tersebut otomatis akan menghasilkan insulinmanusia. Proses yang serupa juga dilakukan pada produksi interferon, hormon pertumbuhan manusia (tumour necrosis factor, TNF) dan interleukin-2 ( IL-2 ).



BAB II PENUTUP



3.1 Solusi 3.2 Simpulan



DAFTAR PUSTAKA T.pratiwi, Sylvia. 2008. Mikrobiologi farmasi. Erlangga : jogya katarta Crueger, W., dan Crueger, A., 1988, Bioteknology: Textbook of industrial Mikcrobiology, Madison Inc., New York Huga, W.B.,dan Russel, A.D., 2000, Pharmaceutical Microbilogy., Blackwell Scientific Piblication, London