Sejarah Perkembangan Mikrobiologi dan Virologi

SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI DAN VIROLOGI 

I.                   SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI

·         Antoni Van Leuwenhoek (1632-1723) Penemuan Mikroskop mulainya sejarah perkembangan mikrobiologi karena dengan ditemukannya MIkroorganisme dalam eksperimennya.

1.      Eksperimen oleh Leuwenhoek

Dengan menemukan adanya kehidupan pada benda mati yaitu dengan munculnya mahluk hidup pada benda mati.

-          Mikroba

-          Paramecium

-          Mahluk spontan (amoeba & berbagai mahluk hidup lainnya)

Percobaan ini memunculkan teori :

a.       Abiogenesis

Identik dengan teori Generatio Spontanea yaitu munculnya kehidupan dari sesuatu yang tidak ada apa-apanya/benda mati.

Seperti : tanah apabila di lihat dg kasat mata tidak ada apa-apanya, tetapi dilihat dengan menggunakan loop disana terdapat cacing, bakteri dll yg menunnjukan terdapat kehidupan di sana.

b.      Biogenesis

Generasi baru berasal dari sesuatu yang hidup/generasi sebelumnya.

Orang-orang yang memperdalam teori ini :

-          Lazzaro Spalanzani

-          Robert Hooke , menemukan sel gabus yang didalamnya terdapat cairan

-          Louis Pasteur : sifat mikroba dlm masalah fermentasi

Terkenal dengan Labu leher angsa

·         Penemuan sel oleh Robert Hooke

·         Penemuan sel hewan oleh Schwan

·         Penemuan sel tumbuhan oleh Schleiden

·         Slogan munculnya biogenesis dan penemuan sel :

a.       Omne vivum ex ovo yang berarti semua mahluk hidup berasal dari telur

b.      Omne ovom ex vivo yang berarti semua telur berasal dari mahluk hidup

c.       Omne vivum ex vivo yang berarti semua mahluk hidup berasal dari mahluk hidup

·         Robert Koch sebagai bapak MIKROBIOLOGI sangat berjasa dalam mikrobiologi karena banyak menemukan mikroba yang menyebabkan penyakit sehingga menyebabkan ditemukannya jenis vaksin

·         POSTULAT KOCH

1.      Mikroba penyebab harus di dapat pada penderita

2.      Mikroba penyebab harus dapat dibiakkan

3.      Mikroba penyebab yang sudah dibiakkan dan diinokulasi/disuntikkan akan menunjukkan penyakit yang sama

4.      Jasad renik yg sudah di inokulasi dibiarkan akan menjadi bentuk yangt sama

·         Periode Spekulasi dan perintisan: Dari zaman pra-sejarah sampai tahun 1850

Dalam periode ini terdapat beberapa jawaban dari berbagai permasalahan yang timbul didalam lingkungan yang berkaitan dengan peranan mikroba, misalnya:

a.        Masalah biogenesis: bagaimana dan dari mana kehidupan itu berasal.

b.        Apa yang terjadi dengan bahan makanan yang kemudian menjadi rusak. ( masalah pembusukan, pelendiran).

c.        Masalah contagion: mengapa dan bagaimana suatu penyakit dapat menular dan menyebar.

d.       Masalah supurasi: apa yang terjadi dengan pelukaan yang kemudian membengkak dan mengeluarkan nanah.

e.         Bagaimana proses fermentasi terjadi.

·         Periode Keemasan: Antara tahun 1850-1910

Dinamakan periode keemasan, karena dikaitkan dengan penemuan-penemuan dalam bidang:

a.       Penemuan Robert Koch (1881) tentang metode isolasi (pemisahan), serta pembuatan preparat dan identifikasi biakan mikroba secara murni.

Empat (4) postulat yang dikemukakan Robert Koch:

1.      Bahwa mikroorganisme tertentu selalu ditemukan berasosiasi dengan penyakit yang ditimbulkan.

2.       Mikroorganisme dapat diisolasi di tempat kerusaka dan ditimbulkan sebagai biakan murni di laboratorium.

3.       Biakan jasad murni bila di injeksikan pada hewan yang sesuai dapat menimbulkan penyakit yang sama.

4.       Mikroorganisme tersebut dapat diisolasi kembali akan menyerupai bentuk yang sama seperti asalnya.

b.      Penemuan petri ( asisten Koch) untuk cawan petri ( petri disk) didalam teknk mikroba.

c.       Penemuan Gram (1844) untuk pewarnaan bakteri sehingga bakteri terbagi menjadi 2 kelompok besar Gram positif dan gram negative.

d.      Penemuan Cham berland (1887) untuk sterilisasi bahan secara fisik dengan system saringan/filter.

