valentinojossie

TOKSIN DAN MUTASI BAKTERI BAB I PENDAHULUAN A Latar Belakang Masalah Kehidupan di alam memiliki beragam organisme yang mendiaminya termasuk mikroorganisme seperti jamur, alga, virus dan bakteri. Keberadaan bakteri di alam memiliki berbagai dampak terhadap kehidupan manusia. Dan berbagai dampak yang ditimbulkan oleh bakteri ada yang menguntungkan maupun merugikan. Dekomposisi yang dilakukan oleh bakteri merupakan salah satu keuntungan kehidupan bakteri di alam. Namun beberapa bakteri yang dapat menimbulkan sakit hingga menimbulkan kematian. Mutasi ialah perubahan di dalam rangkaian nukleotide suatu gen. Ini menimbulkan ciri genetis yang baru, atau genotipe yang berubah. Suatu sel atau organisme yang memperlihatkan efek suatu mutasi disebut mutan. Jadi kita sewaktu-waktu melihat perubahan mendadak pada tumbuh-tumbuhan dan hewan-hewan yang kita kenal. Sekali-sekali seekor kucing albino muncul diantara saudara-saudara seperindukannya yang berwarna hitam, atau sebiji kacang polong berwarna kuning diantara kacang-kacang polong berwarna hijau. Fenomena yang serupa terjadi di antara mikroorganisme. Mutasi adalah peristiwa yang jarang terjadi secara acak dan timbul secara spontan tanpa memperhatikan persyaratan lingkungan. Mutasi bakteri secara spontan dapat terjadi pada laju 1 mutasi saja di dalam 1 juta sel bakteri sampai kepada laju 1 mutasi di dalam 10 milyar sel bakteri. Biasanya mutan-mutan di dalam suatu populasi sel tertutupi (tersembunyi) oleh sel-sel yang tidak mengalami mutasi yang jumlahnya lebih besar. Mengisolasi sebuah sel mutan ialah seperti kata pepatah mencari jarum dalam setumpuk jerami. Namun para mikrobiologiwan telah mengembangkan teknik-teknik yang mempermudah isolasi mutan yang hanya sedikit saja. Bakteri yang menginfeksi tubuh manusia dapat menimbulkan sakit biasanya disebut bakteri patogen. Dan pada bakteri patogen terdapat berbagai zat yang menyebabkan sakit tersebut, diantaranya adalah toksin. Toksin adalah suatu zat dalam jumlah relatif kecil yang apabila masuk ke tubuh manusia akan bereaksi secara kimiawi dapat menimbulkan gejala abnormal hingga menyebabkan kematian. Dalam makalah ini kami akan mencoba mendeskripsikan toksin yang dihasilkan oleh bakteri secara lebih terperincidan bagaimana mutasi dari bakteri tersebut. Seperti jenis dari toksin, bakteri yang menghasilkan toksin akan menyebabkan penyakit akibat adanya toksin. Jumlahnya itu dari suatu populasi besar sel-sel yang tidak bermutasi (tipe liar). Sebagai contoh, sejenis antibiotik dapat dicampurkan dalam medium pertumbuhan untuk mendapat mutan yang resisten terhadap antibiotik tersebut. B Rumusan Masalah Rumusan masalah dari makalah ini adalah bagaimana pengelompokan toksin itu dan bagaimana pembentukan mutasi gen? C Tujuan 1. Untuk memahami tentang toksin dan pengelompokannya serta mutasi gen yang meliputi pengertian mutasi gen dan jenis mutasi gen. 2. Untuk mengetahui lebih luas mengenai apa itu toksin dan mutasi serta pembagian-pembagiannya masing-masing. BAB II PEMBAHASAN 1. Pengertian Toksin Toksin adalah zat racun yang dihasilkan oleh beerapa spesies bakteri. Menurut penggolongan toksin, toksin bakteri dibagi menjadi 2 yaitu: Eksotoksin dan Endotoksin A. Eksotoksin Eksotoksin adalah toksin yang dikeluarkan dari tubuh sel. Kuman-kuman yang dapat menghasilkan eksotoksin antara lain : 