Bab 02 Bakteri

BakteriI. STRUKTUR BAKTERIA. Bentuk. B e r s a m a d e n g a n s i f a t - s i f a t l a i n n y a , b e n t u k b a k t e r i d i p e r g u n a k a n u n t u k m e n g - identifikasi bakteri. B e n t u k bakteri d i t e n t u k a n oleh m e k a n i s m e p e n y u s u n a n sel. 1. B e n t u k b a k t e r i b i a s a n y a d a p a t d i t e n t u k a n d e n g a n p u l a s a n y a n g t e p a t d a n d i l i h a t d i b a w a h mikroskop. 2. Jenis-jenisnya a. B u l a t ( k o k u s ) b. Batang ( b a s i l u s ) c. Spiral 3. K o k u s d a n b a s i l u s s e r i n g b e r p a s a n g a n ( d i p l o k o k u s ) , a t a u t e r s u s u n s e p e r t i r a n t a i (streptokokus). Kokus yang t u m b u h berkelompok disebut stafilokokus. 4. B e b e r a p a s p e s i e s b a k t e r i a d a l a h pleomorfik, m i s a l n y a Bacteroides. 5. A n t i b i o t i k a y a n g m e n y e r a n g b i o s i n t e s i s d i n d i n g s e l ( m i s a l n y a p e n i s i l i n ) d a p a t m e n g u b a h bentuk bakteri.B. Inti. D i d a l a m b a k t e r i , i n t i b i a s a n y a d i s e b u t nukleoid a t a u badan inti. 1. I n t i b a k t e r i t i d a k d i k e l i l i n g i o l e h m e m b r a n i n t i , t i d a k j u g a m e n g a n d u n g a l a t - a l a t m i t o - tik. 2. Komposisi. I n t i b a k t e r i t e r d i r i d a r i p o l i a m i n d a n i o n m a g n e s i u m y a n g t e r i k a t p a d a D N A berserat ganda, bermuatan negatif, melingkar, berpilin ganda; sedikit R N A ; pohmerasa R N A ; dan protein lain. 21

22 Essential: Mikrobiologi dan ImunologiC. Sitoplasma 1. S i t o p l a s m a b a k t e r i m e n g a n d u n g r i b o s o m d a n b e r b a g a i j e n i s g r a n u l a p e n y i m p a n n u t r i s i . 2. S i t o p l a s m a tidal( mengandung organel.D. Ribosom. R i b o s o m b a k t e r i m e n g a n d u n g p r o t e i n d a n R N A y a n g b e r b e d a d e n g a n y a n g a d a pada rekan-rekan eukariota lainnya. 1. Jenis-jenisnya. R i b o s o m b a k t e r i m e m i l i k i k o e f i s i e n s e d i m e n t a s i 7 0 S d a n t e r s u s u n d a r i s u b u n i t 30S d a n SOS y a n g m e n g a n d u n g b e r t u r u t - t u r u t R N A 16S, 23S d a n SS. 2. R i b o s o m y a n g b e r h u b u n g a n d e n g a n b i o s i n t e s i s p r o t e i n t e r i k a t p a d a m e m b r a n s e l . 3. B a n y a k a n t i b i o t i k a m e n j a d i k a n r i b o s o m s e b a g a i s a s a r a n n y a , m e n g h a m b a t s i n t e s i s protein. Beberapa antibiotika secara selektif m e m i l i h ribosom 70S sebagai sasarannya (misalnya e r i t r o m i s i n ) , tetapi b u k a n r i b o s o m SOS.E. Membran (sitoplasma) sel 1. Struktur. M e m b r a n s e l b i a s a n y a m e r u p a k a n d u a l a p i s f o s f o l i p i d y a n g m e n g a n d u n g s u s u n a n sebagai berikut: a. S i t o k r o m d a n e n z i m y a n g b e r p e r a n d a l a m t r a n s p o r e l e k t r o n d a n f o s f o r i l a s i o k s i d a t i f . b. P e m b a w a l i p i d , e n z i m , d a n protein pengikat-penisllin (PCP) y a n g b e r p e r a n p a d a b i o - sintesis d i n d i n g sel. C. E n z i m y a n g b e r p e r a n p a d a s i n t e s i s f o s f o l i p i d d a n r e p l i k a s i D N A . d. K e m o r e s e p t o r . 2. Fungsi a. P e r m e a b i l i t a s s e l e k t i f d a n t r a n s p o r a k t i f y a n g d i f a s i l i t a s i o l e h p e r m e a s a y a n g t e r i k a t membran, protein pengikat, dan berbagai sistem transpor. b. T e m p a t b e k e r j a a n t i b i o t i k a t e r t e n t u m i s a l n y a p o l i m i k s i n .F. Mesosom m e r u p a k a n s t r u k t u r k o n t r o v e r s i a l y a n g m e r u p a k a n invaginasi m e m b r a n p l a s m a y a n g berkelok-kelok. 1. Mesosom septum t i m b u l p a d a s e p t u m ( d i n d i n g m e l i n t a n g ) ; mesosom lateral a d a l a h nonseptal. 2. Fungsi: b e r p a r t i s i p a s i d a l a m r e p l i k a s i D N A , p e m b e l a h a n s e l , d a n s e k r e s i .G. Plasmid 1. P l a s m i d a d a l a h m o l e k u l D N A b e r s e r a t g a n d a , k e c i l , m e l i n g k a r , n o n k r o m o s o m a l y a n g :

Bakteri 23 a. M a m p u m e r e p l i k a s i d i r i . b. P a l i n g s e r i n g e k s t r a k r o m o s o m a l , t e t a p i d a p a t t e r i n t e g r a s i k e d a l a m D N A b a k t e r i . 2. Fungsi: m e n g a n d u n g g e n y a n g m e n g u b a h s i f a t p r o t e k t i f m i s a l n y a r e s i s t e n s i t e r h a d a p antibiotika atau faktor virulensi atau kemungkinan pemindahannya kepada bakteri lain.H. Transposon 1. T r a n s p o s o n i a l a h s e p o t o n g k e c i l D N A y a n g b e r g e r a k a n t a r a D N A b a k t e r i d a n p l a s m i d ; transposon tidak dapat mereplikasi diri. 2. Fungs; a. M e n g k o d e e n z i m r e s i s t e n s i t e r h a d a p a n t i b i o t i k a , e n z i m m e t a b o h k , a t a u t o k s i n . b. D a p a t m e n g u b a h p e n a m p i l a n g e n - g e n d i s e b e l a h n y a a t a u m e n y e b a b k a n t e r j a d i n y a mutasi gen kemudian transposon ini masuk ke dalamnya.I. Pembungl(us sel (Gambar 2.1 dan 2.2) 1. Struktur umum. P e m b u n g k u s s e l t e r s u s u n d a r i l a p i s a n - l a p i s a n m a k r o m o l e k u l y a n g mengelilingi bakteri, meliputi: a. M e m b r a n s e l d a n s u a t u l a p i s a n p e p t i d o g l i k a n k e c u a l i p a d a m i k o p l a s m a . b. L a p i s a n m e m b r a n l u a r p a d a b a k t e r i G r a m - n e g a t i f . C. S u a t u k a p s u l , s u a t u l a p i s a n g l i k o k a l i k s , a t a u k e d u a n y a ( k a d a n g - k a d a n g ) . d. A n t i g e n y a n g s e r i n g k a l i m e n g i n d u k s i t e r j a d i n y a r e s p o n s a n t i b o d i s p e s i f i k . 2. Dinding sel a. M e m b r a n s e l i a l a h s u a t u b a g i a n d a r i p e m b u n g k u s s e l y a n g b e r a d a di luar membran sitoplasma d a n di sebelah dalam kapsul atau glikokaliks. b. L a p i s a n i n i m e m b e r i k a n p e r l i n d u n g a n t e r h a d a p p e r u b a h a n t e k a n a n o s m o t i k d a n m e m b e r i sifat pulasan-Gram. c. P a d a bakteri Gram-positif t e r d i r i d a r i : (1) P e p t i d o g l i k a n (2) A s a m t e i k o a t d a n t e i k u r o n a t (3) P o h s a k a r i d a d. P a d a bakteri Gram-negatif, t e r d i r i d a r i : (1) P e p t i d o g l i k a n (2) L i p o p r o t e i n (3) S u a t u m e m b r a n l u a r f o s f o l i p i d y a n g m e n g a n d u n g l i p o p o l i s a k a r i d a

Selubung sel Gram-positif Struktur/Klmiawi Fungsi Bagian luar sel Kapsul* •-> A n t i f a g o s i t i k d a n i m u n o g e n i k ( k e c u a l i Polisakarida, kecuali untuk kapsul untuk kapsul asam hialuronat p o l i p e p t i d a Bacillus anthracis Streptococcus pyogenes) Protein permukaan -> Banyak yang bersifat antifagositik dan ( m i s a l n y a p r o t e i n A Staph aureus a t a u imunogenik p r o t e i n M Strep pyogenes)CO Asam teikoat (TA) •-> P e r l e k a t a n p a d a p e r m u k a a n e p i t e l ;CO Asam lipoteikoat (LTA) \"menggumpal\" dari o m p l e m e n pemicu LTA melekat pada membran lisis (alt C ) dan sitokinJ2 Dinding sel/Peptidoglikan (PG) •-> P e n y o k o n g k a k u s e l , p e r l i n d u n g a nE Lapisan tebal, jembatan pentaglisin terhadap perubahan tekanan osmotik, yang berukuran kecil dan \"gumpalan\" lisis P G dan emicu alt CQ- sedang berdifusi melewati dinding T A dan sitokin -> renjatan, danjika pada sel SSP, respons P M N hebat i PBP I IVIembran sitoplasma •-> M a t r i k s m e m b r a n o s a u n t u k e n z i n d a n i Dua lapisan fosfolipid hidrofob banyak jalur metabolisme, misalnya Sitoplasma respirasi dan stadium akhir sintesis * Tidak semua sel-sel Gram-positif dinding sel (Protein Pengikat Penisilin memiliki kapsul atau protein [PBP ] = transpeptidase dan permukaan karboksipeptidasa)Gambar 2.1. Pembungkus sel Gram-positif menunjukkan strukturnya dan menggambarkan sifat kimiawinya dan fungsinya. (Dimodifikasikan dari Hawley LB.High-yield microbiology and infectious diseases, e d 2 . B a l t i m o r e : L i p p i n c o t t W i l l i a m s & W i l k i n s , 2 0 0 6 ; 2 - 1 ) .

Pembungkus Sel Gram-negatif Struktur/Kimiawi Fungsi Bagian luar sel Kapsul/Polisakarida - — - > Antifagositik dan imunogenik (tidak semua sel memiliki kapsul) I1 I^ IVIembran luar (OM) -> L a p i s a n h i d r o f o b i k ; L P S b e r s i f a t . Porin/Protein- Lapisan ganda fosfolipid (Polisakanda bersifat antigenik; \"X hidrofobik dengan protein komponen lipid A bersifat toksik) \ dan porin membran luar;3 MM I l Jl l l i l i l l l l l l i l l l l l l H ^ l l l t l l l l l l l Protein membran luar \ L P S tercantum di bawah (OMP)E \ -> T r a n s p o r p a s i f m a t e n t e r i a r u t d a l a m a i r Peptidoglikan (dalam-, \ -> V i r u l e n s i , p e r l e k a t a nQ- rongga periplasma) Rongga periplasma Enzim ekstraselular; mengurangi tekanan (ruangan antara IM dan osmotik .OM)m . . PBP Membran dalam (IM) Penyokong kaku sel; proteksi dan Lapisan ganda gangguan perubahan tekanan osmotik fosfolipid hidrofobik Sitoplasma Kerangka membranosa untuk enzim dari banyak jalur metabolisme, misalnya Endotoksin=LPS= respirasi danstadium akhir sintesis lipopolisakarida dinding sel[Protein Pengikat Penisilin (PBP) =transpeptidase dan Membran luar karboksilasa] Gram-negatif; - Antigen-O (polisakarida imunogenik) Hi— Lipid A ( t o k s i k )G a m b a r 2.2. P e m b u n g k u s G r a m - n e g a t i f y a n g m e n u n j u k k a n s t r u k t u r d a n m e n g g a m b a r k a n s u s u n a n k i m i a w i d a n f u n g s i n y a . ( D i m o d i f k a s i k a n d a r i H a w l e y L B . Highyield microbiology and infectious diseases, e d 2 . B a l t i m o r e ; L i p p i n c o t t W i l l i a m s & W i l k i n s , 2 0 0 6 : 2 - 2 . )

26 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi 3. Peptidoglikan ( j u g a d i s e b u t mukopeptida a t a u murein) u n i k u n t u k p r o k a r i o t a . L a p i s a n i n i t e r d a p a t p a d a s e m u a d i n d i n g s e l b a k t e r i k e c u a l i Mikoplasma. a. Struktur (1) Poiimer kompleks i n i t e r d i r i d a r i kerangka dasar y a n g t e r s u s u n o l e h N - a s e t i l g l u k o s a m i n d a n a s a m N - a s e t i l m u r a m a t b e r g a n t i a n d a n s e p e r a n g k a t rantai sampIng t e t r a p e p t i d a yang identik. (2) R a n t a i s a m p i n g t e t r a p e p t i d a i n i m e l e k a t p a d a a s a m N - a s e t i l m u r a m a t d a n s e r i n g k a l i t e r h u b u n g d e n g a n t e t r a p e p t i d a y a n g b e r d e k a t a n o l e h jembatan penghubung p e p t i d a y a n g i d e n t i k a t a u o l e h ikatan p e p t i d a l a n g s u n g . (3) I k a t a n P-1,4 g l i k o s i d a t a n t a r a a s a m J V - a s e t i l m u r a m a t d a n N - a s e t i l g l u k o s a m i n d i p e c a h k a n o l e h e n z i m b a k t e r i o l i t i k lisozim ( y a n g t e r d a p a t d a l a m l e n d i r , a i r l i u r , dan air mata). (4) L a p i s a n i n i m u n g k i n m e n g a n d u n g asam diaminopimelat, s u a t u a s a m a m i n o u n i k u n t u k dinding sel prokariota. b. P e p t i d o g l i k a n a d a l a h t e m p a t b e k e r j a a n t i b i o t i k a t e r t e n t u m i s a l n y a penisilin d a n sefalosporin. C. P a d a b a k t e r i G r a m - p o s i t i f , p e p t i d o g l i k a n m e r u p a k a n h a m p i r 5 0 % d i n d i n g s e l . P a d a bakteri Gram-negatif, peptidoglikan hanya m e r u p a k a n 2 % sampai 1 0 % dinding sel. 4. Asam teikoat d a n teikuronat a d a l a h poiimer teriarut dalam air, m e n g a n d u n g r i b i t o l a t a u g l i s e r o l residu terkait ikatan fosfodiester. a. K e d u a a s a m i n i t e r d a p a t p a d a d i n d i n g a t a u m e m b r a n s e l Gram-positif. (1) A s a m t e i k o a t t e r d a p a t p a d a d i n d i n g s e l d a n t e r i k a t s e c a r a k i m i a w i p a d a p e p t i - doglikan. (2) A s a m l i p o t e i k o a t t e r d a p a t p a d a m e m b r a n s e l d a n s e c a r a k i m i a w i t e r i k a t p a d a glikolipid membran terutama pada mesosom. b. Fungsinya (1) M e n g a n d u n g d e t e r m i n a n a n t i g e n p e r m u k a a n b a k t e r i y a n g p e n t i n g , d a n a s a m lipoteikoat m e m b a n t u menancapkan dinding sel pada m e m b r a n sel. (2) M e r u p a k a n 5 0 % d a r i s e l u r u h b e r a t k e r i n g d i n d i n g s e l G r a m - p o s i t i f . 5. Lipoprotein t e r d a p a t p a d a bakteri Gram-negatif. a. L i p o p r o t e i n m e n g a n y a m p e p t i d o g l i k a n d a n m e m b r a n l u a r . b. I k a t a n p e p t i d a m e n g h u b u n g k a n l i p o p r o t e i n d e n g a n r e s i d u a s a m d i a m i n o p i m e l i n a t dari rantai samping tetrapeptida peptidoglikan; bagian lipid disisipkan secara n o n - kovalen ke dalam membran luar.