·         Periode Modern: dari tahun 1910 – sekarang

Periode ini di tandai dengan dipergunakannya banyak metode dan peralatan mutakhir, seperti electron mikroskopis, khromatografigas, bahkan sampai computer.

Periode modern juga ditandai dengan diraihnya hadiah nobel oleh pakar mikrobiologi yang bergerak dalam bidang pengobatan dan kedokteran.

Misalnya:

1.      Domagk (1939), dalam penemuan obat-obat sulfa untuk untuk infeksi bakteri.

2.       Fleming, Florey dan Chay (1945), untuk penemuan antibiotika penisilin.

3.       Stanley (1946), untuk penemuan protein virus secara murni.

4.       Waksman (1952), untuk penemuan antibiotika streptomisin.

5.       Enders, Weller dan Beadle (1954) untuk penemuan poliomyelitis sehingga pembuatan vaksin polio dimungkinkan.

Pada masa sekarang mikrobiologi secara luas memasuki bidang- bidang pengetahuan lain, seperti:

1.      Bidang kesehatan,: kebersihan sanitasi dan higieni.

2.       pertanian,: peternakan, perikanan, kehutanan dan pasca panen.

3.       Bidang industry,: industry kimia, industry obat-obatan , industry kertas, industry tekstil, industry logam, dsb.

4.       Bidang bahan makanan khususnya yang berhubungan dengan masalah proses pengolahan/ pembuatan, control kualitas dan keslamatan, dan pengawasan/ preservasi, serta kerusakan.

5.       Bidang lingkungan hidup dan pencemaran.

Peranan mikroba dalam lingkungan hidup yang mulai di kembangkan adalah:

a.       Jasad yang secara langsung maupun tidak langsung mempengarihi lingkungan.

b.       Jasad yang secara langsung maupun tidak langsung dipengarihi lingkungan, sehingga pengembangan penggunaan mikroba sebagai jasad para meter  (indicator alami) terhadap perubahan dalam lingkungan, khususnya akibat adanya pencemaran domestic (dan rumah tangga) ataupun non-domestik ( pabrik, industry, pertanian dsb).

·         SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI MENURUT PARA AHLI

a.       Era Robert Hooke dan Antoni Van Leeuwenhoek

-          Sebagai orang pertama yang melihat bakteri dengan mikroskop sederhana yang hanya terdiri dari satu lensa.

-          Sebagai pengungkap semua rahasia tentang mikroba yang sebelumnya masih merupakan misteri.

b.      Era Louis Pasteur

-          Menemukan prinsip-prinsip dasar yang berkaitan dengan fermentasi

-          Terinya tentang “ Generatio Spontanea” yaitu organisme hidup berasal dari organisme hidup juga.

-          Percobaannya dengan kaldu yang disterilkan

-          Percobaan labu leher angsa yang membuktikan adanya mikroorganisme.

c.       Era Robert Koch

-          Sebagai orang pertama yang menemukan konsep hubungan antara penyakit menular dengan mikroorganisme.

A. PENEMUAN ANIMALCULUS

Awal  terungkapnya dunia mikroba adalah dengan ditemukannya mikroskop oleh Leeuwenhoek  (1633-1723).  Mikroskop  temuan  tersebut  masih  sangat  sederhana,  dilengkapi  satu  lensa  dengan  jarak  fokus  yang  sangat  pendek,  tetapi  dapat menghasilkan bayangan jelas yang perbesarannya antara 50-300 kali. Leeuwenhoek melakukan pengamatan tentang struktur mikroskopis biji, jaringan tumbuhan  dan  invertebrata  kecil,  tetapi  penemuan  yang  terbesar  adalah  diketahuinya dunia mikroba yang disebut sebagai “animalculus” atau hewan kecil. Animalculus adalah jenis-jenis  mikroba  yang  sekarang  diketahui  sebagai  protozoa,  algae,  khamir,  dan bakteri.   

