TUGAS MIKROBIOLOGI DASAR “GENETIKA MIKROBA”

TUGAS MIKROBIOLOGI DASAR

“GENETIKA MIKROBA”

Dosen : Asri Peni Wulandari Ph.D

 

                                            

                                                 Disusun oleh : Hana Hunafa Hidayat

                                                 NPM                 : 14041010003

UNIVERSITAS PADJAJARAN FAKUTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI

Genetika (dipinjam dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani γέννω, genno, yang berarti "melahirkan") adalah cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Secara singkat dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya. Istilah "genetika" diperkenalkan oleh William Bateson pada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick dan ia menggunakannya pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906.

Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga populasi. Secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan

• material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),
• bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan
• bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik)

Ilmu genetika mendefinisikan dan menganalisis keturunan atau konstansi dan perubahan pengaturan dari berbagai fungsi fisiologis yang membentuk karakter organisme. Unit keturunan disebut gen yang merupakan suatu segmen DNA yang nukleotidanya membawa informasi karakter biokimia atau fisiologis tertentu. Pendekatan tradisional pada genetika telah mengidentifikasikan gen sebagai dasar kontribusi karakter fenotip atau karakter dari keseluruhan stuktural dan fisiologis dari suatu sel atau organisme, karakter fenotif seperti warna mata pada manusia atau resistensi terhadap antibiotik pada bakteri, pada umumnya di amati pada tingkat organisme. Dasar kimia untuk variasi dalam fenotif atau perubahan urutan DNA dalam suatu gen atau dalam organisasi gen.

Ilmu genetika mendefinisikan dan menganalisis keturunan (heredity) atau konstansi dan perubahan pengaturan dari berbagai fungsi fisiologis yang membentuk karakter organisme. Unit keturunan disebut gen,adalah suatu segmen DNA yang nukleotidanya membawa informasi karakter biokimia atau fisiologis tertentu. Pendekatan tradisional pada genetika telah mengidentifikasikan gen sebagai dasar kontribusi karakter fenotip atau karakte dari keseluruhan stuktural dan fisiologis dari suatu sel atau organisme, karakter fenotip seperti warna mata pada manusia atau resistensi terhadap antibiotik pada bakteri, pada umumnya di amati pada tingkat organisme. Dasar kimia untuk variasi daam fenotip, atau perubahan urutan DNA dalam suatu gen atau dalam organisasi gen.(Jawets, 2001).

            Penelaahan tentang genetika pertama kali dilakukan oleh seorang ahli botani bangsa Austria, Gregor Mendel  pada tanaman kacang polongnya. Pada tahun 1860-an ia menyilangkan galur-galur kacang polong dan mempelajari akibat-akibatnya. Hasilnya antara lain terjadi perubahan-perubahan pada warna,bentuk, ukuran, dan siat-sifat lain dari kacang polong tersebut.penelitian inilah ia mengembangkan hukum-hukum dasar kebakaan. Hukum kebakaan berlaku umum bagi semua bentuk kehidupan. Hukum-hukum mendel berlaku manusia dan juga organisme percobaan dahulu amat populer dalam genetika, yakni lalat buah Drosophila. Namun sekarang, percobaan-percobaan ilmu kebakaan dengan menggunakan bakteri Escherichia coli. Bakteri ini di pilih karena paling mudah di pelajari pada taraf molekuler sehingga merupakan organisme pilihan bagi banyak ahli genetika. Hal ini membantu perkembangan bidang genetika mikroba. Jasad renik yang di pelajari dalam bidang genetika mikroba meliputi bakteri, khamir, kapang, dan virus (Waluyo, 2005).

            Genetika mikrobia tradisional terutama berdasarkan pada pengamatan atau observasi perkembangan secara luas. Variasi fenotif telah diamati berdasar kemampuan gen untuk tumbuh dibawah kondisi terseleksi, misalnya bakteri yang mengandung satu genyang resisten terhadap ampisilin dapat dibedakan dari bakteri kekurangan gen selama pertumbuhannya dalam lingkungan yang mengandung anti biotik sebagai suatu bahan penyeleksi. Catatan, bahwa seleksi gen memerlukan expresinya dibawah kondisi yang tepat, dapat diamati pada tingkat fenotif.

Genetika mikrobia telah mengungkapkan bahwa gen terdiri dari DNA, suatu pengamatan yang melekat dasar bagi biologi molekuler. Penemuan selanjutnya dari bakteri telahmengungkapkan adanya restriction enzymes (enzim restriksi) yang memotong DNA pada tempat spesifik, menghasilkan fragmen potongan DNA. Plasmida diidentifikasikan sebagai elemen genetika kecil yang mampu melakukan replikasi diri pada bakteri dan ragi. Pengenalan dari sebuah fragmen potongan DNA kedalam suatu plasmid memungkinkan fragmen di perbanyak (teramplifikasi). Amplifikasi regio DNA spesifik dapat di capai oleh enzim bakteri menggunakan polymerase chain reaction (PCR) atau metode amplifikasi nukleotida berdasar enzim yang lain (misalnya amplifikasi berdasar transkripsi). DNA yang di masukkan kedalam plasmid dapat di kontrol oleh promoter ekspresi pada bakteri yang mengamati protein, di ekspresi pada tingkat tinggi. Genetika bakteri mendasari perkembangan rekayasa genetika, suatu teknologi yang bertanggung jawab terhadap perkembangan di bidang kedokteran.(Jewetz, 2001).