1) Corynebacterium diphteriae 2) Shigella dysentriae 3) Clostridium tetani 4) Clotridium botolium 5) Clotorium elcbii 6) Vibrio chlorea 7) Beberapa stain Escherichia coli Pada infeki bakteri-bakteri tersebut,eksotoksin yang dikeluarkannya menyebar melalui aliran darah ke seluruh tubuh,keadaan ini dinamakan taksoemia. Eksotoksin mudah dipisahkan dari sel bakteri dengan jalan penyaringan. Contoh eksotoksin yang mengganggu kesehatan manusia dihasilkanolehCorynebacterium diphteriae, Clostridium tetani dan Clotridium botolium. Toksin botulinum tipe A adalah eksotoksin yang pertama kali dapat dihablurkan.Toksin ini kedapatan pada makanan yang basi.Orang akan mati,jika termakan olehnya 0,0024 miligram toksin ini. Kebanyakan eksotoksin mudah terurai dengan perebusan atau penyinaran yang kuat. Eksotoksin tidak begitu berbahaya jika tertelan, akan tetapi akan membawa maut jika masuk dalam peredaran darah. Pengalaman menunjukkan bahwa, penyuntikan binatang dengan sedikit eksotoksin menyebabkan timbulnya zat antitoksin dalam tubuh binatang tersebut. Antitoksin ini tidak membunuh bakteri, akan tetapi hanya sekadar menawar toksinnya saja. Inilah prinsip pengobatan dengan serum/ serum therapy. Menurut Ehrilich,eksotoksin mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: 1) Mudah dilarutkan dalam air 2) Termasuk golongan protein, meskipun tidak memberikan semua putih telur dan dengan larutan sulfas magnesikus yang pekat membuat endapan. 3) Bila disuntikkan kepada jasad hidup yang peka, jasad ini akan menjadi sakit sesudah masa inkubasi tertentu dan menunjukkan gejala dan mengenai alat-alat tertentu 4) Kekuatan toksin untuk memberi dampak sakit dapat hilang jika dipanaskan pada 56o c (bersifat termolabil). Akan hilang juga kekuatannya apabila disimpan dalam waktu yang lama dalam suhu kamar atau dicampur dengan bahan kimia. 5) Bila toksin disuntikkan kepada jasad hidup, maka jasad ini di dalam badannya akan membuat bahan-bahan penentang (antitoksin). B. Endotoksin Endotoksin adalah toksin yang tidak dikeluarkan dari tubuh sel namun tetap diproduksi dan tersimpan didalam tubuh sel. Banyak juga bakteri yang tidak menghasilkan eksotoksin, meskipun sifatnya sangat panas. Dalam hal ini dianggap bahwa bakteri itu menyebabkan sakit, apabila bahan-bahan toksin keluar setelah bakteri itu mati atau hancur, toksin tersebut dinamakan endotoksin, dengan sifat umumnya ialah : 1) Tahan terhadap panas (termostabil), juga terhadap temperatur yang tinggi ysng lazim dipergunakkan di dalam otoklaf. 2) Menyebabkan sakit dengan gejala-gejala yang sama sehingga tidak spesifik. 3) ada perioda inkubasi pada jasad yang disuntikan racun. Endotoksin sukar sekali penyelidikannya dan hingga beberapa tahun lalu belum ditemukan jalan untuk memisahkannya dari bakteri. Kalau kita lewatkan suatu suspensi bakteri melalui saringan halus, maka cairan yang lewat itu tidak mengandung toksin,akan tetapi jika kita ambil bakteri yang sudah mati,nyatalah adanya toksin. Dari kejadian ini dapatlah kita tarik kesimpulan,bahwa toksin itu semula kedapatan terkurung di dalam sel bakteri.Akhir-akhir ini orang telah berhasil memecahkan sel-sel bakteri secara mekanis dengan demikian terlepaslah isinya dari sel dan endotoksin muncul dalam keadaan lepas dari sel. Contohnya : 1) Endotoksin dari Salmonella typhi dapat diekstrak dengan asam trichlorasetat atau dengan dietilen glikol dan ternyata berbentuk polisakarida lipoid. 