B. TEORI  ABIOGENESIS DAN BIOGENESIS

Penemuan  animalculus  di  alam,  menimbulkan  rasa  ingin  tahu  mengenai  asal usulnya. Menurut  teori abiogenesis, animalculus  timbul dengan  sendirinya dari bahan-bahan  mati.  Doktrin  abiogenesis  dianut  sampai  jaman  Renaissance,  seiring  dengan kemajuan pengetahuan mengenai mikroba, semakin lama doktrin tersebut menjadi tidak terbukti.  Sebagian ahli menganut  teori biogenesis, dengan pendapat bahwa animalculus terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara. Untuk mempertahankan pendapat  tersebut  maka  penganut  teori  ini  mencoba  membuktikan  dengan  berbagai percobaan. 

Fransisco Redi  (1665), memperoleh  hasil dari  percobaannya  bahwa  ulat  yang berkembang  biak  di  dalam  daging  busuk,  tidak  akan  terjadi  apabila  daging tersebut disimpan di dalam suatu tempat tertutup yang tidak dapat disentuh oleh lalat. Jadi dapat disimpulkan bahwa ulat  tidak secara spontan berkembang dari daging. Percobaan  lain yang  dilakukan  oleh  Lazzaro  Spalanzani  memberi  bukti  yang  menguatkan  bahwa mikroba tidak muncul dengan sendirinya, pada percobaan menggunakan kaldu ternyata pemanasan  dapat menyebabkan  animalculus  tidak  tumbuh.  Percobaan  ini  juga  dapat menunjukkan bahwa perkembangan mikrobia di dalam suatu bahan, dalam arti terbatas menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi pada bahan tersebut.

Percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur juga banyak membuktikan bahwa teori abiogenesis  tidak  mungkin,  tetapi  tetap  tidak  dapat  menjawab  asal  usul animalculus.  Penemuan  Louis  Pasteur  yang  penting  adalah  (1)  Udara  mengandung mikrobia yang  pembagiannya  tidak merata,  (2) Cara  pembebasan  cairan  dan  bahan-bahan  dari  mikrobia,  yang  sekarang  dikenal  sebagai  pasteurisasi  dan  sterilisasi. Pasteurisasi  adalah  cara  untuk  mematikan  beberapa  jenis  mikroba  tertentu  dengan menggunakan uap air panas, suhunya kurang  lebih 62o C. Sterilisasi adalah cara untuk mematikan  mikroba  dengan  pemanasan  dan  tekanan  tinggi,  cara  ini  merupakan penemuan bersama ahli yang lain.

C. PENEMUAN BAKTERI BERSPORA

John  Tyndall  (1820-1893),  dalam  suatu  percobaannya  juga  mendukung pendapat Pasteur. Cairan bahan organik yang sudah dipanaskan dalam air garam yang mendidih selama 5 menit dan diletakkan di dalam  ruangan bebas debu,  ternyata  tidak akan membusuk walaupun disimpan dalam waktu berbulan-bulan,  tetapi apabila  tanpa pemanasan maka akan terjadi pembusukan. Dari percobaan Tyndall ditemukan adanya fase  termolabil  (tidak  tahan  pemanasan,  saat  bakteri  melakukan  pertumbuhan)  dan termoresisten pada bakteri (sangat tahan terhadap panas). Dari penyelidikan ahli botani Jerman  yang  bernama  Ferdinand  Cohn,  dapat  diketahui  secara  mikroskopis  bahwa pada fase termoresisten, bakteri dapat membentuk endospora. Dengan  penemuan tersebut,  maka  dicari  cara  untuk  sterilisasi  bahan  yang mengandung  bakteri pembentuk  spora,  yaitu  dengan  pemanasan  yang  terputus dan  diulang  beberapa  kali  atau  dikenal  sebagai  Tyndallisasi. Pemanasan  dilakukan  pada suhu  100 derajat C  selama  30 menit,  kemudian  dibiarkan  pada  suhu  kamar  selama  24  jam, cara ini diulang sebanyak 3 kali. Saat dibiarkan pada suhu kamar, bakteri berspora yang masih  hidup  akan  berkecambah membentuk  fase  pertumbuhan  /  termolabil,  sehingga dapat dimatikan pada pemanasan berikutnya.