Bakteri 27 6. Rongga periplasma t e r d a p a t p a d a s e l - s e l Gram-negatif. a. I s t i l a h i n i m e n u n j u k k a n d a e r a h a n t a r a m e m b r a n s e l d a n m e m b r a n l u a r . b. D a l a m r o n g g a p e r i p l a s m a t e r d a p a t p e p t i d o g h k a n t e r h i d r a s i , enzim-enzim termasul( p-lal(tamasa, molelcul pembawa spesifilc, d a n o l i g o s a k a r i d a . 7. P a d a s e l - s e l Gram-negatif t e r d a p a t membran luar. a. Strul(tur. M e m b r a n l u a r i a l a h s u a t u l a p i s a n g a n d a f o s f o l i p i d d a n p a d a l a p i s a n i n i fosfolipid pada bagian luar digantikan oleh lipopolisakarida. Lapisan ini mengandung: (1) P r o t e i n y a n g t e r t a n a m , t e r m a s u k porin k e r a n g k a ( p o r i - p o r i n o n s p e s i f i k ) (2) B e b e r a p a p r o t e i n n o n - p o r i - p o r i ( f o s f o l i p a s a d a n p r o t e a s a ) (3) P r o t e i n t r a n s p o r u n t u k m o l e k u l k e c i l b. Fungsi (1) M e l i n d u n g i s e l d a r i e n z i m - e n z i m b e r b a h a y a d a n b e b e r a p a a n t i b i o t i k a (2) M e n c e g a h k e b o c o r a n p r o t e i n p e r i p l a s m a . 8. Lipopolisal(arida t e r d a p a t p a d a l e m b a r a n k e c i l l u a r d a r i m e m b r a n l u a r s e l - s e l Gram-negatif. a. Struldur (1) L i p o p o l i s a k a r i d a t e r d i r i d a r i lipid A, b e b e r a p a a s a m a m i n o r a n t a i p a n j a n g m e l e k a t pada unit disakarida glukosamin terfosforilasi, dan suatu polisakarida yang tersusun dari unit-unit unit berulang terminal. (2) B a g i a n i n i b e r m u a t a n n e g a t i f d a n t e r j e m b a t a n i m e n y i l a n g s e c a r a n o n k o v a l e n dengan kation divalen. b. Fungsi (1) J u g a d i s e b u t endotoksin; t o k s i s i t a s n y a b e r h u b u n g a n d e n g a n l i p i d A . (2) M e n g a n d u n g d e t e r m i n a n a n t i g e n p e r m u k a a n u t a m a , t e r m a s u k antigen 0 y a n g . ditemukan pada k o m p o n e n polisakarida.J. Lapisan luar 1. Protein permukaan a. P r o t e i n a n t i f a g o s i t i k i n i t e r l e t a k d i l u a r d a r i d i n d i n g s e l b e b e r a p a b a k t e r i G r a m - positif. b. Fungsinya: b e k e r j a s e b a g a i adhesin y a n g m e m u d a h k a n t e r j a d i n y a k o l o n i s a s i j a r i n g a n o l e h b e b e r a p a s p e s i e s ( m i s a l n y a Staphylococcus aureus [ p r o t e i n p e n g i k a t f i b r o n e k t i n ] d a n Streptococcus pyogenes [ p r o t e i n F ] ) .

28 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi2. Kapsula. K a p s u l i a l a h s u a t u s t r u k t u r p o h s a k a r i d a y a n g b e r b a t a s t e g a s y a n g m e n g e l i l i n g i s e l bakteri dan berada d i luar d i n d i n g sel. Perkecualian terhadap s t r u k t u r polisakarida i a l a h k a p s u l p o l i - D - a s a m g l u t a m a t Bacillus anthracis.b. Fungsinya: m e l i n d u n g i b a k t e r i d a r i f a g o s i t o s i s d a n b e r p e r a n p a d a p e r l e k a t a n b a k t e r i .3. Glikokalil(sa. I s t i l a h g l i k o k a l i k s d i t u j u k a n u n t u k j a r i n g a n l o n g g a r benang polisakarida yang mengelilingi beberapa d i n d i n g sel bakteri. (1) K a d a n g - k a d a n g d i s e b u t lapisan lendir. (2) D i s i n t e s i s o l e h e n z i m p e r m u k a a n .b. Fungsinya: b e r h u b u n g a n d e n g a n s i f a t a d h e s i f s e l b a k t e r i d a n m e n g a n d u n g t e m p a t antigen yang menonjol.K. Struktur tambahan1. Flagel i a l a h s u a t u s t r u k t u r t a m b a h a n p r o t e i n u n t u k p e r g e r a k a n d a n m e n g a n d u n g determinan antigen yang menonjol.a. F l a g e l t e r d i r i d a r i s u a t u b a d a n b a s a l , k a i t , d a n b e n a n g p a n j a n g y a n g t e r d i r i d a r i s u a t u p r o t e i n p o i i m e r y a n g d i s e b u t flagelin.b. F l a g e l m u n g k i n t e r d a p a t p a d a h a n y a s a t u t e m p a t (polar) a t a u a d a d i s e l u r u h p e r m u k a a n s e l b a k t e r i (peritrikh).2. Pili (fimbria) a d a l a h s t r u k t u r t a m b a h a n p e r m u k a a n y a n g k a k u d a n h a n y a t e r d i r i d a r i p r o t e i n y a n g d i s e b u t pilin.a. Tipe pilin (1) Pilin biasa (adhesin) t e r l i b a t d a l a m p e r l e k a t a n b a k t e r i d a n k o n y u g a s i b a k t e r i Gram-positif. (2) Pilin seks b e r p e r a n p a d a p e r l e k a t a n b a k t e r i d o n o r d a n r e s i p i e n p a d a k o n y u g a s i s e l Gram-negatif.b. Fungsi dengan (1) P i l i b i a s a a d a l a h a n t i g e n k o l o n i s a s i a t a u faktor virulensi y a n g b e r k a i t a n b e b e r a p a s p e s i e s m i s a l n y a S. pyogenes d a n Neisseria gonorrhoeae. (2) P i l i i n i j u g a m e n g u b a h s i f a t a n t i f a g o s i t i k , m i s a l n y a protein IVI S. pyogenes.

Bakteri 29L. Endospora 1. Sifat umum. E n d o s p o r a t e r b e n t u k s e b a g a i r e s p o n s u n t u k b e r t a h a n h i d u p t e r h a d a p k o n d i s i n u t r i s i t e r t e n t u , m i s a l n y a k e k u r a n g a n s u m b e r g i z i t e r t e n t u . E n d o s p o r a i a l a h sel-sel bal(teri yang secara metabolii( inal(tif d a n s a n g a t t a h a n t e r h a d a p p e n g e r i n g a n , p e m a n a s a n , d a n berbagai zat k i m i a w i . Endospora berguna u n t u k mengidentifikasi beberapa jenis bakteri ( m i s a l n y a Bacillus d a n Clostridium). 2. Strul(tur a. E n d o s p o r a m e m i h k i s u a t u i n t i y a n g m e n g a n d u n g b a n y a k k o m p o n e n s e l , s u a t u dinding spora, suatu pembungkus luar, suatu selubung, dan suatu eksosporium. b. I n t i m e n g a n d u n g Icalsium dipil(Olinat, y a n g m e m b a n t u s i f a t t a h a n p a n a s d i d a l a m i n t i . 3. Fungsi: e n d o s p o r a m e n j a l a n i g e r m i n a s i d a l a m k o n d i s i n u t r i s i y a n g b a i k s e t e l a h t e r j a d i proses aktivasi dengan merusak selubung spora. Spora bukan struktur reproduktif.IVI. Biofilm i a l a h k u m p u l a n s e l - s e l b a k t e r i y a n g t e r b e n t u k d i d a l a m l i n g k u n g a n t a n a h d a n a i r l a u t d a n permukaan alat yang dicangkokkan secara medik ( m i s a l n y a p r o t e s a ) . B i o f i l m m e n i n g k a t k a n asupan gizi dan seringkali menyingkirkan antimikroba.II. PERTUMBUHAN BAKTERI DAN REPUKASiA. Pertumbuhan 1. Sifat-sifat umum: pertumbuhan bakteri a. I s t i l a h p e r t u m b u h a n b a k t e r i b e r a r t i p e n i n g k a t a n j u m l a h s e l b a k t e r i ( m u l t i p l i k a s i , perkembangbiakan), yang terjadi akibat peningkatan terprogram dari biomasa bakteri. b. H a l i n i t e r j a d i r e p r o d u k s i b a k t e r i a k i b a t p e m b e l a h a n b i n e r , y a n g d i t a n d a i o l e h p a r a m e t e r y a n g d i s e b u t waktU generasi ( w a k t u r e r a t a y a n g d i p e r l u k a n u n t u k menggandakan j u m l a h sel bakteri). C. A n g k a i n i d i t e n t u k a n d e n g a n m e n g u k i i f konsentrasi sel ( p e n g u k u r a n k e k e r u h a n a t a u j u m l a h s e l ) a t a u densitas biomasa ( b e r a t k e r i n g a t a u p e n e n t u a n p r o t e i n ) . d. H a l i n i b i a s a n y a t e r j a d i t i d a k s i n k r o n ( a r t i n y a s e m u a s e l t i d a k m e m b e l a h d i r i t e p a t pada saat yang sama).

30 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi 2. Konsentrasi sel a. K o n s e n t r a s i s e l d a p a t d i u k u r d e n g a n llitung sel llidup m e l i b a t k a n p e n g e n c e r a n b e r a n g - kai pada sampel diikuti dengan perhitungan j u m l a h k o l o n i pada p e r m u k a a n agar-agar. b. Penghitungan partilcel sel a t a u pengul(uran densitas turbidimetrilc ( p e n g u k u r a n d e r a j a t k e k e r u h a n ) (meliputi sel-sel y a n g m a s i h h i d u p m a u p u n y a n g sudah mati). 3. Kurva pertumbuhan bakteri ( G a m b a r 2 . 3 ) a. K u r v a p e r t u m b u h a n b a k t e r i m e l i p u t i i n o k u l a s i b a k t e r i d a r i b i a k a n j e n u h k e d a l a m m e d i a cair segar. B e n t u k k u r v a i n i khas u n t u k l i n g k u n g a n nutrisi tertentu. t Satu sel selalu membelah d i r i m e n j a d i d u a sel Sel ini hanya akan menimbulkan satu koloni, maka hitung \"viabel\" = 1. Dengan densitas Waktu generasi ( b i a s a n y a d i u k u r d a l a m f a s e optik atau massa sel, tampaknya seharusnya log) ialah waktu untuk satu sel membelah menjadi 2 menjadi dua. Kurva Pertumbulian 1 ^ 2 - > 4 8 ^ 1 6 ^ 3 2 ^ 6 4 ^ 1 2 8 - > dst > Masalah Khusustl Kaldu diinokulasi pada 2 x 1 0 ^ sel/mL. Jika fase lag 20 menit dan waktu generasi selI1 adalah 10 menit, berapa banyak sel-sel yang masih mendetoksifikasi pada akhir 60 menit? (Jawaban dan perhitungan digambarkan di bawah ini) Fase Fase log Fase Fase kematian \ lag ^ stasioner#sel Pertum- \pkoennsintagn- , j bpuohnaennseiakls -katan Zat gizi Penurunan logaritmikmedium; tt ee lrapha k a iterjadi pembuatan habis;enzim baru dan produk sampingpeningkatan ukuran toksik; sel-sel baru =untuk siap membelah sel yang matiB. Jawaban untuk Masalah Kurva2x10^sel/mL 2 x 1 0 ^ 4 x 1 0 ^ 8 x 1 0 ^ 16 x 10^ 32 x 10^ = 3200. = 3,2 x 10^ sel/mL i I i 1 iiIff a r 3 f f 40' 5 f f 6 f f1 lag 1 Dua kali li|: at untuk setiap generasi jG A M B A R 2 Pertumbuhan dan pembelahan bakteri. (A) Pembelahan biner (yang bersifat aseksual), kurva pertum-buhan, d a n m a s a l a h y a n g b i a s a t i m b u l . (B) P e n j e l a s a n m e n g e n a i m a s a l a h p a d a k u n / a p e r t u m b u h a n . ( D i m o d i f i k a s i d a r iH a w l e y L B . High yield microbiology and infectious diseases, e d 2 . B a l t i m o r e : L i p p i n c o t t W i l l i a m s & W i l k i n s , 2 0 0 6 : 3 - 1 . )

Bakteri 31 b. K u r v a i n i s e r i n g k a l i d i g a m b a r k a n d a l a m b e n t u k k u r v a j u m l a h l o g a r i t m i k b a k t e r i t e r h a d a p w a k t u ; waktu generasi d i t e n t u k a n d e n g a n m e n g a m a t i w a k t u y a n g d i p e r l u k a n sel-sel u n t u k bertambah menjadi dua kali lipat selama fase p e r t u m b u h a n l o g a r i t m i k . C. K u r v a p e r t u m b u h a n b a k t e r i t e r d i r i d a r i empat fase: (1) Lag—sel-sel y a n g k e h i l a n g a n m e t a b o l i t b e r a d a p t a s i k e p a d a h n g k u n g a n b a r u . (2) Fase eksponensial a t a u l o g — b i o m a s a s e l d i s i n t e s i s d e n g a n k e c e p a t a n y a n g k o n s t a n , sel pada fase i n i u m u m n y a lebih peka terhadap antibiotika. (3) Stasioner—sel k e k u r a n g a n z a t g i z i y a n g p e n t i n g a t a u m e n u m p u k k a n p r o d u k toksik. (4) Kematian a t a u penurunan—sel-sel m u l a i m a t i a k i b a t p r o d u k t o k s i k . 4. Pertumbuhan selaras a. J e n i s p e r t u m b u h a n i n i a d a l a h s u a t u s i t u a s i w a k t u p e m b e l a h a n b a k t e r i d i d a l a m s u a t u biakan berlangsung pada saat yang sama. b. H a l i n i d a p a t t e r c a p a i d e n g a n b e b e r a p a c a r a , t e r m a s u k d e n g a n m e n g h i l a n g k a n t i m i d i n (untuk bakteri yang memerlukan timidin), mengubah siklus suhu inkubasi rendah dan o p t i m a l , germinasi spora, filtasi selektif sel-sel tua (besar) dan m u d a (kecil), atau filtrasi \"sel yang terperangkap\".B. Pembiakan 1. Sifat-sifat umum: pembiakan bakteri a. P e m b i a k a n b a k t e r i i a l a h p e r b a n y a k a n b a k t e r i b e r d a s a r k a n p H s p e s i f i k n y a , k e k h u - susan gasdan suhunya. b. D i l a k u k a n d a l a m m e d i u m c a i r ( k a l d u ) a t a u p a d a t ( a g a r - a g a r ) d a n m e m e r l u k a n lingkungan yang mengandung: (1) S u a t u s u m b e r k a r b o n (2) S u a t u s u m b e r n i t r o g e n (3) S u a t u s u m b e r e n e r g i (4) G a r a m a n o r g a n i k (5) F a k t o r p e r t u m b u h a n (6) D o n o r d a n p e n e r i m a e l e k t r o n 2. Dismutasa superoksida i a l a h s u a t u e n z i m p a d a k u m a n a e r o b d a n f a k u l t a t i f s e r t a a n a e r o b aerotoleran yang m e m u d a h k a n terjadinya pertumbuhan dengan adanya radikal bebas s u p e r o k s i d a (O2\").

