Mikroorganisme

Mikroorganisme, juga disebut mikrob^[1] atau jasad renik,^[2] adalah organisme yang berukuran sangat kecil sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan.^[3] Mikroorganisme disebut juga organisme mikroskopik.^[3]

Cawan agar yang ditumbuhi mikroorganisme yang diisolasi dari perairan dalam.

Bagian dari seri
Biologi
Ilmu yang mempelajari kehidupan
Komponen kunci Teori sel Ekosistem Evolusi Filogeni Sifat-sifat kehidupan Adaptasi Metabolisme Pengaturan Pertumbuhan Reproduksi Respons terhadap lingkungan Susunan Domain dan Kerajaan Arkea Bakteri Eukariota (Hewan, Fungi, Tumbuhan, Protista)
Subdisiplin Abiogenesis Aerobiologi Agronomi Agrostologi Anatomi Astrobiologi Bakteriologi Biokimia Biogeografi Biogeologi Bioinformatika Teknik biologis Biomekanika Biofisika Biosemiotika Biostatistika Bioteknologi Botani Biologi sel Mikrobiologi sel Biologi kimia Kronobiologi Biologi kognitif Biologi komputasi Biologi konservasi Kriobiologi Sitogenetika Dendrologi Biologi perkembangan Genetika ekologis Ekologi Embriologi Epidemiologi Epigenetika Biologi evolusi Biologi air tawar Genetika Genomika Geobiologi Gerontologi Herpetologi Histologi Biologi manusia Ikhtiologi Imunologi Lipidologi Mamalogi Biologi kelautan Biologi matematika Mikrobiologi Biologi molekuler Mikologi Neontologi Neurosains Gizi Ornitologi Osteologi Paleontologi Parasitologi Patologi Farmakologi Fotobiologi Fikologi Filogenetika Fisiologi Pomologi Primatologi Proteomika Protistologi Biologi kuantum Biologi reproduksi Sosiobiologi Biologi struktur Biologi sintetis Sistematika Biologi sistem Taksonomi Teratologi Toksikologi Virologi Virofisika Xenobiologi Zoologi
Penerapan Ilmu pertanian Ilmu kesehatan Teknologi kesehatan Pharming
Portal Biologi  Kategori
l b s

Mikroorganisme sering kali bersel tunggal (uniseluler) namun ada juga yang bersel banyak (multiseluler).^[3] Beberapa protista bersel tunggal masih dapat terlihat oleh mata telanjang, sementara beberapa spesies multiseluler tidak terlihat dengan mata telanjang.^[4] Virus juga termasuk ke dalam mikroorganisme meskipun tidak bersifat seluler.^[3]

Ilmu yang mempelajari mikroorganisme disebut mikrobiologi.^[3] Orang yang bekerja di bidang ini disebut mikrobiolog.^[5]

Definisi

Mikroorganisme biasanya dianggap mencakup semua prokariota, protista, dan alga renik.^[6] Fungi, terutama yang berukuran kecil dan tidak membentuk hifa, dapat pula dianggap sebagai bagiannya, meskipun banyak yang tidak menyepakatinya.^[7] Kebanyakan orang beranggapan bahwa yang dapat dianggap mikroorganisme adalah semua organisme sangat kecil yang dapat dibiakkan dalam cawan petri atau inkubator di dalam laboratorium dan mampu memperbanyak diri secara mitosis.^[7]

Mikroorganisme berbeda dengan sel makrooganisme.^[8] Sel makroorganisme tidak bisa hidup bebas di alam melainkan menjadi bagian dari struktur multiselular yang membentuk jaringan, organ, dan sistem organ.^[9] Sementara, sebagian besar mikrooganisme dapat menjalankan proses kehidupan dengan mandiri, dapat menghasilkan energi sendiri, dan bereproduksi secara independen tanpa bantuan sel lain.^[3]

Sejarah

Awal abad modern

Ilmuwan Turki Akshamsaddin menyebut mikroba dalam Maddat ul-Hayat sekitar dua abad sebelum penemuan Antonie van Leeuwenhoek.^[10][11]Pada tahun 1546, Girolamo Fracastoro mengusulkan penyakit epidemi disebabkan oleh entitas mirip benih yang dapat menularkan infeksi.^[12]

Makam Akshamsaddin, yang menyebutkan mikroorganisme dalam bukunya Maddat ul-Hayat pada abad ke-15, di Bolu, Turki.

