PENGAMATAN STRUKTUR SEL EUBACTERIA Putri [PDF]

Citation preview

PENGAMATAN MORFOLOGI DAN STRUKTUR SEL EUBACTERIA Putri Dea Amelia1 , Nurul Huda2, Hasrul Satria Nur³ 1. 2.



Program Studi Biologi, FMIPA, Universitas Lambung Mangkurat, Jalan Jend A. Yani Km 36, Banjarbaru, 70713, Indonesia Laboratorium Mikrobiologi, FMIPA, Universitas Lambung Mangkurat, Jalan A. Yani Km 36, Banjarbaru, 70713, Indonesia E-mail: [email protected]



Abstrak Mikroorganisme yang ada di alam ini mempunyai morfologi, struktur dan sifat-sifat yang khas, begitu pula dengan bakteri. Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari perbedaan morfologi dari masing-masing sel mikrobia. Morfologi sel mikrobia dapat diamati dengan dua cara, yaitu pengamatan sel hidup yang tidak diwarnai dan pengamatan sel mati yang diwarnai tanpa mewarnai lingkungan sekitarnya. Pengamatan morfologi sel khamir dilakukan dengan membuat preparat basah yang diberi larutan methylen blue. Pengamatan morfologi fungi dilakukan dengan membuat preparat yang diambil dari biakan fungi yang telah disediakan kemudian diberi laktofenol blue. Pencirian morfologi termasuk usaha mengidentifikasi mikroorganisme, dimana pada pencirian morfologi akan didapatkan karakteristik morfologi antara lain bentuk sel, ukuran sel, susunan sel meliputi tetrahedron, rangkaian, rantai, status Gram positif atau negatif.



Abstract microorganisms present in nature have unique morphology, structure and properties, as well as bacteria. This practice aims to study the morphological differences of each microbial cell. Microbial cell morphology can be observed in two ways, namely the observation of non-dyeed living cells and the observation of dead cells that are colored without coloring the surrounding environment. Observation of morphology of yeast cells is done by making wet preparations given methylen blue solution. Fungi morphology observation was done by making preparations taken from fungi cultures that have been provided and then given laktofenol blue. Morphological identification involves identifying microorganisms, which in morphological stability will be obtained morphological characteristics such as cell shape, cell size, cell arrangement include tetrahedron, chain, chains, Gram positive or negative status. Keywords: bacterial morphology, yeast cells, fungi cells



1. Pendahuluan Karakterisasi dan klasifikasi sebagian besar mikrobia seperti bakteri berdasarkan pada reaksi enzimatik ataupun biokimia. Mikroba dapat tumbuh pada beberapa tipe media, memproduksi tipe metabolit tertentu yang dideteksi dengan interaksi mikrobia dengan reagen test yang menghasilkan warna reagen[7]. Pewarnaan Gram merupakan pewarnaan differensial yang sangat berguna dan paling banyak digunakan dalam laboratorium mikrobiologi. Pewarnaan ini merupakan salah satu tahap penting identifikasi bakteri. Pewarnaan Gram memisahkan bakteri menjadi kelompok Gram positif dan negatif.



Perbedaan struktur dinding sel bakteri Gram positif dan Gram negatif menyebabkan perbedaan reaksi dalam permeabilitas zat warna dan penambahan larutan pemucat. Sebagian besar dinding sel bakteri Gram positif terdiri dari peptidoglikan, sedangkan dinding sel bakteri Gram negatif mempunyai kandungan lipida yang tinggi dibandingkan dinding sel bakteri Gram positif. Lipida ini akan larut dalam alkohol dan aseton yang digunakan sebagai larutan pemucat, sehingga pori-pori dinding sel membesar dan meningkatkan daya larut kompleks kristal violet yodium pada dinding sel bakteri Gram negatif [3].