2) Endotoksin dari Vibrio chlorea yang diekstrak denagn asam trichlorasetat berbentuk gabungan dari polisakarida-lipoid. Tabel Perbedaan Endotoksin dan Eksotoksin Eksotoksin Endotoksin Tempat produksi Dikeluarkan oleh kuman hidup,konsentrasinya dalam medium cair sangant tinggi Sebagai bagian intergral dari dinding sel kuman gram negative Struktur kimia Polipeptida Kompleks lipopolisakarida Sifat fisik Relatif tidak stabil,dengan pemanasan aktivitas toksin menurun Relatif stabil,aktivitas toksin menetap walaupun dipanaskan Sifat imonologis Sangat antigenik,menghasilkan antitoksin dalam jumlah banyak sehingga dapat dibuat toksoid Tidak meninduksi terbentuknya antitoksin sehingga tidak dapat dibuat toksoid Toksisitas Sangat toksik,menimbulkan kematian meskipun dalam dosis kecil Kurang toksik,dalam dosis besar menimbulkan kematian Reaksi badan Badan tidak memberi reaksi panas Ada reaksi demam 2. Uji Kekuatan Toksin Kekuatan toksin untuk menyebabkan sakit dan mematikan jasad hidup sangat besar. Lebih besar dari racun alkaloid atau 650kali lebih kuat dari atropin dan 150 atau 200 kali dari strihnin. Cara mengukur kekuatan toksin seperti mengukur virulensi dari suatu bakteri, yaitu dengan mencari Dosis Lethalis Minimal (DLM). Bila toksin disimpan lama dalam suhu kamar atau dipanasi setengah jam pada temperatur 56o C, maka kekuatannya akan turun atau hilang sama sekali, dan bahan ini dinamakan toksoid. Untuk menghilangkan kekuatan toksin, dapat dilakukan dengan mencampurkan toksin dengan larutan formalin dan campuran ini disebut anatoksin. Bila toksoid atau anatoksin disuntikkan beberapa kali pada marmud dengan dosis yang meningkat, maka marmud itu menjadi kebal terhadap suntikan toksin yang kekuatannya belum hilang. Dengan percobaan ini diketahui bahwa molekul toksin mempunyai 2 bagian, yaitu : 1) Bagian yang mempunyai sifat sebagai penyebab sakit atau kematian hewan percobaan (bagian toksofora), yang sifatnya termolabil dan menjadi hilang kekuatannya bila disimpan lama. 2) Bagian yang mempunyai kasiat untuk membuat kebal terhadap hewan percobaan (bagian haptofora), yang sifatnya termostabil, yaitu tidak hilang kekuatannya jika dipanasi sampai temperatur 56o C selama setengah jam. 3. Macam-macam Toksin pada Mikroorganisme 1) Botulinin Senyawa beracun ini diproduksi oleh Clostridium botulinum. Keracunan yang ditimbulkan akibat mengkonsumsi makanan yang mengandung botulinin ini disebut botulisme. Botulinin merupakan neurotoksin yang sangat berbahaya bagi manusia dan sering kali akut dan menyebabkan kematian. Bakteri Clostridium botulinum umum terdapat pada makanan kaleng dengan pH lebih dari 4,6. Kerusakan makanan kaleng dipengaruhi oleh jenis makanan dan jenis mikroba yang terdapat didalamnya. Toksin botulinum tipe A adalah eksotoksin yang pertama kali dapat dihablurkan. Toksin ini didapatkan pada makanan yang basi. Orang akan mati jika meelan 0,0024 mg toksin ini. Kerusakan bahan pangan termasuk makanan dalam kaleng dapat dideteksi dengan beberapa cara, yaitu: 1) Uji organoleptik dengan melihat tanda-tanda kerusakan seperti perubahan tekstur atau kekenyalan, kekentalan, warna bau, pembentukkan lendir, dan lain-lain. 2) Uji fisik untuk melihat perubahan-perubahan fisik yang terjadi karena kerusakan oleh mikroba maupun oleh reaksi kimia, misalnya perubahan pH, kekentalan, tekstur, indeks refraktif, dan lain-lain. 3) Uji kimia untuk menganalisa senyawa-senyawa kimia sebagai hasil pemecahan komponen pangan oleh mikroba atau hasil dari reaksi kimia. 