32 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi a. E n z i m i n i m e n y e b a b k a n t i m b u l n y a r e a k s i 2 O 2 + 2 H * H 2 O 2 + O 2 . b. R e a k s i i n i m e m p r o d u k s i h i d r o g e n p e r o k s i d a ( H 2 O 2 ) y a n g b e r s i f a t t o k s i k u n t u k s e l - s e l t e t a p i d i u r a i k a n o l e h katalasa a t a u d i o k s i d a s i o l e h s u a t u e n z i m p e r o k s i d a s a .C. Kebutuhan oksigen 1. Aerob obligat: m e m e r l u k a n o k s i g e n u n t u k p e r t u m b u h a n n y a ; m e n g a n d u n g d i s m u t a s a superoksida, yang melindunginya dari O2 toksik. 2. Anaerob obligat: m a t i j i k a a d a O 2 ; p e r t u m b u h a n m a k s i m a l p a d a t e k a n a n k o n s e n t r a s i p 0 2 kurang dari 0,5% sampai 3%. a. B a k t e r i i n i t i d a k m e m i l i k i d i s m u t a s a s u p e r o k s i d a , k a t a l a s a , d a n s i t o k r o m C - o k s i d a s a (enzim yang merusak produk toksik metabolisne oksigen) b. S e b a g a i p e n g g a n t i o k s i g e n , b a k t e r i i n i m e m e r l u k a n z a t l a i n m i s a l n y a p e n e r i m a h i d r o g e n s e l a m a p e m b e n t u k a n e n e r g i m e t a b o l i k d a n m e n g g u n a k a n Jalur metabolisme fermentasi d e n g a n p r o d u k m e t a b o h k t e r t e n t u . c. Sifat-sifat umum: (1) K e l e b i h a n j u m l a h a e r o b i a l a h 1 0 0 0 : 1 d i d a l a m u s u s d a n 1 0 0 : 1 d i d a l a m m u l u t (2) M e l i p u t i 9 9 % f l o r a t o t a l f e k a l ( l O ' V g r a m d a r i t i n j a p a d a u s u s b e s a r ) (3) B i a s a n y a m e n y e b a b k a n i n f e k s i p o l i m i k r o b a , y a n g m e n y e b a b k a n l e b i h d a r i s a t u genus atau spesies (4) B e r b a u b u s u k d. B a k t e r i - b a k t e r i i n i b i a s a n y a d i t e m u k a n p r o k s i m a l d a r i p e r m u k a a n s e l a p u t l e n d i r , tetapi dapat masuk ke dalam jaringan melalui: (1) O b s t r u k s i a t a u p e m b e d a h a n s a l u r a n c e r n a (2) D i v e r t i k u l i t i s (3) O b s t r u k s i b r o n k u s (4) P e r t u m b u h a n t u m o r (5) P e r t u k a k a n ( u l k u s ) s a l u r a n c e r n a o l e h o b a t k e m o t e r a p i . 3. Anaerob fakultatif: t u m b u h d a l a m l i n g k u n g a n a d a a t a u t i d a k a d a o k s i g e n . a. B a k t e r i - b a k t e r i i n i b e r g e s e r d a r i m e t a b o l i s m e f e r m e n t a t i f m e n j a d i r e s p i r a t i f j i k a a d a udara. b. K e b u t u h a n e n e r g i n y a d i p e n u h i d e n g a n m e n g o n s u m s i l e b i h s e d i k i t g l u k o s a d i b a w a h m e t a b o h s m e r e s p i r a t o r i k k e t i m b a n g d i b a w a h m e t a b o h s m e f e r m e n t a t i f (efek Pasteur). c. K e b a n y a k a n bakteri patogen b e r s i f a t a n a r e o b f a k u l t a t i f .

Bakteri 33 4. Anaerob aerotoleran: m i r i p d e n g a n b a k t e r i a n a e r o b f a k u l t a t i f , t e t a p i m e m i l i k i m e t a b o l i s m e fermentatif baik di dalam lingkungan dengan oksigen maupun tanpa oksigen.D. Kebutuhan nutrisi 1. Heterotrof m e m e r l u k a n s e n y a w a a n o r g a n i k y a n g s u d a h t e r b e n t u k ( m i s a l n y a g u l a , a s a m amino) untuk pertumbuhannya. 2. Autotrof t i d a k m e m e r l u k a n s e n y a w a a n o r g a n i k u n t u k p e r t u m b u h a n n y a k a r e n a b a k t e r i i n i dapat mensintesisnya dari senyawaan anorganik dan karbon dioksida.E. IVIedium pertumbuhan 1. Medium pertumbuhan esensial minimum a. M e d i u m i n i h a n y a m e n g a n d u n g s e n y a w a a n p r e k u r s o r p r i m e r y a n g p e n t i n g u n t u k pertumbuhan. b. B a k t e r i y a n g d i b i a k k a n p a d a m e d i u m i n i h a r u s m e n s i n t e s i s k e b a n y a k a n s e n y a w a a n organik yang diperlukan untuk pertumbuhannya. c. W a k t u g e n e r a s i r e l a t i f l a m b a t . 2. Medium pertumbuhan l(omplel(s a. M e d i u m i n i m e n g a n d u n g k e b a n y a k a n s e n y a w a a n o r g a n i k y a n g m e n y u s u n b l o k (misalnya gula, asam amnino, nukleotida) yang diperlukan u n t u k pertumbuhan. b. W a k t u g e n e r a s i u n t u k s u a t u b a k t e r i l e b i h c e p a t k e t i m b a n g w a k t u g e n e r a s i p a d a m e d i u m esensial m i n i m a l . c. O r g a n i s m e ( b a k t e r i ) y a n g s u l i t t u m b u h d i b i a k k a n p a d a m e d i u m i n i . 3. Medium pertumbuhan diferensial ( T a b e l 2 . 1 ) a. M e d i u m i n i m e n g a n d u n g k o m b i n a s i a n t a r a z a t g i z i d a n i n d i k a t o r p H u n t u k m e m u d a h k a n penentuan visual bakteri yang t u m b u h di atas atau di dalamnya. b. K o l o n i d a r i s p e s i e s b a k t e r i t e r t e n t u m e m i l i k i w a r n a t e r t e n t u p u l a . 4. Medium perluinbuhan selektit ( l i h a t T a b e l 2 . 1 ) a. M e d i u m i n i m e n g a n d u n g s e n y a w a a n y a n g m e n c e g a h p e r t u m b u h a n b e b e r a p a b a k t e r i tetapi mempermudah pertumbuhan bakteri lain. b. Z a t w a r n a a t a u g u l a , k a d a r g a r a m y a n g t i n g g i , a t a u p H d i p a k a i u n t u k m e m p e r o l e h selektivitas.

34 E s s e n t i a l : M i k r o b i o l o g i d a n I m u n o l o g i\" W f e f H I i Contoh-contoh Medium Pembialon Diferensial dan Selel(tifAgar darah Bakteri yang Diidentifikaki Mekanisme IdentifikasiAgar Hektoen-enterik Bakteri hemolitik (spesies Darah defibrilasi dalam dasar agar nutrienAgar MacConkey Staphylococcus dan memberikan identifikasi hemolitik-a (zona hijau Streptococcus di sekitar koloni) d a n hemolitik-p (zona jernih diMedium pertumbuhan sekitar koloni) Lowenstein-Jensen Batang Gram-negatif enterik Mengandung garam empedu, tiosulfat, feriMedium Thayer Martin (E. coli, Klebsiella, a m o n i u m sitrat, laktosa d a nsukrosa. Bakteri dan Martin-Lewis Salmonella, d a n Shigella) Gram-positif dihambat dan peragi laktosa/sukrosa d a npembuat HjS dapat diamati. Batang Gram-negatif Mengandung garam empedu, kristal violet, (E. coli, Klebsiella, laktosa, dan merah netral, indikator pH. Garam Salmonella, Shigella dan empedu dan kristal violet menghambat bakteri Proteus) Gram-positif, hanya Gram negatif yang meragi laktosa dapat menjadi koloni berwarna yang menentukan spesiesnya. Mikobakterium Adalah medium kentang-telur dengan gliserin (memberikan asam lemak dan protein) mengandung zatwarna hijau malakit untuk menghambat organisme Gram-positif dan beberapa Gram-negatif dari penisilin d a n asam nalidiksat. Spesies Neisseria Varian dari agar coklat (agar darah yang mengandung eritrosit yang dilisiskan dengan pemanasan untuk memberikan zat gizi) d a n antibiotika untuk menghambat kebanyakan flora normal saluran napas dan genitalia.F. Metabolisme 1. Sifat-sifat umum a. Metabolisme balrteri i a l a h s u a t u p e n j u m l a h a n proses-proses anabolilc ( s i n t e s i s u n t u k m e m b a n g u n i s i s e l y a n g m e m e r l u k a n e n e r g i ) d a n proses l(atabolil( ( p e m e c a h a n i s i s e l disertai pengeluaran produk sampah dan senyawaan kaya energi). (1) B a k t e r i p a t o g e n m e n g h a m b a t m e t a b o h s m e heterotrofil(. (2) M e t a b o l i s m e d a p a t b e r v a r i a s i t e r g a n t u n g d a r i l i n g k u n g a n n u t r i s i n y a . b. Sistem transpor bal(teri m e l i b a t k a n p e n g i k a t a n p a d a m e m b r a n a t a u t r a n s p o r p r o t e i n untuk gula dan asam amino.

Bakteri 35 (1) S e r i n g k a l i d i p e r l u k a n e n e r g i u n t u k m e n g o n s e n t r a s i k a n s u b s t r a t d i d a l a m s e l . (2) B i a s a n y a z a t g i z i y a n g t e l a h d i k a t a b o l i s a s i m u d a h d i a n g k u t ; k e c u a l i g l u k o s a y a n g bersifat konstitutif. (3) S i s t e m f o s f o t r a n s f e r a s a s e r i n g d i p e r g u n a k a n u n t u k m e n g a n g k u t g u l a .2. Metabolisme karbohidrat a. Fermentasi i a l a h s u a t u c a r a u n t u k m e m p e r o l e h e n e r g i m e t a b o l i k y a n g k h a s u n t u k fosforilasi substrat. (1) P e m b e n t u k a n adenosin trifosfat (ATP) t i d a k b e r g a n d e n g a n d e n g a n p e m i n d a h a n elektron. (2) D i p e r l u k a n s u a t u p e n e r i m a e l e k t r o n o r g a n i k ( m i s a l n y a p i r u v a t ) . (3) D i s i n t e s i s p r o d u k a k h i r m e t a b o l i k s p e s i f i k , y a n g d a p a t m e m b a n t u u n t u k mengidentifikasi spesies bakteri. b. Respirasi m e r u j u k p a d a c a r a u n t u k m e m p e r o l e h e n e r g i y a n g m e l i b a t k a n fosforilasi Oksidatif. (1) T e r b e n t u k A T P s e l a m a p e m i n d a h a n e l e k t r o n d a n r e d u k s i o k s i g e n d a l a m b e n t u k gas pada respirasi a e r o b i k . (2) S e l a m a p r o s e s i n i d i p e r g u n a k a n r a n t a i t r a n s p o r e l e k t r o n m e m b r a n s e l y a n g tersusun dari enzim sitokrom, kofaktor lipid dan faktor pengatur pasangan.3. Pengaturan a. Pengaturan aktivitas enzim (1) E n z i m a d a l a h s u a t u protein alosterik, p e k a u n t u k m e n g i k a t m o l e k u l e f e k t o r y a n g mempengaruhi aktivitasnya. (2) Terjadi penghambatan umpan balik o l e h p r o d u k a k h i r . (3) Peningkatan pengikatan substrat m e n g a t u r a k t i v i t a s k a t a l i t i k . b. Pengaturan sintesis enzim m e h b a t k a n m e k a n i s m e b e r i k u t : (1) P r o t e i n p e n g a t u r a l o s t e r i k y a n g m e n g a k t i f k a n (pengaktif) a t a u m e n g h a m b a t (penekan) t r a n s k r i p s i g e n . (2) Penekanan umpan balik produk akhir e n z i m j a l u r m e t a b o l i s m e b i o s i n t e t i k . (3) Induksi substrat e n z i m k a t a b o h k (4) Pelemahan sekuens pengendalian d a l a m e n z i m m R N A . (5) Penekanan katabolisme, y a n g b e r a d a d i b a w a h p e n g e n d a l i a n p o s i t i f protein pengaktif katabolit.

