Struktur dan fungsi sel

KERAGAMAN EUKARIOT

1

Struktur dan fungsi sel  Struktur sel lebih kompleks dibandingkan dengan prokariot, mempunyai

 





2

nukleus yang terbungkus membran dan berbagai organel (mitokondria, kloroplas, alat golgi, peroksisom, lisosom, retikulum endoplasma, mikrotubul dan mikrofilamen) Organel respirasi dan fermentasi : mitokondria dan hidrogenosom. Pada eukariot aerob proses respirasi berlangsung pada mitokondria, jumlahnya dalam sel bisa bervariasi pada sel hewan bisa 1000, pada sel khamir hanya beberapa. Beberapa eukariot tidak memiliki mitokondria tetapi hidrogenosom bersifar anaerob atau aerotoleran seperti parasit Trichomonas dan siliata yang menghuni rumen ruminansia, lumpur dan sedimen anoksik Organel fotosintesis : kloroplas, terdapat klorofil yang dijumpai pada fototrof eukariot

Endosimbion: mitokondria, kloroplas dan bakteria  Mitokondria dan kloroplas mengandung DNA, sel eukariot

nonfototrof merupakan kimera genetika yang mengandung DNA dari dua sumber yaitu endosimbion dan nukleus sel inang, fotorof eukariot seperti alga dan tanaman tingkat tinggi mengandung DNA dari tiga sumber yaitu endosimbion mitokondria dan kloroplas serta nukleus.  Nukleus mengandung gen yang diturunkan dari bakteri, melalui DNA sekuensing terlihat bahwa gen nukleus lebih mirip bakteria, diasumsikan bahwa gen tersebut ditransfer dari bakteri simbion ke nukleus 3

 Mitokondria dan kloroplas mempunyai ribosom sendiri (70S

seperti pada prokariot)  Spesifitas antibiotik, streptomisin menghambat ribosom 70S berarti dapat menghambat sintesis mitokondria dan kloroplas  Filogeni molekuler telaah sekuen DNA terlihat bahwa mitokondria dan kloroplas berasal dari bakteri. Sel eukariot merupakan perkembangan asosiasi dua organisme yang berbeda dalam proses endosimbion

4

Mikroorganisme Eukariot  Unisel (bersel tunggal) dan Multisel (bersel banyak)  FUNGI  ALGAE  PROTOZOA  PARASIT MULTISEL

5

 Filogeni eukariot membentuk domain tersendiri dan sebagai

kelompok yang lebih dekat dengan arkea dibandingkan dengan bakteria  Filogeni eukariot diperoleh dengan perbandingan sekuen 18S ribosomal RNA.  Berdasarkan pohon filogenetik terlihat bahwa eukariot awal dari golongan yang tidak mempunyai mitokondria seperti : Giardia, mikrosporadia, Trichomonas

6

Karakteristik mikroorganisme eukariot  Memiliki dinding sel yang jelas (kecuali aquatic fungi dan     

7

cellular slime moulds) Memiliki inti sel yang diliputi membran Informasi genetik berada di dalam nukleus dan mengandung lebih dari satu kromosom Respirasi terjadi pada mitokondria Kloroplas adalah tempat terjadinya fotosintesis Gerakan dilakukan dengan silia atau flagela

FUNGI  Istilah : Fungus (singular)

Fungi (plural) = Jamur  Kapang (mould)  Ragi (Yeast = khamir)  Jamur besar (Mushroom)

8

FUNGI

9

FUNGI

Saccharomyces cereviseae

10

Candida albicans

FUNGI

Fusarium sp.

11

Aspergillus sp.

Penicillium sp.