     

Reproduksi Bakteri

Bakteri tidak mengalami mitosis dan meiosis. Hal ini merupakan perbedaan penting antara bakteri (prokariot) dengan sel eukariot. Reproduksi. Bakteri mengadakan pembiakan dengan dua cara, yaitu secara aseksual dan seksual. Pembiakan secara aseksual dilakukan dengan pembelahan, sedangkan pembiakan seksual dilakukan dengan cara transformasi, transduksi , dan konjugasi. Namun, proses pembiakan cara seksual berbeda dengan eukariota lainnya. Sebab, dalam proses pembiakan tersebut tidak ada penyatuan inti sel sebagaimana biasanya pada eukarion, yang terjadi hanya berupa pertukaran materi genetika (rekombinasi genetik). Berikut ini beberapa cara pembiakan bakteri dengan cara rekombinasi genetik dan membelah diri.

a.      Rekombinasi Genetik

Rekombinasi Genetik adalah pemindahan secara langsung bahan genetic (DNA)

diantara dua sel bakteri melalui proses berikut:

1. Transformasi

Transformasi adalah perpindahan materi genetik berupa DNA dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain. Pada proses transformasi tersebut ADN bebas sel bakteri donor akan mengganti sebagian dari sel bakteri penerima, tetapi tidak terjadi melalui kontak langsung. Cara transformasi ini hanya terjadi pada beberapa spesies saja, . Contohnya : Streptococcus pnemoniaeu, Haemophillus, Bacillus, Neisseria, dan Pseudomonas. Diguga transformasi ini merupakan cara bakteri menularkan sifatnya ke bakteri lain. Misalnya pada bakteri Pneumococci yang menyebabkan Pneumonia dan pada bakteri patogen yang semula tidak kebal antibiotik dapat berubah menjadi kebal antibiotik karena transformasi. Proses ini pertama kali ditemukan oleh Frederick Grifith tahun 1982.

2. Transduksi

Transduksi adalah pemindahan materi genetik bakteri ke bakteri lain dengan perantaraan virus. Selama transduksi, kepingan ganda ADN dipisahkan dari sel bakteri donor ke sel bakteri penerima oleh bakteriofage (virus bakteri). Bila virus – virus baru sudah terbentuk dan akhirnya menyebabkan lisis pada bakteri, bakteriofage yang nonvirulen (menimbulakan respon lisogen) memindahkan ADN dan bersatu dengan ADN inangnya, Virus dapat menyambungkan materi genetiknya ke DNA bakteri dan membentuk profag. Ketika terbentuk virus baru, di dalam DNA virus sering terbawa sepenggal DNA bakteri yang diinfeksinya. Virus yang terbentuk memiliki dua macam DNA yang dikenal dengan partikel transduksi (transducing particle). Proses inilah yang dinamakan Transduksi. Cara ini dikemukakan oleh Norton Zinder dan Jashua Lederberg pada tahun 1952.

3. Konjugasi

Konjugasi adalah bergabungnya dua bakteri (+ dan –) dengan membentuk jembatan untuk pemindahan materi genetik. Artinya, terjadi transfer ADN dari sel bakteri donor ke sel bakteri penerima melalui ujung pilus. Ujung pilus akan melekat pada sel peneima dan ADN dipindahkan melalui pilus tersebut. Kemampuan sel donor memindahkan ADN dikontrol oleh faktor pemindahan ( transfer faktor = faktor F )

Proses konjugasi diawali dari pembentukan berkas-berkas yang bergerak saling berdekatan dari kedua individu. Sel yang berdekatan saling membentuk tonjolan. Ujung kedua tonjolan yang bersentuhan saling melebur membentuk saluran konjugasi. Lewat saluran itu terjadilah aliran protoplasma dari satu sel ke sel yang lain. Kedua plasma melebur, disebut plasmogami. Pada bakteri selanjutnya terjadi transfer plasmid dari satu bakteri kepada bakteri partner. Pada protozoa, seperti Paramecium, terjadi transfer mikronukleus dua arah (saling bertukar).

b. Pembelahan Biner
Pada pembelahan ini, sifat sel anak yang dihasilkan sama dengan sifat sel

induknya. Pembelahan biner mirip mitosis pada sel eukariot. Badanya, pembelahan biner pada sel bakteri tidak melibatkan serabut spindle dan kromosom. Pembelahan Biner dapat dibagi atas tiga fase, yaitu sebagai berikut:
1. Fase pertama, sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus.
2. Fase kedua, tumbuhnya sekat akan diikuti oleh dinding melintang.
3. Fase ketiga, terpisahnya kedua sel anak yang identik. Ada bakteri yang segera berpisah dan terlepas sama sekali. Sebaliknya, ada pula bakteri yang tetap bergandengan setelah pembelahan, bakteri demikian merupakan bentuk koloni.
Pada keadaan normal bakteri dapat mengadakan pembelahan setiap 20 menit sekali. Jika pembelahan berlangsung satu jam, maka akan dihasilkan delapan anakan sel. Tetapi pembelahan bakteri mempunyai faktor pembatas misalnya kekurangan makanan, suhu tidak sesuai, hasil eksresi yang meracuni bakteri, dan adanya organisme pemangsa bakteri. Jika hal ini tidak terjadi, maka bumi akan dipenuhi bakteri.