36 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi c. Efek Pasteur d i s e b a b k a n o l e h t e r h a l a n g n y a o k s i g e n o l e h k a p a s i t a s f e r m e n t a t i f bakteri fakultatif. E n e r g i y a n g d i b u t u h k a n o l e h b a k t e r i d i p e n u h i d e n g a n m e n g g u n a k a n l e b i h sedikit glukosa selama pertumbuhan aerob.G. Sintesis dinding sel ( G a m b a r 2 . 4 ) 1. S i n t e s i s d i n d i n g s e l m e h p u t i s i n t e s i s s i t o p l a s m a s u b u n i t p e p t i d o g l i k a n , y a n g d i t r a n s - lokasikan oleh suatu pembawa lipid m e m b r a n d a n beranyam terhadap dinding sel yang ada oleh e n z i m yang berhubungan dengan m e m b r a n plasma bakteri Gram-positif atau ditemukan di dalam daerah periplasma bakteri Gram-negatif. 2. P a d a s e l - s e l G r a m - p o s i t i f , p e r i s t i w a i n i m e l i b a t k a n i k a t a n k o v a l e n a s a m t e i k o a t k e p a d a residu asam TV-asetilmuramat. 3. P a d a s e l - s e l G r a m - n e g a t i f , d i t a m b a h k a n t i g a k o m p o n e n ( l i p o p r o t e i n , m e m b r a n l u a r , lipopolisakarida), yang konstituen atau subunitnya disintesis pada atau d i dalam m e m b r a n sitoplasma d a n disusun d i luar sel. III. ¥!RUS BAKTERIA. Sifat umum: bakteriofaga i a l a h v i r u s b a k t e r i y a n g s e r i n g k a l i d i s e b u t faga. 1. P a r a s i t i n t r a s e l u l a r o b l i g a t i n i a d a l a h m i k r o b a i n f e k s i u s s p e s i f i k - i n a n g u n t u k b a k t e r i . 2. Virion bakteriofaga a d a l a h p a r t i k e l i n f e k s i u s l e n g k a p ( m a t e r i g e n e t i k d a n k a p s i d ) . 3. K o m p o n e n u t a m a n y a i a l a h p r o t e i n d a n R N A a t a u D N A .B. Kelas morfologi bakteriofaga 1 . Faga polihedral b i a s a n y a t e r s u s u n d a r i s e l u b u n g l u a r p r o t e i n b e r b e n t u k p o l i h e d r a l (kapsid), yang mengelilingi asam nukleat. a. B a g i a n i n i m e n g a n d u n g l a p i s a n g a n d a l i p i d a n t a r a d u a l a p i s a n k a p s i d p r o t e i n ( f a g a P M - 2 ) . b. Materi genetiknya m e n g a n d u n g s a l a h s a t u d a r i b e r i k u t i n i : (1) D N A s i r k u l a r b e r s e r a t g a n d a ( P M - 2 ) (2) D N A b e r s e r a t t u n g g a l ( 9 X 1 7 4 d a n M - 1 2 ) (3) R N A l i n i e r b e r s e r a t t u n g g a l ( M S 2 d a n Q p ) (4) S a t u f a g a ( G 6 ) y a n g m e m i l i k i t i g a p o t o n g R N A b e r s e r a t g a n d a .

Bakteri 37 NAG — UDP •J S i n t e s i s prel<ursor p e p - Kompleks NAM-P5 dipin- tida penghubung (5 asam dahkan dari UDP ke BPP amino) (Ps) dihalangi yang terikat pada mem- oleh sikloserin bran. Unit pengulangan peptidoglikan dilengkapi dengan penambahan SITOPLASMA NAG UDP BP- NAM Permukaaan BPP NAG dalamDaur ulang BPP Pi 3 Unit berulang dibawa oleh BBP ke permukaandihalangi oleh luar membran, di sini ia mengikatkan diri kepadabasitrasin BPP ujung bebas peptidoglikan yang sudah ada. Proses ini dihalangi oleh vankomisinNAM KiAn-. L NAM NAG 1 NAM MEMBRAN • NAG Permukaaan luar R a n t a i s a m p i n g P5 d i a n y a m oleh protein pengikat penisilin dengan pengeluaran alanin terminal. Proses ini dihalangi oleh p-laktamasa NAM NAG NAM NAG NAM NAGGambar 2-4. S i n t e s i s p e p t i d o g l i k a n . NAM =asam N-asetilmuramat NAG = asam N-asetilglukosamin BPP =Baktoprenol fosfat P4 = P e p t i d a p e n g a n y a m Ps =Prekursor peptida penganyam DAP = Asam diaminopimelinat

38 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi2. Faga berbentuk benang m e m i l i k i k a p s i d p r o t e i n b e r b e n t u k b e n a n g y a n g m e n g e l i l i n g i s u a t u genom D N A berserat tunggal (fl dan M-13). a. F a g a i n i m e n g i n f e k s i b a k t e r i m e l a l u i p i l i b a k t e r i i n a n g ; m a k a f a g a i n i s p e s i f i k bakteri-jantan. (Pili hanya ada pada bakteri jantan). b. F a g a i n i t i d a k m e l i s i s k a n s e l i n a n g s e l a m a p r o s e s r e p l i k a s i .3. Faga kompleks m e m i h k i k e p a l a p o l i h e d r a l p r o t e i n y a n g m e n g a n d u n g D N A b e r s e r a t g a n d a linier dan sebuah ekor protein dan s t r u k t u r tambahan lain. Jenis i n i m e l i p u t i faga lambda Escherichia coli.C. Kelas genetik bakteriofaga1. Faga RNA m e r u j u k k e p a d a s e m u a f a g a y a n g m a t e r i g e n e t i k n y a i a l a h R N A . bekerja a. F a g a i n i s p e s i f i k u n t u k b a k t e r i d e n g a n p i l i j a n t a n . ( k h a s j a n t a n ) . b. R N A n y a b e r s e r a t t u n g g a l ( k e c u a l i u n t u k 0 6 , l i h a t X B - 1 ) . R N A i n i d a p a t sebagai m R N A polisistronik.2. Faga DNA m e r u j u k k e p a d a s e m u a f a g a y a n g m a t e r i g e n e t i k n y a i a l a h D N A . a. F a g a i n i m e n g a n d u n g b a s a a s a m n u k l e a t y a n g s e r i n g m e n g a l a m i g l i k o s i l a s i a t a u metilasi. b. T e r d a p a t b e b e r a p a b a s a a s a m n u k l e a t y a n g t i d a k l a z i m , m i s a l n y a 5 - h i d r o k s i m e t i l sitosin atau 5-hidroksimetil urasil. c. A d a d u a k e l a s y a n g t e l a h d i k e t a h u i ; virulen a t a u sedang, t e r g a n t u n g d a r i a p a k a h p o l a replikasinya betul-betul litik (virulen) atau bergantian antara litik dan lisogenik (sedang).D. Replikasi bakteriofaga 1. Sifat-sifat umum: f a g a m e n g a d a k a n r e p l i k a s i d e n g a n m e n g g u n a k a n p e r a l a t a n b i o s i n t e t i k s e l inang. Selama berlangsung replikasi, g e n o m faga d i s u n t i k k a n ke d a l a m sel inang. (Kecuali faga yang berbentuk benang). a. R a n g k a i a n d a s a r p e r i s t i w a n y a i a l a h a d s o r p s i ; p e n e t r a s i ; t r a n s k r i p s i , t r a n s l a s i khas-faga, atau keduanya; penggabungan; lalu pengeluaran faga. b. P e r i s t i w a i n i d i m u l a i d e n g a n i n t e r a k s i a n t a r a r e s e p t o r f a g a d a n t e m p a t r e s e p t o r permukaan bakteri spesifik. c. T e l a h d i k e n a l a d a d u a p o l a u n t u k f a g a D N A ; litik a t a u lisogenik. d. U n t u k f a g a v i r u l e n , r e p h k a s i n y a b i a s a n y a a k a n s e l e s a i d a l a m 3 0 s a m p a i 6 0 m e n i t .

Bakteri 3 92. Replikasi litik t e r j a d i p a d a f a g a v i r u l e n ( f a g a T E. coli) d a n m e n g a k i b a t k a n llsis sel Inang.a. G a l u r b a k t e r i d a p a t d i i d e n t i f i k a s i k a n b e r d a s a r k a n p a d a l i s i s o l e h s e p e r a n g k a t f a g am e l a l u i p r o s e s y a n g d i s e b u t p e n e t a p a n tipe faga (pliage typing).b. Kurva pertumbuhan satu langkah d i c a t a t b e r d a s a r k a n s i t u a s i e k s p e r i m e n t a l d e n g a npemantauan satu siklus replikasi faga litik.(1) K u r v a i n i m e n c a t a t j u m l a h v i r u s i n f e k s i u s y a n g d i p r o d u k s i t e r h a d a p w a k t u s e t e l a hi n f e k s i d e n g a n m e n g g u n a k a n pemeriksaan plak, s u a t u p e m e r i k s a a n b e r p u s a t p a d ainfeksi yang perhitungannya dibuat berdasarkan daerah fokal tempat terjadinyalisis yang diinduksi oleh faga pada suatu lapisan biakan bakteri.(2) Data y a n g d i p e r o l e h d a r i k u r v a p e r t u m b u h a n s a t u l a n g k a h m e l i p u t i :(a) Waktu replikasi: w a k t u r e r a t a y a n g d i p e r l u k a n s u a t u f a g a u n t u k b e r e p l i k a s i d a l a m suatu sel i n a n g dan d i k e l u a r k a n dari sel tersebut.(b) Ukuran pecah (burst size): j u m l a h f a g a i n f e k s i u s y a n g d i b u a t d a r i s e t i a p f a g a y a n g menginfeksi.(c) IVIasa ekiips: w a k t u d a r i m u l a i t e r j a d i i n f e k s i s a m p a i s i n t e s i s v i r u s i n f e k s i u s intrasel pertama.3. Replikasi lisogenik h a n y a t e r j a d i p a d a faga sedang ( f a g a L a m b d a E. coli) ( G a m b a r 2 . 5 ) .a. S i n t e s i s protein penekan s p e s i f i k f a g a m e n g h a m b a t t r a n s k r i p s i k h a s - f a g a , m a k a m e m -batasi sintesis protein khas-faga. Jika protein penekan faga dirusakkan, faga dapatkembali mengadakan replikasi litik.b. Profaga ( D N A f a g a ) d i m a s u k k a n k e d a l a m t e m p a t p e r l e k a t a n s p e s i f i k d i d a l a m D N Asel inang.(1) M a s u k n y a p r o f a g a m e n g u b a h i m u n i t a s t e r h a d a p i n f e k s i o l e h f a g a d a r i t i p e y a n gmirip dengan faga penginfeksi.(2) P r o f a g a d i t e r u s k a n k e p a d a b a k t e r i g e n e r a s i b e r i k u t n y a .c. Dapat dibuat faga transduksi khusus atau terbatas ( G a m b a r 2 . 6 ) .d. P a d a konversl faga lisogenik d a p a t t e r j a d i r e p l i k a s i l i s o g e n i k , p e r u b a h a n d a l a m f e n o t i p ebakteri sebagai akibat dari tampilan terbatas gen di dalam profaga. Mekanisme i n iterjadi dalam situasi berikut:(1) P a d a sebagai akibat infeksi oleh profaga epsilon.(2) K o n v e r s i g a l u r nontoksigenik menjadi galur pembuattoksin.(3) K o n v e r s i -n botMiin;:!/: n o n t o k s i g e n i k t i p e C d a n D m e n j a d i g a l u rpembuat toksin.

40 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi DNA faga(garis halus) •J D i p e r l i h a t k a n f a g a s e d a n g L a m b d a {X). F a g a L a m b d a t e r i k a t pada reseptor spesifik dan menyuntik DNA, yang melingkar.I att ± tatt ] 2 Jika protein penekan fungsional cukup segera dibuat, protein ini menghambat transkripsi protein struktural danproduksi aktif virus, mempermudah virus D N A berintegrasi. Di sini faga dapat berlanjut k e dalam siklus hidup litik jika perjuangan pengaturan ini berlangsung ke arah sebaliknya.Kromosom G a m b a r a n d i p e r b e s a r d a r i i n t e g r a s i DNA l a m b d a P e r h a t i k a n bahwa kedua molekul D N A memiliki daerah kecil homologi ( t e m p a t att) t e m p a t t e r j a d i p e m a s a n g a n d a n p e r s i l a n g a n . I n i adalah contoh klasik rekombinasi spesifik-tempat di mana molekul seluruhnya diintegrasikan ketimbang hanya berganti t e m p a t . P e r h a t i k a n b a h w a att b e r a d a d i a n t a r a g e n b a k t e r i gal d a n bio. 4 Ini adalah s e l dilisogenisasi (keadaan ini disebut lisogeni). Jika D N A bakteri inang menggandakan diri, D N A faga juga turut digandakan. Sepanjang protein penekan terus dibuat dan tetap berfungsi, lisogeni tetap berlangsung. 5 Integrasi profaga sedikit banyak analog dengan integrasi salinan D N AHIV ke dalam kromosom manusia, di mana virus ini diam sebagai provirus.G a m b a r 2 T r a n s d u k s i : f a g a s e d a n g d a n l i s o g e n i . ( D i m o d i f i k a s i d a r i H a w l e y L B . High yield microbiology andinfectious diseases, e d 2 . B a l t i m o r e : L i p p i n c o t t W i l l i a m s & W i l k i n s , 2 0 0 6 : 5 - 9 . )

Bakteri 41 Penekan yang rusak f I Gen bakteri iA. Pemotongan B. Pemotongan yang sempurna menyimpangPenekan yang rusak Jg- P e n e k a n y a n g r u s a k Genom aduh! lambda disalin Salinan genom dengan gen gal* E, coli Dengan produk gen penekan yang rusak, virus sedang sekarang dapat berlanjut ke dalam produksi litik aktif.Hanya DNA lambda pada semua kepala faga Bagian dari D N A lambda plus gen gal * p a d a s e m u a k e p a l a f a g aUmumnya diproduksi faga lambda normal.Faga-faga ini tidak mentransduksi. Jika setelah Diproduksi faga tansduksi lambda khusus,pemotongan D N A terjadi kesalahan pengemasan m a s i n g - m a s i n g m e m b a w a g e n gat. ( M u n g k i nDNA lanjut, lalu faga transduksi u m u m harus h a n y a g e n gal a t a u bio y a n g t e l a h d i a m b i l ) .diproduksi bersama dengan faga nontransduksinormal ini.Gambar 2.6. Transduksi: induksi/pemotongan profaga. Jika penekan pada sel yang lisogenik dirusak oleh sinar ultraviolet,dingin atau obat pengalkil, sel ini \"diinduksi\" menjadi memproduksi virus aktif, yang mulai dengan pemotongan D N Aprofaga. Pemotongan ialah kebalikan dari integrasi spesifik tempat. Proses normal induksi/pemotongan profagamenyebabkan terjadinya replikasi faga sedang aktif yang diperlihatkan pada (A). Pemotongan menyimpang menyebabkant e r j a d i n y a p r o d u k s i f a g a t r a n s d u k s i k h u s u s y a n g d i p e r l i h a t k a n p a d a (B). ( D i m o d i f i k a s i k a n d a r i H a w l e y L B . High yieldmicrobiology and infectious diseases, e d 2 . B a l t i m o r e : L i p p i n c o t t W i l l i a m s & W i l k i n s , 2 0 0 6 : 5 - 1 0 . )