D. PERAN MIKROBA DALAM TRANSFORMASI BAHAN ORGANIK

Suatu bahan yang ditumbuhi oleh mikroba akan mengalami perubahan susunan kimianya.  Perubahan  kimia  yang  terjadi  ada  yang  dikenal  sebagai  fermentasi (pengkhamiran)  dan  pembusukan  (putrefaction).  Fermentasi  merupakan  proses  yang menghasilkan  alkohol  atau  asam  organik,  misalnya  terjadi  pada  bahan  yang mengandung  karbohidrat.  Pembusukan  merupakan  proses  peruraian  yang menghasilkan bau busuk, seperti pada peruraian bahan yang mengandung protein.  Pada  tahun 1837, C. Latour, Th. Schwanndon, dan F. Kutzing  secara  terpisah menemukan bahwa zat gula yang mengalami fermentasi alkohol selalu dijumpai adanya khamir. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perubahan  gula menjadi alkohol dan CO2 merupakan fungsi fisiologis dari sel khamir  tersebut. Teori biologis  ini ditentang oleh Jj.  Berzelius,  J.  Liebig,  dan  F.  Wahler.  Mereka  berpendapat  bahwa  fermentasi  dan pembusukan merupakan  reaksi kimia biasa. Hal  ini dapat dibuktikan pada  tahun 1812 telah berhasil disintesa senyawa organik urea dari senyawa anorganik.

Pasteur  banyak  meneliti  tentang  proses  fermentasi  (1875-1876).  Suatu  saat perusahaan  pembuat  anggur  dari  gula  bit,  menghasilkan  anggur  yang  masam. Berdasarkan  pengamatannya  secara  mikroskopis,  sebagian  dari  sel  khamir  diganti kedudukannya oleh sel  lain yang berbentuk bulat dan batang dengan ukuran sel  lebih kecil. Adanya sel-sel yang lebih kecil ini ternyata mengakibatkan sebagian besar proses fermentasi alkohol  tersebut didesak oleh proses  fermentasi  lain, yaitu  fermentasi asam laktat.  Dari  kenyataan  ini,  selanjutnya  dibuktikan  bahwa  setiap  proses  fermentasi tertentu  disebabkan  oleh  aktivitas  mikroba  tertentu  pula,  yang  spesifik  untuk  proses fermentasi  tersebut. Sebagai  contoh  fermentasi  alkohol  oleh  khamir,  fermentasi  asam laktat oleh bakteri Lactobacillus, dan fermentasi asam sitrat oleh jamur Aspergillus. 

E. PENEMUAN KEHIDUPAN ANAEROB

Selama meneliti  fermentasi  asam  butirat,  Pasteur menemukan  adanya  proses kehidupan  yang  tidak  membutuhkan  udara.  Pasteur  menunjukkan  bahwa  jika  udara dihembuskan ke dalam bejana fermentasi butirat, proses fermentasi menjadi terhambat,  bahkan dapat terhenti sama sekali. Dari hal ini kemudian dibuat 2 istilah, (1) kehidupan anaerob,  untuk  mikroba  yang  tidak  memerlukan  Oksigen,  dan  (2)  kehidupan  aerob, untuk mikroba yang memerlukan Oksigen.  Secara  fisiologis  adanya  fermentasi  dapat  digunakan  untuk  mengetahui beberapa  hal.  Oksigen  umumnya  diperlukan  mikroba  sebagai  agensia  untuk mengoksidasi senyawa organik menjadi CO2. Reaksi oksidasi  tersebut dikenal sebagai “respirasi  aerob”,  yang  menghasilkan  tenaga  untuk  kehidupan  jasad  dan pertumbuhannya. Mikroba  lain  dapat memperoleh  tenaga  dengan  jalan memecahkan senyawa  organik  secara  fermentasi  anaerob,  tanpa  memerlukan  Oksigen.  Beberapa jenis  mikroba  bersifat  obligat  anaerob  atau  anaerob  sempurna.  Jenis  lain  bersifat fakultatif anaerob, yaitu mempunyai dua mekanisme untuk mendapatkan energi. Apabila ada Oksigen, energi diperoleh secara respirasi aerob, apabila tidak ada Oksigen energi diperoleh  secara  fermentasi  anaerob.  Pasteur  mendapatkan  bahwa  respirasi  aerob adalah proses yang efisien untuk menghasilkan energi.

