Pertemuan ke2 Mikrobiologi Pertanian AET 209 Sistematika Mikroorganisme

Pertemuan ke-2 Mikrobiologi Pertanian (AET 209) Sistematika Mikroorganisme

Taksonomi § Ilmu yang mempelajari klasifikasi mikroorganisme § Untuk menunjukkan hubungan di antara mikroorganisme § cara untuk memperoleh identifikasi universal dari satu organisme § Mengapa kita harus perduli kalau mereka saling berhubungan?

Taksonomi berkaitan dengan: § Klasifikasi § Penamaan (Nomenclature) § Identifikasi

Q&A • Pneumocystis jirovecii awalnya diidentifikasi sebagai protozoa hingga analisa DNA menunjukkannya sebagai jamur. • Mengapa sangat penting mengklasifikasikan suatu organisme?

Dari lebih 2600 spesies yang telah diidentifikasi • Hanya lebih kurang 250 atau 10% yang merupakan patogen

KLASIFIKASI

Klasifikasi: Pembagian sistematika dari suatu organisme menjadi taksa tertentu berdasarkan karakteristik yang sama

Klasifikasi secara konvensional Karakteristik utama yang digunakan adalah: • Bentuk sel • Ukuran sel • Morfologi koloni • Karakteristik ultrastruktur • Kebiasaan pewarnaan • Mekanisme pergerakan • Isi sel • Sumber karbon & nitrogen • Karakteristik biokimia • • Bahan penyusun dinding sel Sumber energi Hasil Fermentasi Suhu pertumbuhan optimum & kisarannya Toleransi osmosis Hubungan oksigen p. H optimum & kisaran pertumbuhan Sensitivitas terhadap metabolic inhibitors & antibiotics

Klasifikasi Phylogeny Ø Menunjukkan hubungan evolusioner dan sejarah di antara organisme Ø Beberapa diperoleh dari data fosil Ø Hanya mungkin dengan menggunakan teknik molekuler: - Genetic Homology: Base composition (GC ratio) Nucleic acid hybridisation. Ribosomal RNA (r. RNA) sequence analysis Protein profiles and amino acid sequences

Contoh Phylogenetic tree

Hierarchy

Klasifikasi Intraspecies v. Biotypes Biochemical properties v. Serotypes Antigenic features v. Phage Types Bacteriophage susceptibility v. Colicin Types Production of bacteriocins

Defenisi “Spesies” Spesies üTaksonomi dari unit dasar, yang mewakili jenis organisme yang spesifik dan dikenali üBagi organisme yang bereproduksi secara seksual, definisi dasar dari spesies adalah yang mampu bereproduksi secara sesuai. ü Definisi ini banyak yang gagal bagi banyak spesies mikroba (termasuk bakteri), karena mereka tidak bereproduksi secara seksual.

Defenisi “Spesies” di dalam mikrobiologi: - Koleksi strain mikroba yang berbagi banyak properti dan berbeda secara nyata dari grup strain lainnya. - Spesies diidentifikasi dengan membandingkan dengan “type strains” yang telah diketahui. “type strain” adalah kultur murni yang telah dikarakterisasi dengan baik, sebagai referensi untuk identifikasi yang belum diketahui. - Ada beberapa koleksi dari type strain; Contoh. American Type Culture Collection (ATCC), Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen Gmb. H (DSMZ), BCCM/LMG Bacterial Collection (Belgium)

The Three-Domain System

Asal Usul Eukaryota oleh Proses Endosimbiosis

Asal Usul Eukaryota oleh Proses Endosimbiosis • Asal usul sel eukaryota yang pertama telah menjadi perdebatan • Eukaryota modern memiliki DNA di dalam nukleus (inti sel), mitokondria and chloroplasts • Menganalisa properti DNA ini and prokaryota modern • Baik Bakteri maupun Archaea saling berkontribusi nyata satu dan lainnya – Hubungan Symbiosis – 2 spesies hidup dengan bersentuhan secara langsung – Endosimbiosis – satu organisme hidup di dalam organisme lain • Data mendukung teori ini

Bakteri § Prokaryota § Memiliki dinding sel peptidoglycan § Binary fission § Menggunakan bahan kimia organik/inorganik atau fotosintesis untuk memperoleh energi Archaea § Prokayota § Tidak memiliki peptidoglycan § Hidup pada lingkungan yang ekstrim § Termasuk: - Methanogens - Extreme halophiles - Extreme thermophiles