42 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi IV. GENETIKAA. Perbandingan genom baltteri dan eukariota 1. Genom eukariota a. Struktur: G e n o m e u k a r i o t a : (1) B e r s i f a t diploid d e n g a n d u a s a l i n a n h o m o l o g d a r i s e t i a p k r o m o s o m , k e c u a l i p a d a beberapa jamur.\ (2) B e r a d a d a l a m d u a a t a u l e b i h k r o m o s o m l i n i e r y a n g t e r l e t a k d i d a l a m i n t i y a n g I terbungkus membran). (3) M e n g a n d u n g intron ( s e k u e n s D N A t i d a k d i t r a n s l a s i k a n m e n j a d i p r o d u k g e n ) d a n informasi genetik berlebihan. b. Replikasi (1) M u l a i p a d a b e b e r a p a t i t i k d i s e p a n j a n g m o l e k u l D N A l i n i e r . (2) D i a t u r o l e h p e n g i n d u k s i g e n s p e s i f i k a t a u z a t p e n g h a m b a t . (3) M e l i b a t k a n s t r u k t u r k h u s u s , gelendong, y a n g m e n a r i k k r o m o s o m y a n g b a r u terbentuk ke dalam inti yang terpisah selama mitosis. 2. Genom prokariota a. Struktur: G e n o m p r o k a r i o t a b e r s i f a t haploid ( t u n g g a l , k r o m o s o m m e l i n g k a r m e n g - kode beberapa ribu gen). G e n o m ini dapat mengandung potongan ekstra k r o m o s o m D N A y a n g d i s e b u t plasmid d a n u n s u r g e n e t i k y a n g d a p a t b e r g e r a k y a n g d i s e b u t s e b a g a i transposon d a n integron. (1) Plasmid (a) P o t o n g a n D N A i n i m e r e p l i k a s i k a n d i r i b e b a s d a r i r e p l i k a s i k r o m o s o m . (b) P l a s m i d d a p a t m u n c u l s e b a g a i s u a t u b e n t u k episom y a n g d a p a t b e r i n t e g r a s i k e dalam k r o m o s o m bakteri dan bereplikasi bersamanya, (C) P l a s m i d d a p a t m e m b a w a g e n resistensi terhadap antibiotika ( m i s a l n y a g e n E M - 1 P - l a k t a m a s a E. coli), gen toksin ( m i s a l n y a e n t e r o t o k s i n E. coli), d a n t r a n s p o s o n . (2) Transposon (a) Unsur genetik yang dapat bergerak i n i t i d a k d a p a t m e n g a d a k a n r e p H k a s i b e b a s . (b) T r a n s p o s o n m e n g a n d u n g r a n g k a i a n y a n g d i s i s i p k a n d a n d a p a t m e m i n d a h k a n informasi genetik dengan menyisipkan gen ke dalam k r o m o s o m bakteri atau plasmid.

Bakteri 43 (c) T r a n s p o s o n d a p a t m e n g a n d u n g g e n resistensi terliadap antibiOtil(a s e p e r t i p a d a Neisseria gonorrhoeae, P - l a k t a m a s a , a t a u f a k t o r v i r u l e n s i s e p e r t i e n t e r o t o k s i n t a h a n - p a n a s E. coli. (3) Integron (a) Unsur genetik yang dapat bergerak ini t e r d i r i d a r i g e n i n t e g r a s a d a n s e r a n g k a i a n (kaset) gen resistensi antibiotika ditambah dengan rangkaian gen sisipan (tempat perlekatan) dan daerah promosi yang mengendalikan semua gen r e s i s t e n s i ( d i a m a t i p a d a r e s i s t e n s i Mycobacterium tuberculosis). (b) I n t e r g r o n t i d a k d a p a t b e r e p l i k a s i b e b a s . (4) Pulau-pulau patogenitas (a) Kelompok gen terkait-virulensi ini m e n g k o d e u n t u k s i s t e m s e k r e s i u n i k , t o k s i n , adesin, dan protein pengatur dan mengandung gen-gen integrasa dan trans- posasa. (b) P u l a u - p u l a u i n i b e r h u b u n g a n d e n g a n g e n - g e n t - R N A p a d a k r o m o s o m b a k t e r i atau plasmid. b. Replikasi (1) Replikon i a l a h i s t i l a h u m u m u n t u k l i n g k a r a n D N A b e r s e r a t g a n d a ( k r o m o s o m , plasmid) yang m a m p u untuk mengadakan replikasi. (2) R e p l i k o n m e n g g a n d a k a n d i r i d a l a m d u a a r a h (5'P04 k e 3 ' O H ) y a n g b e r m u l a d a r i lokasi yang tetap.B. Pemindahan gen antar organisme 1. Sifat-sifat umum a. V a r i a b i l i t a s g e n p a d a m i k r o b a d i p e r t a h a n k a n m e l a l u i pertukaran d a n rekombinasi bentuk alelik gen. b. P e r t u k a r a n i n i p a l i n g e f i s i e n t e r j a d i a n t a r s e l - s e l d a l a m s p e s i e s y a n g s a m a . C. P e r t u k a r a n g e n j u g a d a p a t t e r j a d i k e t i k a t e r j a d i p e r s i l a n g a n a n t a r k r o m o s o m h o m o l o g atau melalui cara non-homolog (misalnya pergerakan plasmid atau transposon, penyisipan gen virus). d. P e m i n d a h a n g e n d a p a t m e n y e b a b k a n t e r j a d i t i m b u l n y a s i f a t b a r u ( m i s a l n y a a n t i g e n , toksin, resistensi antibiotika). e. T e l a h d i k e t a h u i t i g a m e k a n i s m e p e r t u k a r a n g e n : k o n y u g a s i , t r a n s d u k s i , d a n t r a n s - formasi.

44 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi 2. Konyugasi: S a l a h s a t u c a r a p e m i n d a h a n m a t e r i g e n e t i k ( b i a s a n y a p l a s m i d ) d a r i d o n o r kepada p e n e r i m a d e n g a n cara k o n t a k fisik. Pada sel-sel Gram-positif, k o n t a k terjadi antara adesin yang dikode oleh plasmid pada seld o n o r dan reseptor pada sel penerima. Pada sel-sel G r a m - n e g a t i f , k o n t a k terjadi melalui pili seks, k o n y u g a s i sel G r a m - n e g a t i f biasanya melibatkan salah satu dari empat tipe plasmid ( G a m b a r 2.7 dan 2.8):Kromosom IHal yang penting:bakteri P a d a y a n g j a n t a n a t a u o r a n g t u a F*, a d a f a k t o r fertilitas tetapi bebas dari kromosom bakteri. Pemindahan bersifat searah dari jantan ke betina. L e b i h d a h u l u d i p i n d a h k a n Ori T, l a l u d i i k u t i o l e h sisa gen plasmid.Plasmid Sel F* Sel F- Perhatikan, hanya satu serat dupleks D N A plas- mid yang dipindahkan. Daerah yang kehilangan ini diduplikasi ulang (diperlihatkan sebagai garis titik-titik), sehingga donor selalu tetap memiliki genotipe yang sama. Gen terakhir yang dipindahkan ialah yang berada p a d a d a e r a h tra. Pemindahan plasmid terjadi cukup cepat, maka diperkirakan seluruh plasmid dapat d i p i n d a h k a n '\"10°'' d a l a m w a k t u t e r s e b u t k e c u a l i jika disebutkan lain. Perhatikan bahwa selF~menjalani perubahan seks menjadi F * (jantan). Kedua selF * ini menjadi tidak lagi berpasangan. Sel F* Sel F * dengan plasmid Perhatikan, tidak ada gen BAKTERI yang (tidak berubah) baru tetapi tidak memiliki dipindahkan. gen bakteri baruG A M B A R 2 . 7 K o n y u g a s i : P e r s i l a n g a n F * n F . ( D i m o d i f i k a s i k a n d a r i H a w l e y L B . High-yield microbiology and infectiousdiseases. E d 2 . B a l t i m o r e ; L i p p i n c o t t W i l l i a m s & W i l k i n s , 2 0 0 6 : 5 - 5 . )

Bakteri 45 Hal yang penting; Donor Hfrberarti bahwa faktor fertilitas (garis halus) sudah diintegrasikan ke dalam kromosom bakteri (garis kelabu lebih tebal). Pada persilangan ini, gen plasmid mulai pada Ori T a k e n l e b i h d a h u l u d i p i n d a h k a n , d i i k u t i o l e h gen bakteri dalam urutan linier menjauhi plasmid.Hfra-'bVd\"' x F'a-b-c-d\" 2 Perhatikan bahwa ketika F *x F \" bersilangan, hanya satu serat dupleks D N A dipindahkan. Daerah yang dipindahkan digandakan kembali (reduplikasi) (perhatikan model pengguliran dl sebelah kiri); sehingga donor tetap selalu dalam genotipe yang sama. JIKA seluruh kromosom dipindahkan, gen t e r a k h i r y a n g d i p i n d a h k a n i a l a h d a e r a h tra. 3 Perlu waktu kira-kira 2 jam untuk terjadinya suatu pemindahan lengkap. Karena jembatan sitoplasma dan D N A begitu halus, perkawinan biasanya tennterupsi sebelum pemindahan menjadi lengkap. Dianggap bahwa perkawinan ini terganggu dan penerima mendapat beberapa gen baru tetapi (karena tidak mendapat operon tra) t i d a k m e n j a d i H f r . berdegradasi Sel F \"dengan SelHfr gen bakteri(tidak berubah) b a r u ; a* d a n b*GAIWBAP ?' Konyugasi; Persilangan HfrX F .D N A yang baru disintesis tampak sebagai garis putus-putus.( D i m o d i f i k a s i k a n d a r i H a w l e y L B . Higti-yield microbiology and infectious diseases. E d 2 . B a l t i m o r e ; L i p p i n c o t t W i l l i a m s& Wilkins, 2006;5-6.)

Essential: Mikrobiologi dan Imunologi a. Plasmid F (fertilitas), y a n g m e m u d a h k a n t e r c i p t a n y a p U i s e k s y a n g d i p e r l u k a n u n t u k pemindahan konyugasi plasmid Fkepada penerima (1) S e l - s e l y a n g m e n g a n d u n g p l a s m i d d i s e b u t F'*'. (2) P l a s m i d F d a p a t b e r i n t e g r a s i k e d a l a m D N A k r o m o s o m , m e n c i p t a k a n d o n o r rekombinasi frekuensi tinggi (Hfr) d a n d a r i s i n i D N A k r o m o s o m s i a p u n t u k d i p i n - dahkan. b. Faktor R, y a n g m e n g a n d u n g g e n y a n g m e n g u b a h resistensi terhadap obat. (1) G e n r e s i s t e n s i s e r i n g d i b a w a o l e h t r a n s p o s o n . (2) F e n o t i p r e s i s t e n s i d i t a m p i l k a n m e l a l u i s e l e k s i a l a m i a h . c. Plasmid F' d a n R', y a n g m e r u p a k a n plasmid fertilitas atau resistensi y a n g d i d a l a m n y a daerah tertentu D N A k r o m o s o m dapat direplikasikan dan dipindahkan melalui konyugasi k r o m o s o m secara bebas.3. Transduksi i a l a h pemindahan rangkaian faga D N A i n a n g y a n g d i m e d i a s i o l e h f a g a . P e r i s t i w a ini terjadi melalui faga sedang, dan dalam kondisi tertentu, oleh faga litik. H a l i n i terjadi dalam dua bentuk: a. P a d a transduksi umum, f a g a s e c a r a a c a k m e n g e m a s D N A i n a n g d i d a l a m s e l u b u n g bakteriofaga dan dapat m e m i n d a h k a n setiap gen. Partikel transduksi hanya mengan- dung D N A inang (Gambar 2.9). b. P a d a transduksi khusus, f a g a l i s o g e n i k l e b i h s u k a m e m i n d a h k a n s e g m e n D N A i n a n g dekat tempat integrasi profaga (Gambar 2.10). Faga penyebab transduksi mengandung baik gen-gen virus m a u p u n inang.4 . Transformasi i a l a h asupan langsung d a n r e k o m b i n a s i f r a g m e n D N A t e l a n j a n g m e l a l u i d i n d i n g sel bakteri y a n g k o m p e t e n . Proses i n i jarang terjadi secara alamiah ( G a m b a r 2.11). a. Faktor kompetensi p e r m u k a a n ( e n z i m r e s e p t o r D N A ) k a d a n g - k a d a n g m e n y e b a b k a n terjadinya transformasi. Faktor ini hanya diindikasikan pada titik khusus pada siklus pertumbuhan bakteri. b. B a k t e r i k a d a n g - k a d a n g d i i n d u k s i u n t u k m e n j a l a n i t r a n s f o r m a s i m e l a l u i p e n g o l a h a n dengan kalsium klorida dan renjatan suhu (temperature shock). C. T r a n s f o r m a s i d i p e r g u n a k a n d a l a m r i s e t r e k o m b i n a n D N A d a n s e c a r a k o m e r s i a l u n t u k memasukkan gen manusia melalui vektor ke dalam bakteri u n t u k produksi yang cepat dan dalam skala besar produk-produk gen manusia.

Bakteri 47 Transduksi UmumaProduk Sel 2 1. Faga pentransduksi umum membawa D N A bakteri dari selg e n recA Eksogenot 1 menginfeksi sel2 (mungkin (dari sel 1) dari spesies yang sama, tetapi mungkin secara genetik tidaka Gen pada identik) -potongan linier ini akan didegradasi 2. Jika sel tersebut memiliki sistem rekombinasi ututiSecara tetap sel 2 diubah oleh gen ( m i s a l n y a p r o t e i n recA), l a l udari sel 1 DNA disejajarkan dan dapat terjadi pertukaran antara bagian DNA yang hampir homolog (misalnya alel gen yang sama). 3. Mungkin timbul kombinasi baru g e n . S e b a g a i c o n t o h , g e n a* s e b e l u m n y a t e r i k a t p a d a b* sebaliknya sekarang terikat p a d a g e n b~. G e n - g e n y a n g menghuni kromosom bakteri melingkar tetap stabil karena mereka dilindungi dari degradasi eksonukleasa.Pada transduksi umum, setiap gen bakteri memiliki kesempatan yang samauntuk dimasukkan ke dalam kepala faga dan dipindahkan kepada sel bakteriberikutnya yang terinfeksi.G A M B A R 2 . 9 T r a n s d u k s i u m u m . ( D i m o d i f i k a s i k a n d a r i H a w l e y L B . High-yield microbiology and infectious diseases. E d2. Baltimore; Lippincott Williams & Wilkins, 2006:5-8.)