4) Uji mikrobiologis, yang dapat dilakukan dengan metode hitungan cawan, MPN, dan mikroskopis. Tanda-tanda kerusakan pada makanan kaleng yang disebabkan oleh Clostridium botulinum diantaranya adalah: 1) produk mengalami fermentasi 2) bau asam 3) bau keju atau bau butirat 4) pH sedikit di atas normal dengan tekstur rusak Penampakan pada kaleng memperlihatkan bahwa kaleng menggembung. Jika dibiarkan terus menerus mungkin bisa meledak. Beberapa pencegahan yang bisa dilakukan oleh konsumen diantaranya adalah selalu memperhatikan batas kadaluarsa makanan kaleng serta selalu memperhatikan tekstur kaleng. Apabila batas kadaluarsa habis atau tekstur kaleng mengalami penggembungan jangan sekali-kali mencoba untuk membelinya. Uji bau dapat dilakukan dengan cara mencium bau makanan tersebut, jika baunya sudah menglami perubahan lebih baik tidak mengkonsumsi makanan kaleng tersebut. 2) Toksoflavin dan Asam Bongkrek Kedua senyawa beracun ini diproduksi oleh Pseudomonas Cocovenenans, dalam jenis makanan yang disebut tempe bongkrek, yaitu tempe yangdibuat dengan bahan utama ampas kelapa.Pseudomonas Cocovenenans ini tumbuh pada tempe bongkrek yang gagal dan rapuh. Pseudomonas Cocovenenans memerlukan substrat minyak kelapa, dengan enzim yang diproduksinya mampu menghidrolisis lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol kemudian diubah menjadi toksoflavin (C7H7N5O2), dan asam lemaknya terutama asam oleat diubah menjadi asam bongkrek ( C28H38O7 ) Asam bongkrek ini dapat mengganggu metabolisme glikogen dengan memobilisasi glikogen dari hati sehingga terjadi hiperglikemia yang kemudian berubah menjadi hipoglikemia dan lalu menyebabkan kematian Pertumbuhan Pseudomonas Cocovenenans dapat dicegah bila pH substrat diturunkan di bawah 5,5 atau dengan penambahan garam NaCl pada substrat dengan konsentrasi 2,75 – 3 %. 3) Enterotoksin Enterotoksin diproduksi oleh berbagai macam bakteri, termasuk organisme penyebab keracunan makanan sepertiStaphylococcus aureus, Bacillus cereus, Salmonella enteriditis , dan Vibrio cholerae. Disebut enterotoksin karena menyebabkan gastroenteritis. Enterotoksin adalah eksotoksin yang aktivitasnya mempengaruhi usus halus, umumnya menyebabkan sekresi cairan secara berlebihan ke dalam rongga usus, menyebabkan diare dan muntah-muntah. Enterotoksin yang dihasilkan oleh Vibrio choleraeadalah penyebab kolera. Toksin tersebut akan mengaktifkan enzim siklik adenilase yang mengubah ATP menjadi cAMP sehingga cAMPmenjadi berlebihan dan menyebabkan ion klorida serta bikarbonat dikeluarkan dalam jumlah besar dari sel mukosa ke dalam rongga usus. Hal tersebut menyebabkan dehidrasi pada penderia kolera. 