F. PENEMUAN ENZIM

Menurut  Pasteur,  proses  fermentasi merupakan  proses  vital  untuk  kehidupan. Pendapat  tersebut ditentang oleh Bernard  (1875), bahwa khamir dapat memecah gula menjadi  alkohol  dan  CO2  karena  mengandung  katalisator  biologis  dalam  selnya.  Katalisator  biologis  tersebut  dapat  diekstrak  sebagai  larutan  yang  tetap  dapat menunjukkan kemampuan fermentasi, sehingga fermentasi dapat dibuat sebagai proses yang tidak vital lagi (tanpa sel).

Pada  tahun  1897,  Buchner  dapat  membuktikan  gagasan  Bernard,  yaitu  pada saat menggerus sel khamir dengan pasir dan ditambahkan sejumlah besar gula, terlihat dari  campuran  tersebut  dibebaskan CO2  dan  sedikit  alkohol. Penemuan  ini membuka jalan ke perkembangan biokimia modern. Akhirnya dapat diketahui bahwa pembentukan  alkohol  dari  gula  oleh  khamir,  merupakan  hasil  urutan  beberapa  reaksi  kimia,  yang masing-masing dikatalisir oleh biokatalisator yang spesifik atau dikenal sebagai enzim.

G. MIKROBA PENYEBAB PENYAKIT

Pasteur  menggunakan  istilah  khusus  untuk  mengatakan  kerusakan  pada  minuman anggur oleh mikrobia, yaitu disebut penyakit Bir.  Ia  juga mempunyai dugaan kuat tentang adanya peran mikroba dalam menyebabkan timbulnya penyakit pada jasad tingkat  tinggi.  Bukti-buktinya  adalah  dengan  ditemukannya  jamur  penyebab  penyakit pada tanaman gandum (1813), tanaman kentang (1845), dan penyakit pada ulat sutera serta kulit manusia. Pada  tahun  1850  diketahui  bahwa  dalam  darah  hewan  yang  sakit  antraks, terdapat  bakteri  berbentuk  batang.  Davaine  (1863-1868) membuktikan  bahwa  bakteri tersebut hanya  terdapat pada hewan  yang  sakit, dan penularan buatan menggunakan  darah  hewan  yang  sakit  pada  hewan  yang  sehat  dapat menimbulkan  penyakit  yang sama. Pembuktian bahwa antraks disebabkan oleh bakteri dilakukan oleh Robert Koch (1876),  sehingga ditemukan  “postulat Koch”  yang merupakan  langkah-langkah untuk membuktikan bahwa suatu mikroba adalah penyebab penyakit.

Postulat Koch dalam bentuk umum adalah sebagai berikut:

1.       Suatu  mikroba  yang  diduga  sebagai  penyebab  penyakit  harus  ada  pada  setiap tingkatan penyakit.

2.       Mikroba  tersebut  dapat  diisolasi  dari  jasad  sakit  dan  ditumbuhkan  dalam  bentuk biakan murni.

3.       Apabila biakan murni  tersebut disuntikkan pada hewan yang sehat dan peka, dapat menimbulkan penyakit yang sama.

4.       Mikrobia dapat diisolasi kembali dari jasad yang telah dijadikan sakit tersebut.

H. PENEMUAN VIRUS

Iwanowsky menemukan bahwa  filtrat bebas bakteri  -(cairan yang  telah disaring dengan  saringan  bakteri)-  dari  ekstrak  tanaman  tembakau  yang  terkena  penyakit mozaik, ternyata masih tetap dapat menimbulkan infeksi pada tanaman tembakau yang sehat.  Dari  kenyataan  ini  kemudian  diketahui  adanya  jasad  hidup  yang  mempunyai ukuran  jauh  lebih  kecil  dari  bakteri  (submikroskopik)  karena  dapat  melalui  saringan bakteri, yaitu dikenal sebagai virus.