48 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi ;si Khusus = Transduksi Terbatas T r a n s d u k s i f a g a d i r a n c a n g p a d a s u a t u s e l gal * o l e h i n d u k s i s u a t u p r o f a g a . F a g a c a c a t i n i m e m i l i k i g e n l a m b d a d a n g e n b a k t e n gal F a g a gal * p e n t r a n s d u k s i s e k a r a n g m e n y u n t i k k a n D N A - n y a k e d a l a m s e l gal ~.S e l E. C O / / g a / ^ t e r i n f e k s i d e n g a n 3. Jika sel memiliki sistem rekombinasi fungsional, rekombinasi suatu faga pentransduksi homolog dapat menstabilkan beberapa gen yang dipindahkan ke y a n g m e m b a w a gal *. dalamnya. Pada kasus ini, rekombinasi telah menyebabkan t e r b e n t u k n y a s e l gal Rinqkasan Transduksi khusus 1. Faga pentransduksi khusus dibuat oleh kesalahan pemotongan. 2. Hanya gen-gen yang berdampingan dengan tempat penyisipan gen (att) d a r i f a g a s e d a n g d a p a t d i i n t e g r a s i k a n k e d a l a m f a g a . 3. Gen-gen harus distabilkan oleh rekombinasi homolog. S e k a r a n g gal *G A M B A R 2 . 1 0 . T r a n s d u k s i k h u s u s a t a u t e r b a t a s . ( D i m o d i f i k a s i k a n d a r i H a w l e y L B . High-yield microbiology and infectiousdiseases. E d 2 . B a l t i m o r e ; L i p p i n c o t t W i l l i a m s & W i l k i n s , 2 0 0 6 : 5 - 1 1 . )C. Tampilan (ekspresi) gen 1. Transkripsi i a l a h p e m i n d a h a n i n s t r u k s i s i n t e s i s p r o t e i n t e r i k a t - D N A k e p a d a m R N A . R a n g k a i a n p e n d e k basa-basa D N Ad i u r a i k a n dari p i l i n a n n y a d a n basa-basa ribo- nukleotida pelengkap yang disejajarkank e dalam cetakan D N A . a. P a d a b a k t e r i , p e r i s t i w a i n i d i m e d i a s i o l e h polimerasa RNA d a n d i m u l a i o l e h p e n g i k a t a n faktor Sigma, s u a t u s u b u n i t p o l i m e r a s a R N A , k e p a d a daerali promosi m o l e k u l D N A . b. T r a n s k r i p s i t e r j a d i d e n g a n a r a h 5'P04 k e 3 ' O H . 2. Translasi i a l a h p e n g g a b u n g a n r a n t a i p o l i p e p t i d a d a r i t r a n s k r i p m R N A . a. P e r i s t i w a i n i t e r j a d i p a d a r i b o s o m . b. A s a m a m i n o b e r g a b u n g b e r s a m a m e l a l u i t R N A d a l a m h u b u n g a n n y a d e n g a n t r a n s k r i p m R N A yang dikode oleh triplet.

Bakteri 49 Pemindahan Gen: Transformasi Bakteri DNA bebas 1 . S u a t u b a k t e r i , d a l a m t i a l i n i Streptococcus pneumoniae y a n g dari sel mati membawa gen untuk pembentukan kapsul, telah mati dan dengan gen m e n g e l u a r k a n a s a m n u k l e a t n y a d i d e k a t k u m a n S . pneumoniae normal, tidak kompeten, tidak virulen, resisten terhadap penisilin cap* (penr). ( B a k t e r i i n i t i d a k v i r u l e n k a r e n a t i d a k d a p a t m e m b e n t u k kapsul).Streptococcus pneumoniae tidak kompeten, kasar Kebanyakan bakteri tidak mengikat dan mengambil DNA, tetapi (tidak berkapsul) dalam kondisi pertumbuhan tertentu, timbul kemampuan untuk m e l a k u k a n h a l i n i ( d i s e b u t kompetensi). S e l - s e l y a n g k o m p e t e n dapat mengikat dan mengambil DNA. Diperlukan kompetensi untuk terjadinya transformasi. 2. D N A bebas ekstraselular terikat pada sel kompeten dandiambil. (rincian misalnya pengambilan serat tunggal tidak penting).ly^— cap*Sekarang sel kompetenmampu mengikat DNA 3. Sepanjang selmempunyai sistem rekombinan yang berfungsi b a i k ( d i t u n j u k k a n o l e h p r o d u k g e n recA b e r l a b e l l i n g k a r a n ) , setiap DNA dapat menemukan daerahnya atau yang mendekati homologi, dan kombinasi homolog dapat memediasi perubahan potongan DNAyang hampir homolog. Sekarang 4. Telah terjadi stabilisasi beberapa gen oleh rekombinasi terbentuk homolog, dansel initelah menggandakan diri. Selini sekarang kapsul secara permanen dapat membuat kapsul. Streptococcus pneumoniae licin (virulen) yang telah menjalani transformasiG A I V I B A R 2 . 1 1 P e m i n d a h a n g e n : t r a n s f o r m a s i b a k t e r i . ( D i i r i o d i f l k a s l k a n d a r i H a w l e y L B . High-yield microbiology andinfectious diseases. E d 2 . B a l t i m o r e ; L i p p i n c o t t W i l l i a m s & W i l k i n s , 2 0 0 6 : 5 - 2 . )

50 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi 3. Pengaturan tampilan a. Model operan. T a m p i l a n g e n terutama diatur selama transl(ripsi d a n d i t e n t u k a n s e b a g i a n o l e h k e m a m p u a n daerah promoter DNA u n t u k m e n g i k a t f a k t o r s i g m a . T a m p i l a n i n i difasilitasi atau dihalangi oleh protein pengatur yang terikat pada rangkaian operator d e k a t d a e r a h p r o m o t e r . P e n g e n d a l i o p e r a s i k e l o m p o k g e n d i s e b u t s u a t u operon. b. Pengendalian negatif i a l a h h a m b a t a n t r a n s k r i p s i o l e h p e n g i k a t a n p r o t e i n p e n g h a m b a t . (1) Operon Z.ac (a) O p e r o n i n i m e n g e n d a l i k a n t a m p i l a n t i g a g e n s t r u k t u r a l u n t u k metabolisme lalctosa m e l a l u i p r o t e i n p e n g h a m b a t . (b) T r a n s k r i p s i d i p i c u o l e h a d a n y a l a k t o s a ( a l o l a k t o s a ) , y a n g t e r i k a t p a d a p r o t e i n p e n g h a m b a t d a n m e m b e b a s k a n o p e r a t o r lac. (2) Operon Trp (a) O p e r o n i n i m e n g e n d a l i k a n sintesiS trlptofan. (b) S i n t e s i s t r i p t o f a n d i h e n t i k a n o l e h p e n g i k a t a n p r o t e i n p e n g h a m b a t ( k o m p l e k s t r i p t o f a n ) k e p a d a o p e r a t o r trp j i k a t e r d a p a t k e l e b i h a n t r i p t o f a n . 0. Pengendalian positif i a l a h m u l a i n y a t r a n s k r i p s i d a l a m r e s p o n s k e p a d a p e n g i k a t a n s u a t u protein pengaktif. (1) T a m p i l a n o p e r o n ara h a n y a b e r l a n j u t j i k a a r a b i n o s a t e r i k a t p a d a s u a t u p r o t e i n khusus, membentuk suatu senyawaan pengaktif yang diperlukan u n t u k trans- k r i p s i o p e r o n ara. (2) Protein pengikat adenosin monofosfat siklik (siklik AMP), j i k a t e r i k a t p a d a r a n g k a i a n D N A khusus di dekat daerah promoter, meningkatkan tampilan banyak gen yang berhubungan dengan fermentasi. A M P siklik meningkatkan aktivitas polimerasa RNA.D. Mutasi : 1. Gambaran umum. M u t a s i d i p i c u o l e h p e r u b a h a n y a n g d i t u r u n k a n s p o n t a n d a r i r a n g k a i a n D N A . Peristiwa ini merupakan cara u n t u k m e n i m b u l k a n variabilitas ke dalam k u m - pulan gen, dan mengubah fenotipe. a. Frekuensi: t e r j a d i k i r a - k i r a s a t u k a l i u n t u k s a t u g e n d i d a l a m s e t i a p 1 j u t a s e l . b. Penyebab: D a p a t d i s e b a b k a n o l e h b e r b a g a i m u t a g e n , t e r m a s u k s i n a r u l t r a v i o l e t , z a t w a r n a akridin, analog basa, dan asam nitrat.

Bakteri 51 2. Jenis-jenis mutasi a. Pengganti nuldeotida t i m b u l d a r i a k t i v i t a s m u t a g e n i k a t a u g a n g g u a n p e m b e n t u k a n pasangan basa pelengkap selama replikasi D N A . Zat-zat i n i tidak secara signifikan mengganggu fungsi produk gen. b. IVIutasi pergeseran l(erangl(a ( f r a m e s h i f t m u t a t i o n ) t e r j a d i a k i b a t p e n y i s i p a n a t a u p e m o - t o n g a n satu atau dua pasang basa, mengganggu fase dari pesan D N A y a n g dikode oleh triplet. C. Pemotongan ( d e l e s i ) b i a s a n y a b e r u p a p e m o t o n g a n b e s a r D N A , s e c a r a d r a m a t i s m e n g - ubah rangkaian protein yang dikodekan. Peristiwa ini juga mengakibatkan terjadinya mutasi pergeseran kerangka. d. Penyisipan m e n g u b a h g e n d a n p r o d u k n y a m e l a l u i i n t e g r a s i D N A b a r u m e l a l u i transposon. 3. Hasil mutasi a. Mutasi salah tafsir ( m i s s e n s e ) d i s e b a b k a n o l e h p e n g g a n t i a n s a l a h s a t u a s a m a m i n o o l e h asam amino lain. Mutasi ini tanpa efek fenotipik (mutasi tersembunyi). b. Mutasi kosong ( n o n s e n s e ) m e n g a k h i r i s i n t e s i s p r o t e i n d a n m e n g a k i b a t k a n t e r j a d i n y a produk gen yang terpotong. Mutasi ini mengakibatkan terbentuknya produk protein yang tidak aktif. 4. Pembalikan. H i l a n g n y a f u n g s i m u t a s i t e r j a d i m e l a l u i d u a c a r a : a. Pembalikan genotipik (sejati): p e m u l i h a n t e m p a t p e r u b a h a n D N A . b. Pembalikan fenotipik (penghambat): p e m u l i h a n h i l a n g n y a a k t i v i t a s t e r h a d a p m u t a s i , s e r i n g k a l i o l e h s u a t u m u t a s i p a d a t e m p a t k e d u a (mutasi penghambat).V. PATOGENESIS BAKTERIA. Sifat-sifat umum Patogenesis suatu bakteri tergantung pada virulensinya dan k e m a m p u a n mekanisme per- tahanan inang. Flora n o r m a l dapat menjadi patogen jika m e m p e r o l e h akses kepada daerah tubuh yang dalam keadaan normal steril atau kondisi lingkungannya mempermudah mereka u n t u k berkembangbiak sampai pada tahap yang tidak dapat dikendalikan oleh inang.

52 Essential: Mikrobiologi dan ImunologiB. Faktor virulensi Gambaran i n i m u n g k i n dikodekan secara genetik pada k r o m o s o m bakteri atau terletak pada plasmid. 1. Komponen bakteri struktura; F a k t o r v i r u l e n s i m e l i p u t i : a. P r o t e i n p e r m u k a a a n a n t i f a g o s i t i k d a n k a p s u l b. A d e s i n y a n g m e m u d a h k a n t e r j a d i n y a k o l o n i s a s i C. E n d o t o k s i n b a k t e r i G r a m - n e g a t i f d. P r o t e i n p e r m u k a a n p e n g i k a t a n t i b o d i i m u n o g l o b u l i n G ( I g G ) e. P e r u b a h a n a n t i g e n d a r i a n t i g e n p e r m u k a a n a k i b a t p r o s e s v a r i a s i f a s e a t a u v a r i a s i antigenik 2. Produk n^n f kstraselulfr I n i m e l i p u t i : a. E n z i m d e g r a d a t i f s e p e r t i k o l a g e n a s a d a n h i a l u r o n i d a s a y a n g m e m u d a h k a n i n v a s i kepada jaringan b. P r o t e a s a p e r u s a k a n t i b o d i I g A C. E k s o t o k s i n 3. Sifat-sifat pertumbuhan y a n g m e l i p u t i k e m a m p u a n u n t u k t u m b u h d i d a l a m s e l d a n k e m a m - puan untuk membentuk biofilm.C. Toksin 1. Endotoksin y a n g t e r d i r i d a r i k o m p o n e n l i p i d - A b a k t e r i G r a m - n e g a t i f ( T a b e l 2 . 2 ) . E n d o t o k s i n m e m i l i k i daya kerja b e r i k u t : a. M e n g i n d u k s i p e n g e l u a r a n p i r o g e n e n d o g e n ( m i s a l n y a i n t e r l e u k i n 1 [ I L - 1 ] , f a k t o r nekrosis t u m o r [ T N F ] , prostaglandin, dan Iain-lain). b. P e n i n g k a t a n p e r m e a b i l i t a s v a s k u l a r . C. M e m u l a i k a s k a d e k o m p l e m e n d a n k o a g u l a s i d a r a h . d. M e n y e b a b k a n d e m a m , h i p o t e n s i , k o a g u l a s i i n t r a v a s k u l a r m e n y e b a r ( D I G ) , d a n renjatan (syok). 2. Eksotoksin d i s e k r e s i o l e h b a k t e r i G r a m - p o s i t i f d a n G r a m - n e g a t i f ; m e r e k a m u n g k i n s e c a r a genetik dikodekan pada k r o m o s o m suatu bakteri, plasmid atau faga. a. Daya kerja. A d a l i m a m e k a n i s m e a k s i n y a y a i t u ( T a b e l 2 . 2 ) : (1) M e n g u b a h k o m p o n e n s e l (2) B e k e r j a s e b a g a i s u p e r a n t i g e n y a n g m e n y e b a b k a n p e n g e l u a r a n s i t o k i n y a n g t i d a k tepat

