Dasar-Dasar Bakteriologi PDF

Dasar-dasar bakteriologi MM Suryani Hutomo  Bakteri merupakan organisme mikroskopis rata-rata berdiameter 1,25 mikrometer (μm). (mikrometer = 1/1.000.000 meter). Bakteri yang terkecil adalah Dialister UKURAN pneumosintes dengan panjang tubuh 0,15...

Dasar-dasar bakteriologi MM Suryani Hutomo  Bakteri merupakan organisme mikroskopis rata-rata berdiameter 1,25 mikrometer (μm). (mikrometer = 1/1.000.000 meter). Bakteri yang terkecil adalah Dialister UKURAN pneumosintes dengan panjang tubuh 0,15 – 0,30 μm BAKTERI Sedangkan bakteri terbesar adalah Spirillum voluntans, panjang tubuh 13 – 15 μm. Ukuran bakteri adalah mikroskopis, artinya hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop. STRUKTUR SEL BAKTERI  Dinding sel Fungsi Melindungi protoplasma dari Dinding sel bakteri Gram negatif dinding gangguan lingkungan luar terdiri dari lipopolisakarida yang sel merupakan faktor virulensinya Menjaga tekanan osmotik supaya seimbang antara bagian dalam sel Pada bakteri Gram positif tidak dan lingkungan memiliki outer membrane Memberikan bentuk pada sel Pada bakteri Gram positif komponen utamanya adalah murein (peptidoglikan) 1. Struktur eksternal a. Flagella Fungsi : alat gerak --- menentukan motilitas bakteri Melekat pada membran sitoplasma Ditemukan pada banyak bakteri Gram negatif Macam : -Monotrikia -Amfitrikia -Peritrikia -Lofotrikia  Petrichious – Greek – hair Pada 1 sisi --- monotrichous Keberadaan flagella penting untuk menentukan taksonomi bakteri tersebut Terdiri dari protein --- genes encode fla Melekat pada sel melalui basal body yang terdiri dari protein, tersusun seperti cincin yang melingkar pada rod Skema flagella Filamen --- tersusun atas polimer single protein yang diberi nama flagellin Pada setiap strain, flagellin bervariasi kandungan asam aminonya, terutama pada Enterobacteriaceae b. Pili/Fimbriae Fungsi : untuk melekat pada sel lain Terdiri dari protein yang dinamakan pilin Mengelilingi sel Bakteri Macam : Pili biasa → untuk melekat pada sel Inang Pili seks → untuk konjugasi --- pada bakteri Gram negatif c. Kapsul Fungsi : pelindung sel(anti phagositic surface komponent), gudang makanan, meningkatkan virulensi Terbentuk dari lapisan lendir d. Dinding sel Fungsi : pelindung organella dalam sel Inti materi : peptidoglikan Bakteri Gram (+) : peptidoglikan tebal disebut murein, tanpa selaput luar Bakteri Gram (-) : peptidoglikan tipis, tdp selaput luar Skema dinding sel Bakteri Gram positif Komponen utama: lipoteichoic acid dan peptidoglican Skema dinding sel Bakteri Gram negatif Komponen utama: LPS Murein lebih sedikit membentuk lapisan di sekeliling sel berupa substansi serupa gel --- periplasmic gel e. Membran sitoplasma Fungsi : Permeabilitas selektif Mengatur sintesa dinding sel Pelekatan & pemisahan DNA selama mitosis Tempat proses bioenergi Tempat pelekatan flagel & pili Pengangkutan elektron & fosforilasi oksidatif Pembungkus sitoplasma Pemisah sel dengan lingkungan Pengendali difusi & transport aktif Terdiri dari phospholipid dan protein 2. Struktur internal a. Mesosoma Fungsi : sintesa dinding sel, sebagai kutup pembelahan inti Merupakan lipatan membran sitoplasma Pada eukariota menjadi Retikulum Endoplasma b. Ribosoma Fungsi : sintesa protein, mengatur pertumbuhan sel Merupakan organella intra sel terbanyak, memenuhi sitoplasma Didalamnya terdapat RNA dan protein  Nukleoid Fungsi : Reproduksi (mitosis) Tidak memiliki dinding inti (membran nukleus) Tidak memiliki anak inti (nukleolus) Berisi DNA (kromosom tunggal) Sitoplasma Fungsi : penghubung organella intra