Untuk  membuktikan  penyakit  yang  disebabkan  oleh  virus,  dapat  digunakan postulat River (1937), yaitu:

1.       Virus harus berada di dalam sel inang.

2.       Filtrat bahan yang  terinfeksi  tidak mengandung bakteri atau mikroba  lain yang dapat

3.       ditumbuhkan di dalam media buatan.

4.       Filtrat dapat menimbulkan penyakit pada jasad yang peka.

5.       Filtrat yang sama yang berasal dari hospes peka  tersebut harus dapat menimbulkan kembali penyakit yang sama.

I.                   MIKROBIOLOGI TANAH

Beberapa  penelitian  menunjukkan  bahwa  mikrobia  berperan atas perubahan kimiawi  yang  terjadi  di  dalam  tanah.  Peranan mikrobia  dalam  beberapa  siklus  unsur hara yang penting, seperti siklus Karbon, Nitrogen, Sulfur, ditunjukkan oleh Winogradsky dan Beijerinck. Winogradsky  menemukan  bakteri  yang  mempunyai  fisiologis  khusus,  yang disebut  bakteri  autotrof.  Bakteri  ini  dapat  tumbuh  pada  lingkungan  yang  seluruhnya anorganik.  Energi  diperoleh  dari  hasil  oksidasi  senyawa  anorganik  tereduksi,  dan menggunakan  CO2  sebagai  sumber  Karbon.  Bakteri  autotrof  dapat  dicirikan  dari  kemampuannya  menggunakan  sumber  anorganik  tertentu.  Sebagai  contoh,  bakteri  Belerang  dapat mengoksidasi  senyawa  Belerang  anorganik.  Penemuan  lain  bersama  Beijerinck  adalah  adanya  bakteri  penambat Nitrogen  nonsimbiotik  dan  simbiotik,  yang  dapat memanfaatkan Nitrogen dalam bentuk gas N2.

J. GENERATIO SPONTANEA (ABIOGENESIS) MENURUT PANDANGAN BARU

Bukti-bukti baru mendukung bahwa kehidupan  terjadi dari berbagai unsur kimia, dengan  rangkaian  reaksi  yang  mirip  dengan  reaksi  yang  terjadi  di  alam.  Menurut pendapat Oparin  (1938)  dan Haldane  (1932),  bumi  pada  jaman  prebiotik mempunyai atmosfer  yang  bersifat  anaerob.  Atmosfer  bumi  saat  itu mengandung  sejumlah  besar Nitrogen, Hidrogen, CO2, uap air, sejumlah ammonia, CO, dan H2S.  Di   atmosfer Oksigen hampir  tidak ada, dan  lapisan ozon sangat  tipis, sehingga sinar ultra violet banyak mengenai bumi. Radiasi uv, suhu tinggi dan loncatan bunga api listrik,  menyebabkan  sejumlah  bahan  anorganik  yang  ada  berubah  menjadi  bahan organik,  serta terjadinya  evolusi  pada  bahan-bahan  organik  menjadi  lebih  kompleks, atau  mulai  terbentuk  makromolekul.  Diduga  makromolekul  akan  saling  bergabung membentuk semacam membran, yang kemudian mengelilingi suatu cairan, dan akhirnya terbentuk  suatu  organisme  seluler.  Selanjutnya  untuk  mengevolusikan  jasad  bersel tunggal  menjadi  bersel  majemuk  memerlukan  waktu  kurang  lebih  2,5  milyar  tahun. Untuk mengevolusikan  jasad bersel majemuk menjadi reptil sampai binatang menyusui memerlukan waktu milyaran tahun lagi.  Teori asal mula kehidupan diatas didukung oleh penemuan S. Miller (1957) dan  H. Urey (1954). Bejana Miller diisi dengan gas CH4, NH3, H2O, dan H2.  Gas-gas tersebut dibiarkan bersirkulasi  terus-menerus melalui  loncatan bunga api  listrik, kondensor, dan air mendidih. Seminggu kemudian ternyata menunjukkan terbentuknya senyawa organik seperti asam amino glisin dan alanin, serta asam organik seperti asam suksinat. Dengan merubah  bahan  dasar  dan  energi  yang  diberikan  dalam  aparat  Miller,  maka  dapat disintesa  senyawa-senyawa  lain  seperti  polipeptida,  purin,  dan  ATP.  Makromolekul inilah yang diduga sebagai awal terbentuknya kehidupan.