Isolat yang berasal dari agar darah yang akan diwarnai dipilih dari koloni yang memiliki morfologi khas Streptococcus dan mempunyai karakter βhemolisis. Koloni khas Streptococcus adalah kecil dan transparan seperti tetes embun. Tahapan pewarnaan Gram diawali dengan membuat preparat ulas kemudian difiksasi diatas api. Diberi larutan kristal violet selama 1 menit dan dicuci dengan air, lalu diberi larutan lugol selama 1 menit 20 detik, dandan larutan pemucat selama 10 dicuci dengan air. Terakhir diberikan larutan safranin selama 15 detik dan dicuci dengan air, kemudian dikeringkan dengan kertas saring, lalu diamati dengan mikroskop menggunakan perbesaran 10 x 100[3]. Penelitian tentang mikroorganisme tanah dapat menjadi inventarisasi koleksi mikroorganisme untuk keperluan konservasi mikroorganisme tanah[4]. Mikroorganisme terdapat di berbagai tempat seperti tanah, debu, air, udara, kulit dan selaput lendir. Mikroorganisme dapat berupa bakteri, fungi, protozoa dan lain-lain. Mikroorganisme mudah terhembus udara dan menyebar ke mana-mana karena ukuran selnya kecil dan ringan. Indonesia merupakan negara yang terletak di daerah tropis dengan kelimpahan keanekaragaman hayati berupa keanekaragaman flora, fauna dan mikroorganisme. Keberadaan mikroorganisme di alam sangat luas meliputi daratan atau tanah, perairan dan udara. Jenisjenis mikroorganisme meliputi protista (alga, protozoa), monera (bakteri, cyanobakteria) dan fungi (jamur benang dan khamir). Keberadaan mikroorganisme khamir di tanah tidak begitu tinggi jika dibandingkan dengan bakteri dan jamur benang. Namun, khamir di tanah memegang peranan penting dalam menstimulasi dekomposisi dan mineralisasi senyawa organik di dalam tanah. Selain itu khamir juga memegang peran penting dalam hidrolisis selulosa yang berada di dalam tanah. Khamir dikenal memiliki rentang ekologi yang cukup luas dan mampu hidup pada daerah ekstrem serta umumnya banyak ditemukan pada lingkungan yang memiliki bahan organik tinggi. Beberapa kelompok khamir yang dominan ditemukan dalam ekosistem tanah adalah genus Cryptococcus, Candida dan Debaryomyces. Sekitar 1% khamir dilakukan isolasi dan identifikasi dari total perkiraan keanekaragaman khamir di dunia. Diantara 89 genera khamir yang pernah terdaftar dalam monograf khamir sebanyak 37 genera atau 42% ditemukan di Indonesia. Penelitian tentang khamir banyak dilakukan dalam bentuk eksplorasi dari berbagai ekosistem di Indonesia. Hal ini karena diyakini jumlah khamir di alam jauh lebih tinggi dibandingkan khamir yang telah diketahui selama ini[4]. Bakteri, yang merupakan mikroorganisme prokariotik, adalah organisme yang paling banyak dan paling sederhana di dunia seperti yang kita kenal. Prokariota tidak memiliki inti dan organel kompleks. Karena kebanyakan prokariota berbagai ukuran kurang dari sepuluh mikrometer (µm), mikroskop digunakan