sel Merupakan cairan sel ( 80% air) Didalamnya terdapat ribosoma, nukleoid, badan inklusi, granula dan nutrien yang terlarut e. Spora Beberapa bakteri membentuk spora Fungsi : -Proteksi sel saat lingkungan tidak menguntungkan -Merupakan sel istirahat -Dinding tebal, resisten dan refrakter -Spora dibentuk bila dalam keadaan lingkungan yang tidak mendukung Contoh : - Bacillus anthrax - Clostridium tetani - Spora ini resisten / tahan terhadap lingkungan yang jelek seperti kekeringan kepanasan, dan dari zat- zat kimiawi seperti bahan desinfektan. 7.SITOPLASMA Terdiri dari 80 % air , didalamnya mengandung molekul-molekul kecil dan ion-ion organik. Di dalam sitoplasma ditemukan : -ribosom yang jumlahnya bervariasi , fungsi untuk sintesis protein 8.NUKLEID -Fungsi : Reproduksi (mitosis) -Tidak memiliki dinding inti (membran nukleus) -Tidak memiliki anak inti (nukleolus) -Berisi DNA (kromosom tunggal) 9. GRANULA berfungsi sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan atau senyawa lain Bakteri memiliki kemampuan untuk menyimpan energi dan nutrisi seperti karbon, fosfat, dnitrogen dalam bentuk butiran Fosfor anorganik ( Pi ) disimpan dalam bentuk polifosfat (poli-Pi ), 9.PLASMID Dalam sitoplasma juga diketemukan plasmid yaitu berupa DNA ekstrakromosom, bentuknya sirkuler Plasmid dapat berpindah ke bakteri lain dan dapat membawa sifat genetiknya --- prosesnya dinamakan konjugasi Proses ini banyak dijumpai pada Enterobacteriaceae dan Enterococci Klasifikasi Bakteri berdasarkan kebutuhan oksigen (O₂) Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, bakteri terdiri dari golongan aerob dan anaerob Klasifikasi Bakteri berdasarkan temperatur yang diperlukan untuk berkembangbiak dengan optimal Berdasarkan temperatur yang diperlukan untuk berkembangbiak dengan optimal, klasifikasinya sbb: Bakteri yang tumbuh optimum pada suhu almari es (4⁰): psychrophiles Bakteri yang tumbuh optimum pada suhu di atas 50⁰C: thermophiles Bakteri yang tumbuh optimum diantaranya: mesophiles, termasuk berbagai bakteri patogen Pengecatan capsula  Pengecatan Gram Ditemukan oleh Christian Gram pada tahun 1884, bakteri digolongkan menjadi Gram positif dan Gram negatif Bakteri Gram positif: bakteri yang pada pengecatan Gram tahan terhadap alkohol, sehingga tetap mengikat cat pertama dan tidak mengikat cat kontras sehingga bakteri berwarna ungu Bakteri Gram negatif: bakteri yang pada pengecatan Gram tidak tahan alkohol sehingga warna cat yang pertama dilunturkan. Bakteri akan mengikat warna kontras sehingga bakteri akan berwarna merah Perubahan warna yang terjadi pada pengecatan Gram Bakteri Gram positif Bakteri Gram negatif PENGECATAN ZIEHL NEELSEN (ZN) disebut juga dengan pengecatan tahan asam atau acid fast Dengan pengecatan ZN, bakteri terbagi menjadi 2 golongan yaitu bakteri tahan asam dan bakteri yang tidak tahan asam Sifat tahan asam disebabkan adanya asam mikolat yang terikat pada dinding sel Dinding sel bakteri tahan asam dan alkohol terdiri dari peptigoglikan, arabinomannan dan lipid 50% dari lipid ini adalah asam mikolat Bakteri tahan asam tampak berwarna merah. Sedang bakteri yang tidak tahan asam akan tampak berwarna biru Pengecatan fluorosence Acridine Orange (AO) adalah pewarnaan metachromatic yang selektif terhadap asam nukleat, digunakan untuk determinasi cell cycle. AO berinteraksi dengan DNA dan RNA melalui interkalasi atau ikatan electrostatic. DNA berikatan dengan AO fluorescennya hijau (525nm); RNA berikatan electrostatic dengan AO berfluorescen merah (>630nm)  BIOFILM Biofilm: sekelompok bakteri yang melekat pada suatu