Bakteri 5 3Tabei Contoh Eksotoksin BakteriEfek Bioloqi Nama Toksinl Organisme Lokasi Gen Mekani Stafilokokus Kromosom BakteriKomponen Toksin a Membentuk Pori-pori Streptokokus pyogenes Kromosom Bakteriselular yang Membentuk Pori-pori Clostridium perfringens Kromosom Bakteriberubah Streptolisin O dan Plasmid Merusak Membran Pseudomonas Toksin a aeruginosa Faga Perubahan Sitoskeleton Sitotoksin tipe III Spesies Salmonella Kromosom Bakteri Mengubah Aktin Sitotoksin tipe III Kromosom Bakteri SitoskeletonSuperantigen T S S T - 1 Staphylococcus aureus Pengeluaran Sitokin Enterotoksin Staphylococcus aureus Faga Pengeluaran Sitokin Eritrogenik Streptococcus pyogenes Faga Pengeluaran Sitokin Toksin A danCPengham- Corynebacterium Faga Ribosilat ADP; Faktor batan Toksin Difteri diphtheriae Kromosom Bakteri Pemanjangan 2 Sintesis protein Eksotoksin A Pseudomonas Ribosilat ADP; Faktor Pemanjangan 2 Toksin Shiga Shigella dysenteriae Plasmid Menginaktifkan Toksin Vero E. coli e n t e r o h e m o r a g i k K r o m o s o m B a k t e r i Ribosom 60S Toksin kolera atau faga MenginaktifkanPeningkatan Vibrio cholerae Ribosom 60S sintesis cAMP Kromosom Bakteri Memulai Kerja Protein Toksin ST E. c o l i Perangsang G Enterotoksigenik Plasmid Memulai Kerja Protein Toksin Antraks Bacillus anthrax Plasmid Perangsang G Toksin Pertusis Bordetella pertussis Aktivitas SiklasaPerubahan Toksin Tetanus Clostridium tetani Kromosom Bakteri Adenilat Hantaran Impuls Plasmid Menghentikan Saraf Faga Protein Penghambat G Toksin Botulinum Clostridium botulinum Menghambat Pelepasan Neurotransmitter Penghambat Menghambat Pelepasan Asetilkolin

54 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi (3) M e n g h a m b a t s i n t e s i s p r o t e i n (4) M e n i n g k a t k a n c A M P (5) M e n g u b a h p e n y a l u r a n i m p u l s s a r a f b. Contoh-contoh (1) B e b e r a p a e k s o t o k s i n ( m i s a l n y a t o k s i n S h i g a d a n t o k s i n k o l e r a ) m e m i l i k i Struktur subunit A-B d a n d i d a l a m n y a s a t u a t a u l e b i h s u b u n i t B t e r h b a t d a l a m p e n g i k a t a n d a n subunit Am e m i l i k i aktivitas biologik di dalam sel. (2) L a i n n y a i a l a h p o l i p e p t i d a t u n g g a l d e n g a n : (a) A k t i v i t a s e n z i m a t i k ( m i s a l n y a t o k s i n a Clostridium perfringens, y a n g m e m i - liki aktivitas fosfolipasa-C) (b) A k t i v i t a s b i o l o g i k l a i n ( m i s a l n y a s u p e r a n t i g e n s e p e r t i s i n d r o m a r e n j a t a n t o k s i k 1 [ T S S T - 1 ] S. aureus) C. Toksoid a d a l a h b e n t u k p e r u b a h a n k i m i a w i t o k s i n y a n g d a p a t d i p e r g u n a k a n s e b a g a i bahan untuk imunisasi. Antibodi yang diinduksi oleh toksoid yang akan memini- malkan efek biologik toksin (misalnya toksin difteri dan tetanus).( i P i p VVI. PERTAHANAN TUBUH TERHADAP BAKTERI 12}A. Jenis-jenisnya. Pertahanan tubuh meliputi:1. M e k a n i s m e n o n s p e s i f i k , m e k a n i s m e b e b a s d a r i a n t i g e n m i s a l n y a b a r i e r a n a t o m i k d a n fisiologik termasuk kulit, lisozim pada air mata, asiditas lambung, dan Iain-lain.2. M e k a n i s m e b e b a s - a n t i g e n s p e s i f i k m e l i b a t k a n i m u n i t a s h u m o r a l d a n s e l u l a r .B. M e k a n i s m e i n i d a p a t b e r b a h a y a d a n b e r k o n t r i b u s i t e r h a d a p p r o s e s p e n y a k i t d e n g a n m e n g i n d u k s i p e m b e n t u k a n a u t o - a n t i b o d i ( m i s a l n y a p r o t e i n M k o m p l e k s a b - a g S. pyogenes yang dapat merusak ginjal dan menyebabkan glomerulonefritis pasca-streptokokus akut).VII. KEMOTERAPI ANTIMIKROBAA. Sifat umum 1. K e m o t e r a p i a n t i m i k r o b a d i d a s a r k a n p a d a p r i n s i p toksisltas selektif, y a n g b e r i m p l i k a s i bahwa suatu senyawaan berbahaya untuk mikroorganisme tetapi tidak berbahaya u n t u k inangnya.

Bakteri 5 52. Obat y a n g d i p e r g u n a k a n d a l a m t e r a p i a n t i m i k r o b a m e m i l i k i s i f a t - s i f a t s e b a g a i b e r i k u t (Gambar 2.12): a. B e r s i f a t antimetabolit b. Menghambat biosintesis dinding sel c. Menghambat sintesis protein d. Menghambat sintesis asam nuldeat e. Mengubah atau menghambat permeabilitas membran sel a t a u transpor3. O b a t a n t i m i k r o b a d a p a t b e r s i f a t balcteriostatik ( m e n g h a m b a t p e r t u m b u h a n ) a t a u bakteri- sidal ( m e m b u n u h m i k r o b a ) .4. K o m b i n a s i s i n e r g i s t i k o b a t b a k t e r i o s t a t i k ( m i s a l n y a t r i m e t o p r i m d a n s u l f a m e t o k s a z o l ) kadang-kadang dipergunakan dalam terapi antimikroba.5. Aktivitas antlmikrnha d a p a t d i h i t u n g d a n d a p a t d i m o d i f i k a s i d a l a m s i t u a s i t e r t e n t u . a. Tes pengenceran d a n difusi d i p a k a i u n t u k m e n e n t u k a n a k t i v i t a s a n t i m i k r o b a , y a n g dihitung melalui penentuan konsentrasi penghambat.Sintesis asam folat Replil<asi DNA Sintesis RNA ^/,o,v,hron Kuinoion Rifampin Sulfametol<sazol Metronidazol / Dapson TrimetoprimSintesis Peptidoglikan ^\"\"\"^.^ / Pecahnya membran p-laktam / —/ PolimiksinVankomisin ' Sintesis protein Smtesis protein DaptomisinBasitrasin Sintesis asam mikolat ( r i b o s o m 30S) ( r i b o s o m 508) Ketokonazol Aminoglikosida Kloramfenikol Poliena dan arabinagalaktan Tetrasiklin Eritromisin Klindamisin Isoniazid Linezolid EtambutolGambar 2.12. Tempat aktivitas antibiotika.

56 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi b. A k t i v i t a s a n t i m i k r o b a d a p a t b e r b e d a a n t a r a i n v i t r o d a n i n v i v o . C. K e s t a b i l a n o b a t , p H , l i n g k u n g a n m i k r o b a , j u m l a h m i k r o o r g a n i s m e y a n g a d a , l a m a - nya inkubasi dengan obat, dan aktivitas metabolik mikroorganisme dapat mengubah kerja antimikroba obat tertentu. d. Resistensi obat genetil( d a n nongenetil( d a p a t m e n g u b a h a k t i v i t a s a n t i m i k r o b a o b a t u n t u k bakteri tertentu.B. IVIel(anismel(erja ( T a b e l 2 . 3 ) . 1. Antimetabolit a d a l a h a n a l o g s t r u k t u r a l m e t a b o l i t n o r m a l y a n g m e n g h a m b a t k e r j a e n z i m tertentu. a. K e l o m p o k i n i m e l i p u t i o b a t bal(teriostatil( ( s u l f o n a m i d a , t r i m e t o p r i m , a s a m p a r a - a m i n o s a l i s i l a t ) d a n bal(terisidal ( i s o n i a z i d ) . b. B e b e r a p a k o m b i n a s i i n d i v i d u a l a n t i m e t a b o l i t b e r s i f a t b a k t e r i s i d a l ( m i s a l n y a trimetoprim dan sulfametoksazol). 2. Penghambat dinding sel a d a l a h bersifat balderisidal. a. Sifat-sifat umum (1) IVIekanisme kerja (a) O b a t ( 3 - l a k t a m m e n g h a m b a t t r a n s p e p t i d a s a ( i k a t a n s i l a n g ) p e p t i d o g l i k a n (misalnya penisilin, sefalosporin, dan karbapenem). (b) O b a t l a i n m e n g h a m b a t s i n t e s i s p e p t i d o g l i k a n ( s i k l o s e r i n , b a s i t r a s i n , v a n k o - misin). (2) Lokasi kerja. O b a t - o b a t i n i b e k e r j a d i d a l a m s i t o p l a s m a ( s i k l o s e r i n ) ; p a d a m e m - bran (basitrasin, penisilin, dan sefalosporin); atau pada dinding sel (vankomisin). (3) A g a r k e r j a o b a t i n i e f e k t i f , p e r l u a d a n y a s i n t e s i s d i n d i n g s e l . (4) B a k t e r i d a p a t b e r b e n t u k m e n y i m p a n g a t a u m e n j a d i sferoplas j i k a t e r p a j a n k e p a d a obat-obat ini. b. Penisilin m e n g h a m b a t e n z i m t r a n s p e p t i d a s a y a n g b e r p e r a n p a d a s i n t e s i s d i n d i n g s e l . Selain itu,obat-obat kelompok ini: (1) A k t i f t e r h a d a p bakteri Gram-positif d a n bakteri Gram-negatif. (2) B e r e a k s i d e n g a n protein pengikat-penisllin. (3) M e m i l i k i s t r u k t u r c i n c i n - P - l a k t a m y a n g d i i n a k t i f k a n o l e h P - l a k t a m a s a ( p e n i - silinasa), yang secara genetik dikode pada beberapa D N A bakteri atau beberapa plasmid R.

Bakteri 5 7Tabel Sifat-sifat Obat Antibal(teri ekanisme Kerja Sikloserin Tempat bekerja Bakterisidal esistensi* BakterisidalPenghambat biosintesis Basitrasin Rantai samping tetrapeptida 1 dinding sel p-laktam peptidoglikan 1,2,3 2,3 Penisilin IVIolekul karier membran 2,3 Sefalosporin Karbapenem Penganyaman peptidoglikan Bakterisidal Vankomisin Penganyaman peptidoglikan Bakterisidal Penganyaman peptidoglikan Bakterisidal Translokasi zat antara dinding Bakterisidal selPenghambat biosintesis Aminoglikosida protein Streptomisin Kanamisin Subunit ribosom SOS Bakterisidal 1,2,3 Gentamisin Subunit ribosom 30S Bakterisidal 1,2,3 Tetrasiklin Subunit ribosom SOS Baktensidal 1,2,3 Spektinomisin Subunit ribosom SOS Bakteriostatik 1,2,3, Kloramfenikol Subunit ribosom SOS Bakteriostatik 1,2 Eritromisin Subunit ribosom SOS Bakteriostatik 1,2,3 Klindamisin Subunit ribosom SOS Bakteriostatik 1,2,3, Linezolid Subunit ribosom SOS Bakteriostatik 2,3 Subunit ribosom SOS Bakteriostatik 2Penghambat sintesis asam Kuinoion Girasa DNAdan Bakterisidal 2.4 nukleat Novobiosin Topoisomerasa IV Girasa DNAdan Bakteriostatik Topoisomerasa IV Rifampin Bakterisidal 2 Polimerasa R N A tergantung IVletronidazol DNA Bakterisidal 2Penghambat metabolisme Sulfonamida IVlerusak D N A Bakteriostatik 2,3,S folat Dapson Bakteriostatik 2 Trimetoprim Sintetasa dihidropteroat Bakteriostatik S Sintetasa dihidropteroatPenghambat sintesis asam Isoniazid Reduktasa dihidrofolat Bakterisidal 2 mikolat Etambutol Polimiksin Biosintesis asam mikolat Bakteriostatik 2Penghambat sintesis Kolistin Mikobakterium arabinogalaktan Bakterisidal Sintesis arabinogalaktanPerubahan membran Sitoplasma Permeabilitas membran bakteri Bakterisidal Permeabilitas membran Daptomisin bakten Bakterisidal*1 Inaktivasi obat Depolansasi membran2 Mutasi tempat sasaran3 i Ambilan4 t pengeluaran5 Enzim yang dikode plasmid baru

58 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi C. Sefalosporin m e m i l i k i m e k a n i s m e y a n g m i r i p d e n g a n m e k a n i s m e p a d a p e n i s i l i n . Obat-obat ini juga: (1) A k t i f t e r h a d a p b a i k b a k t e r i G r a m - p o s i t i f m a u p u n b a k t e r i G r a m - n e g a t i f . (2) M e n g a n d u n g s t r u k t u r c i n c i n P - l a k t a m y a n g d i i n a k t i f k a n o l e h b e b e r a p a p - l a k t a m a s a . (3) S e r i n g d i p a k a i u n t u k m e n g o b a t i p a s i e n y a n g a l e r g i t e r h a d a p p e n i s i l i n . d. Karbapenem m e m i l i k i m e k a n i s m e k e r j a m i r i p d e n g a n p e n i s i l i n ; o b a t - o b a t i n i m e m i l i k i struktur cincin P-laktam yang melebur ke dalam cincin lima karbon dan kebal terhadap P-laktamasa. 3. Penghambat sintesis protein s e r i n g d i s e b u t antibiotiica berspektrum luas d a n a g a r e f e k t i f p e r l u pertumbuhan bakteri. a. Aminoglikosida m e l i p u t i s t r e p t o m i s i n , n e o m i s i n , k a n a m i s i n , d a n g e n t a m i s i n . (1) Mekanisme kerja. O b a t - o b a t i n i b e r s i f a t bakterisidal t e r h a d a p b a k t e r i G r a m - n e g a t i f d a n terikat pada subunit ribosom 30S, m e n g h a l a n g i s e c a r a i r e v e r s i b e l p r o s e s m u l a i n y a translasi atau menyebabkan kesalahan pembacaan m R N A (atau keduanya). Obat ini tidak efektif terhadap anaerob atau bakteri intraselular. (2) R e n t a n g k o n s e n t r a s i e f e k t i f n y a s e m p i t s e b e l u m t e r j a d i t o k s i s i t a s ; e f e k t o k s i k n y a ialah kerusakan ginjal dan kerusakan saraf otak ke delapan (tuli). (3) A s e t i l a s i o b a t d a p a t m e n g u b a h d a y a k e r j a n y a ; o b a t i n i j u g a d a p a t d i u b a h m e n j a d i tidak aktif o l e h enzim yang terdapat di dalam plasmid R. b. K e l o m p o k tetrasiklin m e l i p u t i t e t r a s i k l i n , o k s i t e t r a s i k l i n , d a n k l o r t e t r a s i U i n . (1) Mekanisme kerja. O b a t - o b a t i n i b e r s i f a t bakteriostatik, terikat pada subunit ribosom 30S, dan mencegah terjadinya ikatan t R N A aminoasil kepada tempat reseptor. Obat ini diangkut keluar atau terikat pada protein yang diturunkan dari plasmid yang mengandung plasmid Rtetrasiklin spesifik. (2) O b a t - o b a t i n i d i s i m p a n p a d a g i g i d a n t u l a n g , y a n g d a p a t m e n y e b a b k a n g i g i menjadi berwarna dan masalah struktural pada tulang. c. Kloramfenikol (1) Mekanisme kerja. O b a t i n i b e r s i f a t bakteriostatik t e r h a d a p b a k t e r i G r a m - p o s h i f d a n G r a m - n e g a t i f , r i k e t s i a , d a n k l a m i d i a ; obat ini terikat pada subunit ribosom SOS d a n menghambat pembentukan ikatan-peptida. (2) E n z i m a s e t i l t r a n s f e r a s a k l o r a m f e n i k o l , y a n g d i b a w a p a d a p l a s m i d R , m e n g - inaktifkan kloramfenikol.