untuk mempelajari bakteri. Identifikasi bakteri sangat penting dalam mikrobiologi dan patologi karena melayani dasar pemahaman penyakit. Karena ini, berbagai jenis metode telah diperkenalkan untuk mengklasifikasikan bakteri dalam mikrobiologi. Dokter dan ahli mikrobiologi umumnya mempekerjakan mengetik skema yang bergantung pada skema mengetik fenotip untuk mengembangkan bakteri morfologi dan pewarnaan sifat organisme[5]. Aktivitas amilolitik pada media padat dilakukan dengan menumbuhkan isolat bakteri pada media NA pati dan diinkubasi pada suhu kamar selama 48 jam kemudian ditetesi dengan larutan lugol yodium (JKJ) pada permukaan medium. Isolat bakteri yang mampu membentuk zona jernih di sekeliling koloninya setelah diteteskan larutan JKJ merupakan bakteri amilolitik. Aktivitas amilolitik dideterminasi dengan mengukur diameter koloni dan diameter zona bening. Screening isolat bakteri berdasarkan aktivitas selulolitik dilakukan dengan menumbuhkan isolat bakteri pada media minimal agar dengan Carboxymethylcellulosa (CMC) sebagai sumber C-nya. Hidrolisis selulosa dideteksi dengan meneteskan larutan Congo red pada permukaan media agar. Terbentuknya zona jernih di sekeliling koloni bakteri menunjukkan adanya aktivitas selulolitik[8]. Staphylococcus mengandung polisakarida dan protein yang bersifat antigenik dan merupakan substansi penting di dalam struktur dinding sel. Peptidoglikan merupakan suatu polimer polisakarida yang mengandung subunit-subunit yang tergabung, merupakan eksoskeleton yang kaku pada dinding sel. Peptidoglikan dirusak oleh asam kuat atau lisozim. Hal tersebut penting dalam patogenesis infeksi, yaitu merangsang pembentukan interleukin-1 (pirogen endogen) dan antibodi opsonik, juga dapat menjadi penarik kimia (kemotraktan) leukosit polimorfonuklear, mempunyai aktifitas mirip endotoksin dan mengaktifkan komplemen[2]. Koloni-koloni bakteri yang terpisah dan tampak berbeda masing-masing diambil sebanyak satu jarum inokulasi dan dikulturkan ke media NA (yang telah ditambahkan NaCl sebanyak 10%) menggunakan metode cawan gores. Kemudian diinkubasi pada suhu 370°C selama 48 jam. Tahapan berikutnya adalah pengamatan terhadap morfologi koloni yang meliputi bentuk, warna, ukuran, tepian dan elevasi koloni. Pengamatan morfologi sel meliputi uji pewarnaan Gram, pewarnaan spora, bentuk sel dan uji pergerakan bakteri atau motilitas. Pengamatan bentuk sel dilakukan bersamaan dengan hasil pewarnaan Gram. Tahapan pewarnaan Gram dilakukan sebagai berikut, sebanyak satu sampai dengan dua tetes akuades diteteskan pada kaca objek, selanjutnya diambil koloni tunggal dari masing-masing isolat bakteri menggunakan jarum inokulasi kemudian disebar secara merata. Olesan bakteri dibiarkan kering dan difiksasi[1]. Bakteri termofilik dapat dimanfaatkan dalam bidang bioteknologi karena memiliki efisiensi



dalam keadaan suhu tinggi. Semakin tinggi temperatur maka semakin tinggi pula laju difusi. Selain itu, enzim pada bakteri termofilik juga mampu mengakatalisis reaksi biokimia pada suhu tinggi dan umumnya lebih stabil dari bakteri mesofilik. Enzim yang terdapat pada bakteri termofilik juga dapat dimanfaatkan pada industri antara lain enzim amylase, selulase, xilanase, kitinase dan protease. Protease dapat digunakan untuk beberapa aplikasi seperti detergen, farmasi, pengempukan daging dan proses pengolahan limbah industry[6].