K. PENGGUNAAN MIKROBA

1.     Penggunaan  mikroba  untuk  proses-proses  klasik,  seperti  khamir  untuk  membuat anggur dan roti, bakteri asam laktat untuk yogurt dan kefir, bakteri asam asetat untuk vinegar, jamur Aspergillus sp. untuk kecap, dan jamur Rhizopus sp. untuk tempe. 

2. Penggunaan  mikroba  untuk  produksi  antibiotik,  antara  lain  penisilin  oleh  jamur Penicillium sp., streptomisin oleh actinomysetes Streptomyces sp.

3.       Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru, misalnya karotenoid dan steroid oleh jamur,  asam  glutamat  oleh mutan Corynebacterium  glutamicum,  pembuatan  enzim amilase, proteinase, pektinase, dan lain-lain.

4.       Penggunaan mikroba dalam  teknik genetika modern, seperti untuk pemindahan gen dari manusia, binatang, atau  tumbuhan ke dalam sel mikrobia, penghasilan hormon, antigen, antibodi, dan senyawa lain misalnya insulin, interferon, dan lain-lain.

5.       Penggunaan mikroba di bidang pertanian, misalnya untuk pupuk hayati (biofertilizer), biopestisida, pengomposan, dan sebagainya.

6.       Penggunaan  mikroba  di  bidang  pertambangan,  seperti  untuk  proses  leaching  di tambang emas, desulfurisasi batubara, maupun untuk proses penambangan minyak bumi.

Penggunaan mikroba di bidang  lingkungan, misalnya untuk mengatasi pencemaran limbah organik maupun anorganik termasuk logam berat dan senyawa xenobiotik

II.                SEJARAH PERKEMBANGAN VIROLOGI

Virologi ialah cabang Microbiologi yang mempelajari makhluk suborganisme, terutama virus. Dalam perkembangannya, selain virus ditemukan pula viroid dan prion.

Virus adalah organisme subselular yang karena ukurannya sangat kecil, hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Ukurannya lebih kecil daripada bakteri sehingga virus tidak dapat disaring dengan penyaring bakteri. Virus terkecil berdiameter hanya 20 nm (lebih kecil daripada ribosom), sedangkan virus terbesar sekalipun sukar dilihat dengan mikroskop cahaya.

Struktur dan karakteristik Virus

Virus selalunya terdiri daripada lapisan protein sebagai pelindung (sampul), teras protein yang menyimpan gen virus, dan gen virus itu sendiri.

1.      .Kepala

Kepala virus berisi DNA dan bagian luarnya diselubungi kapsid. Satu unit protein yang menyusun kapsid disebut kapsomer.

2.      Kapsid

Kapsid adalah selubung yang berupa protein. Kapsid terdiri atas kapsomer. Kapsid juga dapat terdiri atas protein monomer yang yang terdiri dari rantai polipeptida. Fungsi kapsid untuk memberi bentuk virus sekaligus sebagai pelindung virus dari kondisi lingkungan yang merugikan virus.

3.Isi tubuh
Bagian isi tersusun atas asam inti, yakni DNA saja atau RNA saja. Bagian isi disebut sebagai virion. DNA atau RNA merupakan materi genetik yang berisi kode-kode pembawa sifat virus. Berdasarkan isi yang dikandungnya, virus dapat dibedakan menjadi virus DNA (virus T, virus cacar) dan virus RNA (virus influenza, HIV, H5N1). Selain itu di dalam isi virus terdapat beberapa enzim.

4.Ekor
Ekor virus merupakan alat untuk menempel pada inangnya. Ekor virus terdiri atas tubus bersumbat yang dilengkapi benang atau serabut. Virus yang menginfeksi sel eukariotik tidak mempunyai ekor.

Pengelompokkan Virus

Berdasarkan jenis asam nukleat, virus dapat dikelompokkan menjadi dua
kelompok, yaitu virus ARN (ribovirus) dan virus ADN (deoksiribovirus).
Berikut ini beberapa contoh dari kedua kelompok virus tersebut dan penyakit
yang ditimbulkannya.