Antonie van Leeuwenhoek adalah orang pertama yang mempelajari organisme mikroskopis.

Antonie van Leeuwenhoek menemukan dan melakukan eksperimen mikroorganisme pada tahun 1673 dengan menggunakan mikroskop rancangannya. Robert Hooke, mengamati kehidupan mikroba dan menciptakan istilah "sel" dalam bukunya Micrographia pada tahun 1665.^{[13][14][15][16][17]}

Abad ke-19

Louis Pasteur (1822–1895) bereksperimen merebus kaldu dalam wadah dengan filter dan tabung melengkung. Tidak ada mikroorganisme dalam kaldu di awal eksperimen dan tidak ada yang tumbuh selama eksperimen. Ini membuktikan organisme hidup berasal dari spora yang menempel pada debu, bukan muncul secara spontan. Jadi, Pasteur menolak teori pembentukan spontan dan ia mendukung teori kuman penyakit..^[18]

Robert Koch membuktikan bahwa mikroorganisme menyebabkan penyakit.

Pada tahun 1876, Robert Koch (1843–1910) membuktikan mikroorganisme dapat menyebabkan penyakit melalui eksperimennya dengan menggunakan darah sapi yang terinfeksi antraks. Ia mengembangkan postulat Koch ^[19] untuk menghubungkan mikroorganisme dengan penyakit. Meskipun tidak selalu berlaku, postulat ini penting dalam perkembangan ilmu pengetahuan.^[20]

Penemuan mikroorganisme seperti Euglena yang tidak termasuk dalam hewan atau tumbuhan menyebabkan penamaan kerajaan ketiga, Protoctista oleh John Hogg pada tahun 1860 dan Protista oleh Ernst Haeckel pada tahun 1866.^[21][22][23] Pada akhir abad ke-19, Martinus Beijerinck menemukan virus dan mengembangkan teknik kultur pengayaan. Sergei Winogradsky mengembangkan konsep kemolitotrof dan mengungkap peran penting mikroorganisme dalam proses geokimia serta mengisolasi bakteri nitrifikasi dan fiksasi nitrogen.Felix d'Herelle ikut menemukan bakteriofag dan menjadi salah satu mikrobiolog terapan awal.

Klasifikasi

Klasifikasi mikroorganisme / mikroba memiliki sejarah panjang yang ditandai oleh beragam usulan sistem taksonomi. Pada umumnya, klasifikasi tersebut menggunakan metode pencirian berdasarkan : ciri morfologi, persyaratan nutrisi, ciri biakan, ciri metabolik, komponen kimiawi dan patogenitas.^[24] Sistematika mikroba, diantaranya meliputi: klasifikasi dan taksonomi, nomenklatur dan identifikasi.^[25]

Tujuan dari klasifikasi mikroba ialah mengatur posisi atau kedudukan dari berbagai organisme di alam. Selain itu bertujuan untuk stabilitas serta sebagai perkiraan sifat dari anggota kelompok lainnya. ^[25]

Mikroorganisme dapat ditemukan hampir di mana saja di Bumi. Bakteri dan archaea hampir selalu berukuran mikroskopis, sementara beberapa protista, jamur, mikrohewan, dan tumbuhan juga berukuran mikroskopis. Virus umumnya dianggap tidak hidup sehingga tidak termasuk mikroorganisme, meskipun virologi, merupakan subbidang mikrobiologi yang mempelajari tentang virus.^[26][27][28]

Pertumbuhan

Mikroba / mikroorganisme dapat bertumbuh dengan karakteristik dan ciri yang berbeda-beda. Perbedaan tersebut menyebabkan bermacam-macam media penunjang pertumbuhan mikroba, diantaranya terdapat media alamiah dan media komersial. Adapun faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan mikroba yaitu : faktor suplai nutrisi, suhu, pH asam atau basa, dan ketersediaan oksigen.^[29] Tingkat paling mendasar pada pertumbuhan mikroorganisme ialah pembelahan sel tunggal (sel induk) menjadi dua sel (sel anak), proses tersebut dinamakan sitokinesis.^[30]