2. Metode Praktikum Pewarnaan sederhana Metode pewarnaan sederhana yang dilakukan bertujuan untuk membedakan morfologi bentuk dan susunan sel bakteri. Prosedur yang dilakukan yaitu dengan membersihkan objek glass dengan alcohol terlebih dahulu, kemudian tetesi dengan 1 tetes aquades. Jarum ose dipanaskan pada lampu spiritus, cawan berisi biakan bakteri dipanaskan dan diambil 1 ose biakan bakteri Bacillus Thuringinensis. Bakteri yang menempel pada jarum ose kemudian diletakkan pada objek glass dan diratakan sambil dipanaskan. Teteskan safranin 0,2%. Diamkan selama satu menit. Langkah terakhir yaitu bilas objek glass tersebut dengan aquades. Pewarnaan Endospora Pewarnaan endospora dilakukan untuk isolat bakteri. Prosedur yang dilakukan yaitu meneteskan 5 tetes aquades steril kedalam tabung reaksi lalu bakteri Bacillus subtilis dimasukkan kedalam tabung reaksi yang sudah berisi aquades, selanjutnya diteteskan karbol fustisin sebanyak lima tetes. Tahap selanjutnya memanaskan suspensi dam kemudian diletakkan di atas kaca benda yang sudah steril mengunakan teknik aseptik lalu diteteskan nigrosin sebanyak 1 tetes kemudian di smer. Pewarnaan Kapsul Metode pewarnaan kapsul yang dilakukan bertujuan untuk melihat apakah bakteri yang diamati memiliki kapsul dan melihat bagian kapsul tersebut. Prosedur yang dilakukan yaitu dengan meneteskan tinta india pada objek glass dan diratakan sampai menutupi seluruh permukaan objek glass. Ratakan tinta india dengan tipis dan diamkan sampai kering. Selanjutnya, panaskan jarum ose dan ambil biakan bakteri sebanyak 1 ose dan letakkan bakteri yang diambil pada objek glass. Teteskan crystal violet dan diamkan satu menit. Bilas objek glass dengan aquades. Pewarnaan Gram Pengamatan morfologi sel bakteri dilakukan dengan pewarnaan Gram. 1−2 tetes aquades steril diletakkan di



atas kaca objek,koloni bakteri di ambil satuose dari media diletakkan di atas aquades steril dan sebarkan merata, biarkan olesan tersebut kering karena udara. Setelah olesan benar-benar kering kemuadian lalukan kaca objek tersebut beberapa kali di atas nyala api sampai kaca objek terasa agak panas bila ditempelkan pada punggung tangan. Kemudian ditetesi dengan larutan kristal ungu (Gram A), dan didiamkan selama satu menit, kemudian cuci menggunakan aquades pada botol semprot dan dikeringkan. Selanjutnya ditetesi dengan larutan iodium (Gram B) dan dibiarkan selama 2 menit, dicuci menggunakan aquades pada botol semprot dan dikeringkan. Kemudian ditetesi dengan larutan etanol 95% (Gram C) selama 30 detik, dicuci menggunakan aquades pada botol semprot dan dikeringkan. Setelah itu ditetesi dengan larutan safranin (Gram D) atau zat penutup dan didiamkan selama 30 detik, kemudian dicuci menggunakan aquades pada botol semprot dan dikeringkan. Selanjutnya diamati dengan menggunakan mikroskop pada pembesaran kuat(9).



3. Hasil dan Pembahasan Pada kegiatan praktikum ini, pewarnaan secara langsung dilakukan dengan menggunakan kristal violet dan CuSO4.5H2O. Pewarnaan secara langsung ini dimaksudkan untuk mewarnai sel-sel bakteri yang diamati. Apabila bakteri mempunyai kapsul, maka dalam pengamatan sel bakteri akan tampak berwarna ungu dan diselubungi oleh kapsul yang berwarna biru muda. Kristal violet merupakan larutan yang yang mempunyai kromophore atau butir pembawa warna yang bermuatan positif (memiliki kation) sedangkan muatan yang berada di sekeliling bakteri bermuatan negatif (memiliki anion), sehingga terjadi adanya tarik menarik antara kedua ion tersebut. Hal inilah yang menyebabkan bakteri berwarna ungu. Dan terbentuknya warna biru muda pada kapsula disebabkan karena kapsula menyerap CuSO4.5H2O. Pewarnaan sederhana, merupakan pewarna yang paling umum digunakan. Berbagai macam tipe morfologi bakteri (kokus, basil, spirilum, dan sebagainya) dapat dibedakan dengan menggunakan pewarna sederhana, yaitu mewarnai sel-sel bakteri hanya digunakan satu macam zat warna saja. Kebanyakan bakteri mudah bereaksi dengan pewarnapewarna sederhana karena sitoplasmanya bersifat basofilik (suka akan basa) sedangkan zat-zat warna yang digunakan untuk pewarnaan sederhana umumnya bersifat alkalin (komponen kromoforiknya bermuatan positif). Percobaan yang telah dilakukan dengan menggunakan metode pewarnaan sederhana menggunakan bakteri E. Coli setelah diamati memiliki morfologi dengan bentuk bacilus dan bakteri ada yang berpasangan dan berkelompok. Pewarnaan endospora pada percobaan menggunakan bakteri Bacillus subtilis yang memiliki