Virus ARN Virus AND. Nama –nama penyakit

Ø  Virus Orthomyxo

Ø  Influenza Virus mozaik Bercak-bercak pada daun tembakau

Ø  Virus rhabdo Rabies Virus herpes Herpes

Ø  Virus hepatitis Hepatitis Virus pox Cacar

Ø  Virus paramyxo Pes pada hewan ternak

Ø  Virus papova Kutil pada manusia

Ø  Retrovirus AIDS

Ø  Virus picorna Polio

Ø  Virus toga Demam kuning dan ensefalitis

Ø  Virus arena Meningitis

Reproduksi Virus

1.       Daur litik (litic cycle)

a.  Fase Adsorbsi (fase penempelan)

Ditandai dengan melekatnya ekor virus pada sel bakteri. Setelah menempel virus mengeluarkan enzim lisoenzim (enzim penghancur) sehingga terbentuk lubang pada dinding bakteri untuk memasukkan asam inti virus.

b.   Fase Injeksi (memasukkan asam inti)
Setelah terbentuk lubang pada sel bakteri maka virus akan memasukkan asam inti (DNA) ke dalam tubuh sel bakteri. Jadi kapsid virus tetap berada di luar sel bakteri dan berfungsi lagi.

c. Fase Sintesis (pembentukan)
DNA virus akan mempengaruhi DNA bakteri untuk mereplikasi bagian bagian virus, sehingga terbentuklah bagian-bagian virus. Di dalam sel bakteri yang tidak berdaya itu disintesis virus dan protein yang dijadikan sebagai kapsid virus, dalam kendali DNA virus.

d. Fase Asemblin (perakitan)
Bagian-bagian virus yang telah terbentuk, oleh bakteri akan dirakit menjadi virus sempurna. Jumlah virus yang terbentuk sekitar 100-200buah dalam satu daur litik.

e. Fase Litik (pemecahan sel inang)
Ketika perakitan selesai, maka virus akan menghancurkan dinding sel bakteri dengan enzim lisoenzim, akhirnya virus akan mencari inang baru.

2.      Daur lisogenik (lisogenic cycle)

a.       Fase Penggabungan
Dalam menyisip ke DNA bakteri DNA virus harus memutus DNA bakteri, kemudian DNA virus menyisip di antara benang DNA bakteri yang terputus tersebut. Dengan kata lain, di dalam DNA bakteri terkandung materi genetik virus.

b.      Fase Pembelahan
Setelah menyisip DNA virus tidak aktif disebut profag. Kemudian DNA bakteri mereplikasi untuk melakukan pembelahan.

c.       Fase Sintesis
DNA virus melakukan sintesis untuk membentuk bagian-bagian virus

d.      Fase Perakitan
Setelah virus membentuk bagian-bagian virus, dan kemudian DNA masuk
ke dalam akan membentuk virus baru

e.       Fase Litik
Setelah perakitan selesai terjadilah lisis sel bakteri. Virus yang terlepas dari inang akan mencari inang baru

klasifikasi Virus

Virus dapat diklasifikasi menurut morfologi, tropisme dan cara penyebaran, dan genomik fungsional.

Klasifikasi virus berdasarkan morfologi

Berdasarkan morfologi, virus dibagi berdasarkan jenis asam nukleat dan juga protein membran terluarnya (envelope) menjadi 4 kelompok, yaitu :

Virus DNA
Virus RNA
Virus berselubung
Virus non-selubung

Klasifikasi virus berdasarkan tropisme dan cara penyebaran

Berdasarkan tropisme dan cara penyebaran, virus dibagi menjadi:

Virus Enterik
Virus Respirasi
Arbovirus
Virus onkogenik
Hepatitis virus

Klasifikasi virus berdasarkan genomik fungsional

Virus di klasifikan menjadi 7 kelompok berdasarkan alur fungsi genomnya. Klasifikasi ini disebut juga klasifikasi Baltimore yaitu:

Virus Tipe I = DNA Utas Ganda
Virus Tipe II = DNA Utas Tunggal
Virus Tipe III = RNA Utas Ganda
Virus Tipe IV = RNA Utas Tunggal (+)
Virus Tipe V = RNA Utas Tunggal (-)
Virus Tipe VI = RNA Utas Tunggal (+) dengan DNA perantara
Virus Tipe VII = DNA Utas Ganda dengan RNA perantara