Jenis-Jenis Eukaryota Protozoa • Eukaryota bersel tunggal • Menyerap bahan kimia organik • Dapat pindah menggunakan pseudopods, cilia atau flagella • Cth. Amoeba Algae • Eukaryote bersel tunggal/banyak • Memiliki dinding sel bersellulosa • Mendapatkan energi melalui fotosintesis • Menghasilkan bahan molekuler and organik

Jamur § Eukaryota § Dinding sel mengandung chitin § Menggunakan bahan kimia organik untuk menghasilkan energi § Lumut dan jamur adalah multiselluler, mengandung miselia (yang terdiri dari benang-benang yang disebut hifa) § Yeasts adalah bersel tunggal (unicellular)

Klasifikasi virus? • Tidak ditempatkan di Domain atau Kingdom • Kenapa? • Spesies biasanya suatu populasi virus dengan karakteristik yang sama yang menempati suatu niche ekologi yang tertentu

Nomenclature

Nomenclature § Penamaan ilmiah dari suatu mikroorganisme § Diatur oleh Peraturan Internasional (The International Code of Nomenclature of Prokaryotes). § Species/genus baru divalidasi dan dipublikasi di The International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (former: The International Journal of Bacteriology)

Peraturan untuk Penamaan Mikroorganisme § Hanya ada 1 nama yang benar untuk 1 organisme § Nama yang menyebabkan kesalahan harus ditolak § Binomial nomenclature (Dua nama : nama genus & nama spesies/ephitet spesifik) § Semua nama harus ditulis dalam huruf Latin - Kata pertama (Genus) selalu ditulis dengan huruf besar - Kata kedua (Species) tidak ditulis dengan huruf besar - Nama genus dan species Species, ditulis dengan digarisbawahi atau dicetak miring - Nama yang benar dari satu species atau taksa yang lebih tinggi harus ditentukan oleh publikasi yang sah, dan nanya harus sesuai dengan peraturan penamaan

Nama Ilmiah § Mungkin merupakan suatu penghargaan bagi seorang ilmuwan § Asal usul dalam bahasa Latin Contoh. Escherichia coli (E. coli) - penemu: Theodor Escherich - menjelaskan tempat hidupnya (habitat) (colon/intestine) Contoh. Staphylococcus aureus (S. aureus) - Clustered (staphylo), spherical (cocci) - Gold colored colonies (aureus) Contoh. Ralstonia solanacearum (R. solanacearum) - penemu : Ericka Ralston - menginfeksi tanaman famili Solanaceae

Nomenclature Nama umum/nama deskriptif : Nama-nama mikroorganisme mungkin umum digunakan, tapi bukan nama secara taksonomi Contoh: • Tubercle bacillus / disease = tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis) • Meningococcus/ disease = meningitis (Neiserria meningitidis) • Group A streptococcus (Streptococcus pyogenes)

Identifikasi

Bergey's Manual - Metode untuk membedakan dan mengidentifikasi bakteri yang disusun dalam Bergey's Manual of Determinative Bacteriology - Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Menyediakan penjelasan mengenai karakteristik fisik dan kimia dan sistem identifikasi dari bakteri yang penting

Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology • • Morphological characteristics Presence of various enzymes Serological tests Phage typing Fatty acid profiles DNA finger printing Sequence of ribosomal RNA Is still very difficult

• Morphological characteristics: Useful for identifying eukaryotes • Differential staining: Gram staining, acidfast staining • Biochemical tests: Determines presence of bacterial enzymes Metode Identification A dichotomous key

Contoh Identifikasi Bakteri dengan Menggunakan Metode Klasik Mikrobiologi

Contoh Tes Biokimia untuk Identifikasi Bakteri

Design a rapid test for a Staphylococcus aureus

Serology (ilmu yang mempelajari tentang serum dan respon imun nya) Combine known antiserum + unknown bacterium §Slide agglutination §ELISA §Western blot §Southern Blot §DNA chip

Phage Typing Menentukan kepekaan suatu strain terhadap phage atau virus bakteri tertentu

DNA Fingerprinting

Terima Kasih