tujuan untuk mengetahui fase istirahat bakteri dari kondisi ekstrime yang mana endospora dapat membuat bakteri tumbuh pada lingkungan yang ekstrim. Setelah dilakukan pengamatan dibawah mikroskop terdapat bentuk morfologi dari bakteri Bacillus subtilis yaitu berbentuk batang (basillus). Dari hasil pewarnaan spora terlihat bakteri berwarna ungu ada titik merah, dengan bentuk basil. Letak sporanya berada pada subterminal. Letak endospora berbeda dengan spesies bakteri yang lain. Tipenya ada yang central yaitu lokasi dari sel vegetatifnya di tengah, terminal letak sel vegetatifnya berada di ujung atau pinggir dan tipe subterminal berarti lokasi endosporanya berada di antara tengah dan pinggir dari sel vegetatif. Bakteri yang berbentuk basil memiliki endospora yang terletak di subterminal(10). Teknik pewarnaan selanjutnya yaitu dengan cara pewarnaan gram yang mana teknik ini bertujuan untuk mengetahui bakteri yang tergolong gram negatif mau pun positif. Penyebab adanya perbedaan antara bakteri gram positif dan negatif berkaitan dengan struktur dan dinding sel yang dimiliki oleh bakteri tersebut. Pada percobaan yang telah dilakukan menggunkan bakteri E.coli dan didapatkan bentuk morfologinya yaitu berbentuk basil namun tidak terdapat koloni yang terbentuk. Bakteri E.coli termasuk kedalam bakteri gram negatif karena membentuk warna merah, karena gram negatif merupkan bakteri yang tidak mempertahankan zat pewarna metil ungu pada metode pewarnaan gram. Kapsula berfungsi dalam penyesuaian diri dengan lingkungannya. Misalnya berperan dalam mencegah terhadap kekeringan, mencegah atau menghambat terjadinya pencantelan bakteriofag, bersifat anti fagosit sehingga kapsul memberikan sifat virulen bagi bakteri. Kapsula juga berfungsi untuk alat mencantelkan diri pada permukaan. Pada percobaan yang telah dilakukan menggunakan bakteri Lactobacillus asidopilus yang mana terlihat bentuk morfologinya yang berbentuk basill dan tidak terdapat koloni pada pengamatan praktikum yang telah dilakukan . Teknik dasar yang paling digunakan untuk mengklasifikasikan bakteri didasarkan pada bentuk bakteri dan sel pengaturan. Bentuk yang paling biasa dari bakteri termasuk batang, cocci (bulat), dan bentuk spiral. Pengaturan seluler terjadi tunggal, dalam seri, dan dalam kelompok. Beberapa spesies memiliki satu untuk banyak proyeksi yang disebut flagela yang memungkinkan bakteri untuk berenang dan bergerak. Cocci atau coccus untuk satu sel adalah sel-sel bulat, kadang-kadang diratakan ketika berada berdekatan satu sama lain. Bakteri kokus bisa eksis secara individual, berpasangan, dalam kelompok empat, dalam rantai, dalam kelompok atau dalam kubus yang terdiri dari delapan sel. Basil adalah bakteri berbentuk batang yang juga dapat terjadi secara individual, di pasangan, atau dalam rantai[5].