4) Bakteriosin Bakteriosin adalah peptida antimikroba yang disintesis secara ribosomal yang dihasilkan sejumlah bakteri dan mempunyai pengaruh bakterisidal dan bakteriostatik terhadap bakteri yang mempunyai hubungan yang dekat dengan bakteri penghasilnya. Bakteriosin dihasilkan baik oleh bakteri gram‐positif maupun bakteri gram‐negatif. Bakteriosin gram‐positif mengandung 30 sampai 60 asam amino dengan aktifitas yang bervariasi dari spektrum sempit sampai luas dalam melawan bakteri grampositif lain bahkan ada yang beraksi terhadap bakteri gram‐negatif. Penamaan bakteriosin umumnya disesuaikan dengan bakteri penghasilnya seperti Lactococcin A, Lactococcin G, lactococcin 972 dihasilkan oleh bakteri Lactococcus lactis, Enterococcin (Enterococcus faecalis), Carnobactericin (Carnobacterium piscicola), Aurecin (Staphylococcus aureus), Bacillocin (Bacillus licheniformis), Acidolin, Acidophilin, Lactacin (Lactobacillus acidophilus), Lactocin, Helveticin (L. helveticus), Plantaricin, Planticin (L. plantarum) dan lain sebagainya. Bakteriosin pertama kali terdeteksi pada tahun 1925 oleh Andre Gratia yang mengamati pertumbuhan beberapa strain E. coliyang pertumbuhannya dihambat oleh senyawa antimikroba yaitu colicin. Bakteriosin selain berperan dalam menjaga kesehatan ternak dan manusia melalui penyeimbangan ekosistem pencernaan, bakteriosin yang dihasilkan bakteri asam laktat juga berperan sebagai pengawet alami dalam penyimpanan dan pengolahan bahan pangan. Penggunaan istilah bakteriosin sering dikacaukan dengan istilah antibiotik dan antimikroba. Antibiotik adalah zat kimia yang dihasilkan oleh berbagai mikroorganisme. Bakteriosin adalah zat kimia berupa peptida atau protein yang dihasilkan oleh bakteri sedangkan antimikroba disamping zat kimia yang dihasilkan oleh berbagai mikroorganisme (antibiotik, bakteriosin) juga substansi yang diperoleh secara sintetik. Bakteriosin secara umum berbeda dengan antibiotik dalam hal sintesis, mekanisme kerja, spektrum dan tujuan pemakaian 4. Pengertian Mutasi Mutasi berasal dari kata mutatus (bahasa latin) yang artinya perubahan. Mutasi didefinisikan sebagai mutasi materi genetik (DNA) yang dapat diwariskan secara genetis pada keturunannya. Mutagen adalah agen yang menyebabkan mutasi. Mutan adalah manusia yang mengalamai mutasi. Perubahan sususan genetik menyebabkan perubahan gen dan akhirnya menyebabkan perubahan alel dan fenotip pada makhluk hidup. Tidak setiap perubahan DNA adalah mutasi. Syarat mutasi adalah: 1) Adanya perubahan materi genetik (DNA) 2) Perubahan tersebut bersifat dapat atau tidak dapat di perbaiki 3) Hasil perubahan tersebut diwariskan secara genetik pada keturunannya. 5. Mutasi Berdasarkan Sumbernya 1) Mutasi Alami (Mutasi Spontan) Mutasi alami (mutasi spontan) adalah mutasi yang terjadi di alam secara acak (random), tanpa diketahui sebabnya secara pasti. Mutasi ini jarang terjadi, tingkat kemungkinannya pun sangat kecil. Mutasi spontan mungkin terjadi karena mekanisme tertentu di dalam sel yang tidak sempurna. Mutasi spontan dapat disebabkan oleh beberapa alasan berikut: ketidakstabilan nukleotida, kesalahan replikasi, serta ketidaksempurnaan meiosis. Umumnya mutasi spontan bersifat resesif sehingga jarang mampu bertahan hidup. Jika mampu bertahan hidup maka mutan akan berkembang menghasilkan variasi baru. 2) Mutasi Buatan (Mutasi Terinduksi) Mutasi Buatan (Mutasi Terinduksi) merupakan mutasi yang berasal dari luar atau kejadian yang disengaja oleh manusia. Mutasi terinduksi merupakan program yang dikerjakan oleh para pemulia tanaman dan hewan guna memperbaiki fenotip tanaman agronomi atau holtikultura serta hewan budidaya. 