Metabolisme Mikroorganisme

Metabolisme adalah modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel yang mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme).^[31] Metabolisme tersebut melibatkan beberapa proses, yaitu proses respirasi, fermentasi, dan sintesis biomolekul.^[32]Jalur-jalur metabolisme penting diantaranya mencakup: jalur umum, metabolisme karbohidrat, metabolisme asam nukleat, metabolisme protein, dan metabolisme lemak. ^[33] Metabolisme di dalam sel mikroorganisme bertujuan untuk mendapatkan energi kimia, mengubah nutrisi menjadi senyawa zat pembangun, membuat senyawa pembangun menjadi protein, asam nukleat, lipid dan komponen lainnya, serta membentuk dan menguraikan biomolekul yang dibutuhkan sel.^[34]

Genetika Mikroorganisme

Perbandingan RNA untai tunggal dan DNA untai ganda dengan nukleobasa yang sesuai

Genetika mikroorganisme secara umum tersusun dari DNA dan RNA. Sebagai elemen dasar penyusun kehidupan mikroorganisme, fungsi primer DNA adalah sebagai sumber perbekalan informasi genetik yang dimiliki oleh sel induk, sedangkan fungsi RNA, salah satunya adalah menyimpan informasi genetik.^[35][36] Panjang molekul DNA pada umumnya tersusun dari ribuan pasang DNA ribuan pasang basa atau kilobase pavis (kbp). Sedangkan RNA pada umunya dalam bentuk rantai tunggal.^[37] Ketika saat proses reproduksi, terjadi perpindahan informasi genetik dari parental ke keturunannya. Informasi genetik bermula dari gen yaitu susunan DNA linier dan merupakan unit dasar hereditas. Besarnya jumlah komplemen material genetik organisme disebut genom.^[38]

Pengendalian Mikroorganisme

Pengendalian mikroorganisme berperan penting dalam pencegah penularan penyakit dan infeksi, menghentikan pembusukan dan pembusukan, serta mencegah kontaminasi mikroba yang tidak diinginkan. Mikroorganisme dikendalikan dengan agen fisik dan agen kimia. Agen fisik mencakup metode pengendalian seperti suhu tinggi atau rendah, pengeringan, tekanan osmotik, radiasi, dan filtrasi. Pengendalian dengan agen kimia mengacu pada penggunaan disinfektan, antiseptik, antibiotik, dan bahan kimia antimikroba kemoterapi.^[39] Tujuan utama dari pengendalian mikroorganisme adalah untuk mencegah penyebaran penyakit dan infeksi, memusnahkan mikroorganisme pada inang yang terinfeksi, dan mencegah pembusukan dan perusakan bahan oleh mikroorganisme.^[40] Beberapa cara mengendalikan populasi dari mikroba, diantaranya adalah dengan cara menjaga kebersihan dan sanitasi sehingga membuat kondisi lingkungan yang tidak dapat menyediakan sumber nutrisi bagi pertumbuhan mikroba sekaligus membunuh sebagian besar populasi dari miroba tersebut.^[41] Selain menjaga kebersihan dan sanitasi, pengendalian mikroba juga dapat dilakukan dengan desinfeksi, antiseptis, sterilisasi, mengunakan suhu panas, radiasi, filtrasi, dan dengan bahan kimia.^[41]

Penggunaan

Mikroorganisme berguna dalam memproduksi makanan, mengolah air limbah, membuat biofuel, dan berbagai macam bahan kimia serta enzim.^[42][43] Mikroorganisme juga sangat penting dalam penelitian sebagai organisme model.^[44] Mikroorganisme dapat dijadikan senjata dan terkadang digunakan dalam peperangan dan bioterorisme.^[45] Mikroorganisme sangat penting bagi pertanian, melalui perannya dalam menjaga kesuburan tanah dan menguraikan bahan organik.^[43] Mikroorganisme juga berguna dalam akuakultur, seperti dalam teknologi bioflok.^[46]