Gambar 1. proses teknik aseptik pada jarum ose dan kaca benda menggunakan api bunsen burner.



Gambar 2. Pemanasan pada jarum ose sampai berwarna merah



Gambar 3. Pengambilan bakteri yang akan digunakan untuk pewarnaan didalam tabung reaksi yang berisi bakteri.



Gambar 4.



Hasil bakteri E. Coli dalam pewarnaan sederhana



percobaan didaparkan bakteri dengan bentuk basil atau batang.



Daftar Acuan



Gambar 5. Hasil pewarnaan endospora pada bakteri Basillus subtilis



[1]. Agustina, D., C. Yulvizar., & R. Nursanty. 2013. Isolasi dan Karakterisasi Bakteri pada Ikan Kembung (Rastrelliger sp.) Asin Berkitosan. Jurnal Biospecies. 6(1): 15-19. [2]. Dewi, A.K. 2013. Isolasi, Identifikasi dan Uji Sensitivitas Staphylococcus aureus terhadap Amoxicillin dari Sampel Susu Kambing Peranakan Ettawa (PE) Penderita Mastitis di Wilayah Girimulyo, Kulonprogo, Yogyakarta. Jurnal Sain Veteriner. 31(2): 138-150.



Gambar 6. Hasil pewarnaan kapsul pada bakteri Lactobacillus asidopilus.



[3]. Hidayat, R., & F. Alhadi. 2012. Identifikasi Streptococcus Equi dari Kuda yang Diduga Menderita Strangles. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia. 17(3): 199203. [4]. Jumiyanti., S.H. Bintari., & I. Mubarok. 2012. Isolasi dan Identifikasi Khamir Secara Morfologi di Tanah Kebun Wisata Pendidikan Universitas Negeri Semarang. Jurnal Biosantifika. 4(1): 2012.



Gambar 7. Hasil pewarnaan gram pada bakteri E.coli



Gambar 8. Hasil pewarnaan gram pada bakteri Lactobacillus asidopilus.



4. Kesimpulan Kesimpulan dari praktikum ini adalah pewarnaan pada sel bakteri adalah cara untuk mempermudah mengamati bakteri di bawah mikroskop sehingga dapat membantu dalam identifikasi dan klasifikasinya. Pengecatan bakteri dapat dibagi menjadi bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Adapun hasil yang diperoleh dari percobaan ini yaitu bakteri Bacillus subtilis merupakan bakteri Gram positif. Pada semua



[5]. Mohamad, N. A., A. W. Jusoh, Z. H. Zaw & L. W. Shoon. 2014. Bacteria Identification From Microscopic Morphology Using Naïve Bayes. International Journal of Computer Science, Engineering and Information Technology (IJCSEIT). 4 (2) : 1-9. [6]. Pratita, M.Y.E., & S.R. Putra. 2012. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Termofilik dari Sumber Mata Air Panas di Songgoriti setelah Dua Hari Inkubasi. Jurnal Teknik Pomits. 1(1): 1-5. [7]. Sardiani, N., M. Lilaay., R.G. Budji., D. Priosambodo., Syahribulan., & Z. Dwyana. 2015. Potensi Tunikata Rhopalaea Sp sebagai Sumber Inokulum Bakteri Endosimbion Penghasil Antibakteri; 1. Karakterisasi Isolat. Jurnal Alam dan Lingkungan. 6(11): 1-10. [8]Yanti, N.A., & A. Munir. 2014. Screening Bakteri Amilolitik dan Selulolitik dari Limbah Sagu. Jurnal Penelitian Biologi. 1(1): 1-62.



[9] Nurhidayanti, S., Fatturahman, & M. Ghazali. 2015. Deteksi Bakteri Patogen Yang Berasosiasi Dengan Kappaphycus alvarezii(Doty) Bergejala Penyakit IceIce. Jurnal Sains Teknologi & Lingkungan. 1(2): 24-30. [10]. Pratiwi, T. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Jakarta : Erlangga