permukaan ❑ terbungkus matriks ekstraseluler Bakteri dapat melekat apabila ada ❑ karbohidrat, protein, asam nukleat bacterial surface molecule yang dapat Biofilm dan fosfolipid berinteraksi dengan komponen plak ❑ proses fisiologis (Marsh, 2006, Marsh, 2011) ❑ terbentuk di tempat basah ❑ diawali aquired pellicle, berikatan dengan permukaan gigi atau epitel mukosa Perlekatan bakteri pada pellicle: A. Pioner melekat pada pellicle B. Membentuk koloni C. Membentuk komunitas dengan spesies lain D. Ada yang terlepas --- koloni baru (Nobbs dkk., 28 2009) Contoh biofilm: Oral biofilm/Dental plaque Peningkatan virulensi bakteri Bakteri dapat menjadi lebih virulen karena perubahan lingkungan hidupnya Perubahan-perubahan berupa: - perubahan pH, - temperatur, - kadar oksigen, - ketersediaan karbohidrat sebagai sumber makanan Contoh: pH di rongga mulut berkisar 6, pada plak gigi 5, sementara pada cairan jaringan yang lain pH antara 7,0-7,4 Pada pH 6,5-7,0 Streptococcus oral mengeluarkan histon-like protein (HlpA) Histon-like protein akan berikatan dengan lipotechoic acid membentuk molekul kompleks yang bila dikenali oleh antibodi akan memicu inflamasi dan meningkatkan virulensi bakteri Pada dinding selnya, S. sanguinis mengekspresikan platelet- aggregation-associated protein (PAAP) yang memungkinkan bakteri menginduksi agregasi platelet Agregasi platelet penting dalam perkembangan vegetasi pada katub jantung, sehingga perubahan ekspresi PAAP mengindikasikan peningkatan patogenitas karena perubahan lingkungan  Klasifikasi bakteri berdasarkan tempat hidup 1. Bakteri ekstraseluler Bakteri ekstraseluler bereplikasi di luar sel host (sirkulasi, GI tract, connective tissue, etc) Banyak spesies yg pathogen Melalui 2 cara : 1. bakteri menginduksi inflamasi --- kerusakan jaringan pd sisi infeksi (pyogenic cocci menyebabkan infeksi suppuratif pd manusia) 2. Bakteri memproduksi toksin yg pathologis - endotoksin : komponen dinding sel pada gram (–) disebut LPS - eksotoxin : disekresi secara aktif oleh bakteri Contoh bakteri extraseluler pathogen Septic shock - Merupakan konsekuensi infeksi bakteri gram positif dan negatif - Karakteristiknya : kolaps pd sistem sirkulasi dan diseminasi koagulasi intravaskular - Pd fase awal disebabkan oleh cytokine yg diproduksi makrophag krn aktivasi LPS - TNF adalah cytokine utama mediator septic shock - IFN γ dan IL-12 juga berkontribusi 2. bakteri intraseluler : kemampuan untuk survive tinggi, bahkan bereplikasi di dalam sel2 phagosit Dpt menghindari circulating antibodi Untuk mengeliminasi diperlukan mekanisme cell mediated immunity Contoh bakteri intraseluler pathogen Kultur Standar ATCC --- American Type Culture Collection Merupakan kultur standar ---pelestarian, autentikasi dan distribusi Biasa dipakai untuk control positif pengujian Escherichia coli ATCC 35218 --- galur enteropatogenik E. coli Escherichia coli ATCC 25622 --- galur flora normal Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 --- non pyocyanin Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 dan 10145--- pyocyanin production Pustaka Ryan KJ., Ray CG. Sherris Medical Microbiology, an introduction to infectious disease. McGraw Hill. 2005 Kayser FH., Bienz KA., Eckert J., Zinkernagel RM. Medical Microbiology. Thieme. 2005 Lamont RJ, Burne RA, Lantz MS and LeBlanc DJ : Oral Microbiology and Immunology. ASM Press,Washington D.C. 2006 : 361-370 Abbas, Abdul K, MBBS; Lichtman, Andrew H,MD P Hd. Basic Immunology, function and disorders of the immune system. W.B Saunders co. Philadelphia London New York St Louis Sydney Toronto. 2011