Taksonomi Fungi (Alexopoulos, 1996)

Nama sekarang Oomycota Chytridiomycota Zygomycota Ascomycota Deuteromycota Basidiomycota

12

Nama dulu Oomycetes Chytridiomycetes Zygomycetes Ascomycetes Deuteromycetes, Deuteromycotina, Fungi Imperfecti Basidiomycetes, Basidiomycotina

Lower fungi

Higher fungi

Peran Fungi       

Peran positif : Mikroorganisme industri : bahan obat, growth promoter, enzim untuk industri, dll Sebagai saprofit : dekomposer Keperluan analitik : mikroba uji Biotransformasi (jasa) : hormon Penelitian : bioinformatik Peran negatif : Sebagai parasit pada : tanaman, hewan, manusia (penyebab penyakit) Penyebab kerusakan berbagai produk Pemanfaatan Fungi : Biomasa, metabolit primer dan metabolit sekunder

13

Beberapa contoh manfaat fungi di dunia Industri Bidang Farmasi

Produk Penisilin Griseofulvin Cyclosporin

Sumber P.chrysogenum P.griseofulvum Trich.polysporum

Penggunaan antibakteri antifungi imunosupresan

Pertanian

Zealarenone Gibberellins

Gibberella zeae G.fujikuroi

growth promoter hormon tanaman

Industri

amilase Lipase

Asp.oryzae, niger Mucor, Aspergillus

pengurai amilum pengurai lemak

14

Morfologi  Kapang (fungi berfilamen = moulds)

- Memiliki hifa miselium - Membentuk spora (seksual dan aseksual) - Pertumbuhan pada ujung (apical) hifa  Ragi (yeast) - Berbentuk “budding” - Membelah diri

15

Karakteristik Fungi

 Nutrisi : Heterotrop

 Tidak melakukan fotosintesis (jadi bersifat saprofit atau parasit)  Dinding sel : mengandung kitin (chitin) dan kitosan (chitosan)  Inti sel : haploid, beberapa ada yang diploid  Histon : Histon 2B (seperti pada hewan)  Mitokondria : bentuk lempeng  Senyawa cadangan : glikogen, lipid, trihalosa  Sterol : ergosterol  Ribosom : 18s rRNA

16

Perbedaan kapang dan ragi Karakteristik

Kapang

Ragi

1. Ukuran sel

5 – 30 µm

± 4 µm(mis.Candida)

2. Cara tumbuh

Membentuk hifa/miselium

sistem Budding

3. Komponen dinding

Mengandung kitin,glukan

Kitin dan glukan dlm kadar bervariasi



4. Spora

Pigmen berwarna

Umumnya tidak



5. Kandungan protein 1

0%

6%



28%

33%



6. Kandungan glukosamin



7. Inti sel

Umumnya haploid

Dapat haploid/diploid

        



17

Kapang  Hifa berbentuk selinder protoplasmik yang dikelilingi oleh

dinding sel  Diameter hifa : 2 – 18 μm  Hifa dibagi menjadi beberapa kompartemen yang dipisahkan oleh sekat yang disebut septa, namun ada pula hifa yang tidak bersekat.  Di dalam kompartemen terdapat satu atau lebih nukleus, dan aktivitas protoplasma terpusat pada daerah ujung hifa (disebut daerah apex = apical region)

18

Kapang  Ujung apical ini tebalnya hanya sekitar 50 nm sedangkan

daerah dinding sel sekitar 125 nm.  Ujung apical sangat sarat dengan organel, dan pada daerah sangat ujung banyak mengandung AVC = apical vesicle cluster, yang memegang peranan penting dalam proses pertumbuhan kapang  Bila hifa yang telah tua lisis, maka pori-pori septa akan tertutup oleh suatu protein yang disebut Woronin bodies

19

Struktur Kapang

Penampang hifa

Sayatan hifa di bawah elektron mikroskop

20

Ragi (Yeast)  Uniseluler  Beberapa ragi bersifat Dimorf (berubah bentuk karena

kondisi lingkungan, mis.suhu)  Setiap sel memiliki satu nukleus dan beberapa organel  Vakuola cukup besar  Reproduksi dengan cara “budding”