Bakteri 5 9 d. Griseofulvin a d a l a h o b a t fungistatik y a n g a k t i f t e r h a d a p j a m u r y a n g m e m i h k i k i t i n p a d a dinding selnya. Obat ini menghambat penyusunan protein, yang mengganggu pem- belahan sel dengan menghalangi p e n y u s u n a n m i k r o t u b u l u s . e. Makrolid d a n linkomisin m e l i p u t i e r i t r o m i s i n ( m a k r o l i d ) s e r t a l i n k o m i s i n d a n k l i n d a - misin (kelompok linkomisin). (1) Mekanisme kerja. O b a t - o b a t i n i b e r s i f a t bakteriostatik d a n terikat pada RNA 23S di dalam subunit ribosom SOS, m e n g h a m b a t t r a n s l o k a s i . (2) P a d a b a k t e r i y a n g m e m i l i k i m u t a s i p a d a p r o t e i n r i b o s o m 5 0 8 a t a u m e n g a n d u n g plasmid R dengan informasigenetik, terjadi metilasi R N A 23S, mengubah obat i n i menjadi tidak efektif dengan mencegah obat agar tidak terikat.4. Penghambat sintesis asam nukleat a. Mekanisme kerja. O b a t - o b a t i n i m e n g h a m b a t D N A ( k u i n o i o n , t u r u n a n a s a m n a l i - d i k s a t ) a t a u s i n t e s i s R N A ( r i f a m p i n ) . O b a t - o b a t i n i u m u m n y a b e r s i f a t bakterisidal d a n sangat t o k s i k terhadap sel-sel m a m a l i a . b. Contoh-contoh (1) A k t i n o m i s i n d a n m i t o m i s i n t e r i k a t p a d a s e r a t D N A a t a u m e n g h a m b a t e n z i m replikasi. (2) A s a m n a U d i k s a t m e n g h a m b a t a k t i v i t a s g i r a s a D N A . (3) R i f a m p i n m e n g h a m b a t p o l i m e r a s a R N A t e r k a i t - D N A .5. Penghambat sintesis asam mikolat (isoniazid) a d a l a h o b a t bakterisidal y a n g m e n g h a m b a t biosintesis asam mikolat m i k o b a k t e r i u m .6. Penghambat sintesis arabinogalaktan a d a l a h o b a t bakteriostatik y a n g m e n g h a m b a t s i n t e s i s arabinogalaktan pada mikobakterium.7. Penghambat membran sitoplasma a. Mekanisme kerja. O b a t i n i b e r s i f a t bakteriosidal d a n m e n g u b a h s i f a t p e r m e a b i l i t a s polimiksin dan polien m e m b r a n plasma atau menghambat sintesis lipid m e m b r a n j a m u r {azol: m i k o n a z o l d a n k e t o k o n a z o l ) . b. O b a t - o b a t i n i e f e k t i f t e r h a d a p i n f e k s i o l e h b a k t e r i G r a m - n e g a t i f ( p o h m i k s i n ) s e r t a m i k o p l a s m a d a n j a m u r y a n g m e n g a n d u n g s t e r o l (polien: n i s t a t i n d a n a m f o t e r i s i n B ) ; terutama dipergunakan sebagai pengobatan topikal atau pada infeksi berat. C. O b a t - o b a t i n i d a p a t b e r e a k s i d e n g a n m e m b r a n s e l m a m a l i a d a n k a r e n a b e r s i f a t toksik.

60 Essential: Mikrobiologi dan ImunologiC. Resistensi obat ( G a m b a r 2 . 1 3 , l i h a t T a b e l 2 . 3 ) 1. IVIelcanisme nongenetil( resistensi obat t e r j a d i k a r e n a h i l a n g n y a s t r u k t u r s a s a r a n s p e s i f i k , misalnya dinding sel oleh bentuk L bakteri. Mekanisme i n i dapat disebabkan oleh inaktivitas metabohk mikroorganisme. 2. IVIel(anisme genetilt resistensi obat. B e n t u k i n i d a p a t d i s e b a b k a n o l e h r e s i s t e n s i k r o m o s o m a l atau ekstrakromosomal. a. Kromosomal. S u a t u m u t a s i k r o m o s o m m e n g u b a h s t r u k t u r r e s e p t o r o b a t a t a u p e r - meabilitas terhadap obat. b. EI(stral(romosomal (1) D i m a s u k k a n s u a t u p l a s m i d ( f a k t o r R a t a u p l a s m i d R ) y a n g m e n g k o d e u n t u k e n z i m , e n z i m - e n z i m i n i m e n d e g r a d a s i k a n o b a t (P-lal(tamasa) a t a u m e n g u b a h (asetiltransferasa). P l a s m i d i n i j u g a m u n g k i n m e n g k o d e u n t u k p r o t e i n y a n g m e m o m p a obat k e luar sel dengan cara yang tergantung energi.Penurunan Permeabilitas Perubahan Sasaran Sel Enzim Pengubah Obatatau Ambilan/Peningkatan Aliran Keluar Aliran Keluar (Tetrasiklin) Ribosom (Kloramfenikol)(aminoglikosida) Penghalang Membran Dinding selPermeabilitas sitoplasma (P-Iaktam)Gambar 2.13. M e k a n i s m e u m u m r e s i s t e n s i bakteri t e r h a d a p o b a t antibakteri.

Bakteri 61(2) Faktor R a t a u plasmid R: (a) M e n g a n d u n g penyisipan sekuens d a n transposon. (b) D a p a t m e m p e r o l e h g e n r e s i s t e n s i t a m b a h a n o l e h p e n g g a b u n g a n f u s i a t a u d a r i transposon. (c) D a p a t t e r d i r i d a r i d u a k o m p o n e n , faktor transfer resistensi (RTF), y a n g m e n g - k o d e u n t u k r e p l i k a s i d a n t r a n s f e r , d a n r a t a u determinan resistensi, y a n g mengandung gen-gen u n t u k replikasi dan resistensi. (d) D a p a t d i t u l a r k a n d a r i s p e s i e s k e s p e s i e s l a i n . (e) B e r t a n g g u n g j a w a b u n t u k c e p a t t i m b u l n y a b a k t e r i r e s i s t e n t e r h a d a p b a n y a k obat dalam w a k t u 30 tahun terakhir.

Tes TinjauanPetunjuk: Setiap pertanyaan atau pernyataan tidak lengkap pada bagian ini diikuti oleh jawabanatau kelengkapan pernyataan. Pilihlah SATU jawaban yang paling BENAR.1. T o k s i n b a k t e r i d e n g a n a k t i v i t a s s u p e r - (C) M e n g u b a h s t r u k t u r r i b o s o m 7 0 S antigen diproduksi oleh: (D) M e m o d i f i k a s i p o l i m e r a s a R N A s e l (A) Clostridium tetani (E) M e m o d i f i k a s i s t r u k t u r a n t i b i o t i k a (B) B o r d e t e h a pertussis (C) Escherichia coli 5. P o i i m e r 7 V - a s e t i l g l u k o s a m i n d a n a s a m (D) Staphylococcus aureus N-asetilmuramat ditemukan pada struk- (E) Vibrio cholerae tur manakah? (A) A s a m t e i k o a t2. T r a n s p o r g u l a k e d a l a m b a k t e r i s e r i n g (B) D i n d i n g sel difasilitasi oleh: (C) G l i k o k a h k s (A) A s e t i l t r a n s f e r a s a (D) L i p o p o l i s a k a r i d a (B) N e u r a m i n i d a s a (C) O k s i d a s a 6. S u a t u f a g a y a n g t i d a k d i i n a k t i f k a n o l e h (D) P r o t e i n p e n g i k a t p e n i s i l i n proteasa disebut: (E) F o s f o t r a n s f e r a s a (A) P r o f a g a (B) F a g a v i r u l e n3. M e d i u m T h a y e r - M a r t i n d a n M a r t i n - L e w i s (C) F a g a s e d a n g dipergunakan untuk mengisolasi d a n (D) F a g a b e n a n g mengidentifikasikan: (A) E. coli 7. B a k t e r i y a n g m e n s i n t e s i s s e n y a w a a n (B) Mycobacterium organik dari senyawaan anorganik ialah: (C) Neisseria (A) H e t e r o t r o f (D) Salmonella (B) A n a e r o b obligat (E) Shigella (C) A e r o b (D) A n a e r o b f a k u l t a t i f4. p - l a k t a m a s a m e n g u b a h r e s i s t e n s i a n t i b i o - (E) A u t o t r o f tika dengan: (A) M e n g u b a h p e r m e a b i l i t a s a n t i b i o t i k a 8. S t r u k t u r b a k t e r i y a n g b e r p e r a n p a d a p e r - (B) M e n g u b a h p r o t e i n p e n g i k a t p e n i s i l i n lekatan ialah: 62

Bakteri 63 (A) K a p s u l (C) E k s o t o k s i n Corynebacterium (B) L i p o p o l i s a k a r i d a diphtheriae (C) P i l i b i a s a (D) R a n t a i s a m p i n g s p e s i f i k - O (D) E k s o t o k s i n Pseudomoas aeruginosa (E) A s a m t e i k o a t (E) T o k s i n a l f a Clostridium perfringens9. A n t i b i o t i k a a m i n o g l i k o s i d a i a l a h : 13. B a k t e r i y a n g m e n g a n d u n g d i s m u t a s a (A) Bakterisidal u n t u k bakteri G r a m - superoksida positif (A) M e m e r l u k a n superoksida u n t u k t u m - (B) D i i n a k t i f k a n o l e h fosfotransferasa buh faktor-R (B) S e r i n g bersifat a n a e r o b o b l i g a t (C) P e n g h a m b a t s i n t e s i s a s a m m i k o l a t (C) T u m b u h l a m b a t j i k a a d a C O 2 (D) P e n g h a m b a t s i n t e s i s p e p t i d o g h k a n (D) M e m p r o d u k s i h i d r o g e n p e r o k s i d a (E) M e m e r l u k a n p e r t u m b u h a n b a k t e r i dari ion hidrogen dan radikal bebas agar dapat efektif s u p e r o k s i d a (O2*\")10. S t r u k t u r s u b u n i t A - B y a n g b e r h u b u n g a n 14. K o n v e r s i f a g a l i s o g e n i k m e l i b a t k a n dengan patogenesis bakteri merujuk (A) T r a n s f o r m a s i faga virulen menjadi kepada struktur: faga hsogenik (A) E k s o t o k s i n bakteri (B) P e r u b a h a n pada f e n o t i p b a k t e r i (B) E n d o t o k s i n b a k t e r i G r a m - n e g a t i f akibat adanya profaga (C) A n t i b i o t i k a p e n g h a m b a t a s a m n u k l e a t (C) K o n v e r s i p r o f a g a m e n j a d i f a g a (D) P r o t e i n p e n g i k a t p e n i s i l i n sedang (E) F a k t o r p e m i n d a h r e s i s t e n (D) M e m a s u k k a n p r o f a g a k e d a l a m k r o - mosom bakteri11. I s t i l a h m a n a k a h y a n g memperlihatkan 15. B a k t e r i y a n g m a m p u t u m b u h p a d a k a d a r efek Pasteur? garam tinggi paling baik diisolasi pada (A) H e t e r o t r o f (B) A n a e r o b obligat medium mana? (C) A e r o b (A) M e d i u m p e r t u m b u h a n m i n i m a l (D) A n a e r o b f a k u l t a t i f (B) M e d i u m p e r t u m b u h a n k o m p l e k s (E) A u t o t r o f (C) M e d i u m p e r t u m b u h a n d i f e r e n s i a l (D) M e d i u m p e r t u m b u h a n s e l e k t i f12. T o k s i n m a n a k a h y a n g b e k e r j a p a d a s i n a p - 16. B a k t e r i y a n g t i d a k m e m i l i k i superoksida tosom? dismutasa bersifat: ( A ) T o k s i n t i d a k t a h a n p a n a s E. coli (A) H e t e r o t r o f (B) E k s o t o k s i n Clostridium tetani (B) O b l i g a t a n a e r o b

64 Essential: Mikrobiologi dan Imunologi (C) A e r o b (C) T i d a k m e l i b a t k a n p e m a p a r a n g e n (D) A n a e r o b f a k u l t a t i f struktural (E) A u t o t r o f (D) M e n g h a r u s k a n a d a n y a p o h m e r a s a17. P e n g a t u r a n a k t i v i t a s e n z i m p a d a b a k t e r i R N A diikuti oleh transkripsi dapat: (A) Dipasangkan kepada m o l e k u l efektor 21. B a k t e r i o f a g a y a n g m e n g a n d u n g D N A s e l pengikat inang berperan pada proses manakah? (B) D i k e n d a l i k a n o l e h p r o t e i n p e n g a k t i f (A) T r a n s f o r m a s i katabolit (CAP) (B) K o n y u g a s i (C) T e r j a d i m e l a l u i s e k u e n s ( r a n g k a i a n ) (C) T r a n s d u k s i pelemah (D) T r a n s k r i p s i (D) M e h b a t k a n m o l e k u l p e m i c u (E) R e k o m b i n a s i18. M e m b r a n p l a s m a 22. P e r t u k a r a n b e n t u k a l e l i k g e n y a n g t e r - (A) M e n g a n d u n g p o r i n kerangka libat pada proses manakah? (B) M e l i p u t i e n d o t o k s i n (A) T r a n s f o r m a s i (C) M e n g a n d u n g g h k o k a l i k s (B) K o n y u g a s i (D) M e n g a n d u n g e n z i m y a n g b e r p e r a n (C) T r a n s d u k s i pada fosforilasi oksidatif bakteri (D) T r a n s k r i p s i (E) R e k o m b i n a s i19. R e s i s t e n s i a n t i b i o t i k a b a k t e r i s e r i n g d i - sampaikan oleh: 23. P r o s e s m a n a k a h y a n g m e n c i p t a k a n (A) Bakteriofaga sedang donor rekombinasi frekuensi tinggi? (B) P l a s m i d f a k t o r R (A) T r a n s f o r m a s i (C) R e p l i k o n (B) K o n y u g a s i (D) B a k t e r i o f a g a l i t i k (C) T r a n s d u k s i (E) I n t r o n (D) T r a n s k r i p s i (E) R e k o m b i n a s i20. T a m p i l a n o p e r o n lac (F) T r a n s l a s i (A) H a r u s dimulai oleh pengikatan suatu protein pemicu (B) M e l i b a t k a n p e n g e l u a r a n a l o l a k t o s a dari protein penekan