            Selain mutasi, mekanisme lain yang dapat menyebabkan terjadinya variasi genetik adalah rekombinasi. Jasad hidup yang diturunkan dari suatu induk tidak selalu mempunyai sifat-sifat genetik yang sama dengan induknya karena umumnya jasad turunan (progeny) telah mengalami komposisi genetik yang berbeda.

Rekombinasi pada bakteri
Transformasi, yaitu pemutusan fragmen kromosom maupun plasmid dari sel donor dan bergabung dengan fragmen kromosom maupun plasmid dari sel penerima.
Transduksi, yaitu pemindahan DNA dari satu bakteri ke bakteri lain melalui pertolongan virus yang menginfeksi bakteri (bakteriofage) dan DNAnya terintegrasi dengan kromosom bakteri (fage temperate).
Lisogeni, yaitu bergabungnya DNA (pada jenis fage tertentu) ke dalam kromosom melingkar sel inang secara kovalen.
Konjugasi, yaitu pemindahan episoma (molekul DNA mirip plasmid) melalui factor F (fertilitas) dari sel donor (F+) ke sel penerima (F-).

Rekombinasi genetik adalah proses pertukaran elemen genetik yang dapat terjadi antara untaian DNA yang berlainan (interstrand), atau antara bagian-bagian gen yang terletak dalam satu untaian DNA (intrastrand). Dalam pengertian yan lebih sederhana, rekombinasi genetik didefinisikan menjadi penggabungan gen dari satu atau lebih sel ke sel target. Sel yang disisipi atau dimasuki gen dari luar atau dari sel lain disebut biakan rekombinan.
Fungsi dari rekombinasi genetik bervariasi tergantung mekanismenya. Beberapa fungsi rekombinasi genetik adalah memelihara perbedaan genetik, sistem perbaikan DNA khusus, regulasi ekspresi gen tertentu, dan penyusunan kembali genetik yang diprogram selama perkembangan.

DAFTAR PUSTAKA

Zaid,2009. Genetika Mikroorganisme, Sebuah Elemen Dasar Penyusun

Kehidupan Mikroorganisme. http://zaifbio.wordpress.com/2009/01/31/genetika-sebuah-elemen-dasar-penyusun-kehidupan-mikroorganisme/. Diakses pada tanggal 26 november 2011.

Harkce,2007.Reproduksi Bakteri.http://educorolla2.blogspot.cIm/2009/03/reproduksil

             bakteri.html,.Diakses pada tanggal 26 november 2011

Anonim, 2010. Konjugasi. http://id.wikipedia.org/wiki/Konjugasi. Diakses pada tanggal 26

november 2011.

Anonim, 2011.Genetika Bakteri Makalah.doc.http://pharzone.com. Diakses pada tanggal 26

            November 2011.

                       

TUGAS PERTANYAAN DAN JAWABAN

Apakah kebutaan adalah akibat keturunan, dan apa penyebabnya?

Peneliti menemukan protein gen penyebab kebutaan turun temurun.
Peneliti Universitas Bochum, Jerman, melakukan tes genetika untuk memeriksa pengaruh gen CCDC66 terhadap kasus retinitis pigmentosa, yakni penyakit kebutaan turun temurun karena kerusakan retina. Uji coba protein gen ini dilakukan pada tikus.
"Sejak awal penelitian ini, kita belum mengetahui fungsi protein gen CCDC66. Bersama Dr. Thomas Rlicke dari Vienna dan Prof. Dr. Saleh Ibrahim dari Lbeck, kami meneliti pengaruh kekurangan protein ini secara genetik," ujar Prof. Epplen.
Tim peneliti mengamati dampak kekurangan CCDC66 pada tikus. "Setelah mengujicobakan pada tikus, kami melihat bahwa daya penglihatan tikus berkurang," ujar Epplen.
Perubahan atau mutasi gen ini berpengaruh pada menurunnya daya pengelihatan tikus dalam waktu beberapa bulan saja. Sementara proses yang sama bisa jadi butuh waktu bertahun-tahun pada manusia dan anjing. Intinya, protein CCDC66 ternyata memengaruhi kemampuan retina tikus.
Saat ini peneliti terus menyelidiki apakah mutasi gen CCDC66 menjadi petunjuk memahami penyakit kebutaan turun-temurun pada manusia. [mor]