21

Struktur Ragi

Penampang sel ragi

22

Reproduksi  Aseksual

- ragi membentuk spora pada sporangiospora sedangkan kapang membentuk spora pada conidia. Fungsi : untuk penyebaran (dispersal)  Seksual - Reproduksi seksual terjadi ketika gamet haploid bergabung (fusi) membentuk zygot - Zygot lalu mengalami meiosis (pembelahan) membentuk sopra seksual yang halpoid. Fungsi : untuk pertahanan saat ‘dormant’

23

Spora aseksual  Non-motile : Zygomycota  Bergerak dengan satu flagela : Chytridiomycota  Bergerak dengan dua flagela : Oomycota  Ascomycota, Deuteromycota dan Basidiomycota tidak pernah

membentuk sporangium, dan tidak memiliki flagela. Mereka terbentuk dengan cara budding, fragmentasi, dll

24

Spora seksual  ‘Lower fungi’ biasanya memiliki organ sex yang jelas

sedangkan ‘higher fungi’ biasanya organ sex nya tidak menonjol, hanya melakukan fusi hifa somatik  Spora seksual berfungsi pada saat ‘dormant’ untuk pertahanan (oospores, zygospores, ascospores)

25

Oomycota  Phytophtora (a)  Saprolegnia (b), (c)  Pythium (d)

(a)

Phytophtora infestans adalah fungi patogen untuk kentang

(d) (b)

26

(c)

Chytridiomycota  Allomyces (a)  Rhizophlyctis (b)  Olpidium (c) Umumnya saprofit di tanah

27

Zygomycota

(a)

 Mucor (a)  Entomophthora (b)  Pilobolus (c)  Erynia (b)  Piptochepalis (d)  Rhizopus

(d) (b)

28

(c)

Ascomycota

(a)

 Neurospora (a)  Eurotium (d)  Ascobolus (c)  Saccharomyces  Pneumocystis (b)

29

(c)

(d)

Deuteromycota  Alternaria

 Aspergillus  Cladosporium  Geotrichum  Humicola  Penicillium  Phomopsis  Pesotum  Fusarium  Trichoderma  Candida , dll 30

Basidiomycota  Agaricus (a)  Lycoperdon (b)  Ganoderma (c)  Puccinia (d)

31

Fungi patogen  Fungi

penyebab penyakit pada permukaan atau topikal (Superficial m ycoses )  Fungi penyebab penyakit pada lapisan subkutan (Subcutaneous m ycoses )  Fungi penyebab penyakit di bagian dalam tubuh atau masuk dalam sistem sistemik tubuh (Deep or sistem ic m ycoses ) 32

Mikotoksin  Mikotoksin merupakan metabolit sekunder fungi

yang dikeluarkan umumnya untuk salah satu pertahanan dirinya terhadap lingkungan  Jalur utama penyerangan fungi patogen terhadap manusia/hewan adalah melalui mulut (oral) atau terhirup hidung, atau melalui kontak mukosa atau luka terbuka.

33

Fungi oportunis  Fungi yang menyebabkan penyakit yang cukup

serius akibat penyakit lain yang diderita oleh seseorang.  Candida albicans adalah salah satu fungi oportunis, pada kondisi tertentu

Cryptococcus neoformans  Aspergillus flavus, parasiticus 

34

Deteksi fungi toksik  Identifikasi dgn mikroskop  Mikrobiologi  Imunokimia  Metode molekuler

35

Beberapa cara deteksi fungi patogen Microsporon, Trichophyton, Epidermophyton, Sporotrichum, dapat dibiakkan pada medium agar Sabouraud  Untuk Candida albicans dapat diletakkan pada  Untuk

pelat dan diteteskan 10% KOH, di bawah mikroskop terlihat seperti serat miselium  Untuk membedakan Candida dengan yeast yang non-patogen dapat dilakukan dengan cara menumbuhkannya pada agar mengandung jagung (corn-meal agar) 36