6. Mutasi Berdasarkan Tingkat Mutasinya 1) Mutasi titik Mutasi gen merupakan perubahan yang terjadi pada nukleotida DNA yang membawa “pesan” suatu gen tertentu, dapat disebut juga mutasi titik. Mutasi titik merupakan perubahan kimiawi pada satu atau beberapap pasangan basa dalam satu gen tunggal. Substitusi pasangan basa merupakan penggantian satu nukleotida dan pasangannya di dalam untai DNA komplementer dengan pasangan nukleotida lain. 2) Mutasi kromosom Mutasi kromosom adalah perubahan materi genetik yang disebabkan oleh perubahan sususan atau jumlah kromosom. Mutasi kromosom dapat disebabkan oleh gangguan fisik dan kimia yang menyebabkan kesalahan di dalam pembelahan sel (meiosis dan mitosis) sehingga merusak susunan kromosom atau mengubah jumlah kromosom. Pada prinsipnya, mutasikromosom digolongkan rnenjadi dua, yaitu sebagai berikut: a) Mutasi Komosom Akibat Perubahan Jumlah Kromosom i. Euploid (eu = benar; ploid = unit) Makhluk hidup yang terjadi dari perkembangbiakan secara kawin , pada umumnya bersifat diploid, memiliki 2 perangkat kromosom atau 2 genom pada sel somatisnya (2n kromosom). ii. Aneuploid Alopoid adalah variasi jumlah kromosom yang diakibatkan adanya pengurangan atau penambahan satu atau sejumlah kecil kromosom, tetapi tidak berlangsung pada seluruh genom. Idealnya, pada pembelahan benang spindel mendistribusikan kromosom pada sel-sel anak tanpa kesalahan. Akan tetapi adakalnya kecelakaan yang disebut gagal berpisah. Bisa terjadi pada tahap meiosis I atau di meiosis II. b) Mutasi Komosom terjadi karena perubahan struktur kromosom Mutasi karena perubahan struktur kromosom atau kerusakan bentuk kromosom disebut juga dengan istilah aberasi. Macam-macam aberasi dapat dijelaskan sebagai berikut: a. Delesi atau defisiensi adalah mutasi karena kekurangan segmen kromosom b. Duplikasi adalah mutasi karena kelebihan segmen kromosom. c. Translokasi ialah mutasi yang mengalami pertukaran segmen kromosom ke kromosom non homolog. d. Inversi ialah mutasi yang mengalami perubahan letak gen-gen, karena selama meiosis kromosom terpilin danterjadi kiasma e. lsokromosom ialah mutasi kromosom yang terjadi pada waktu menduplikasikan diri, pembelahansentromernya mengalami perubahan arah pembelahan sehingga terbentuklah dua kromosom yang masing– masing berlengan identik (sama). f. Katenasi ialah mutasi kromosom yang terjadi pada dua kromosom non homolog yang pada waktu membelahmenjadi empat kromosom, saling bertemu ujung-ujungnya sehingga membentuk lingkaran. BAB III PENUTUP A. KESIMPULAN Endotoksin dan eksotoksin memiliki tingkat bahaya yang sama apabila terdapat dalam aliran darah dan bisa menyebabkan sakit hingga kematian. Meskipun begitu, perkembangan dalam teknologi kesehatan membuat keberadaan toksin yang dihasilkan oleh bakteri menjadi obat bagi penyakit itu sendiri maupun yang disebakan oleh bakteri lain. Maka dari itu dengan pengetahuan yang cukup kita bisa menyikapi dengan benar kebradaan bakteri dan toksin yang hidup diantara kita. Mutasi berasal dari kata mutatus (bahasa latin) yang artinya perubahan. Mutasi didefinisikan sebagai mutasi materi genetik (DNA) yang dapat diwariskan secara genetis pada keturunannya. Mutagen adalah agen yang menyebabkan mutasi. Mutan adalah manusia yang mengalamai mutasi. Tempat terjadinya mutasi di bagi menjadi mutasi gametik dan mutasi somatic. . Mutasi berdasarkan tempat terjadinya di bedakan menjadi mutasi gametik dan mutasi somatic. berdasarkan sumbernya mutasi di bedakan menjadi mutasi alami dan mutasi buatan.berdasarkan tingkatannya di bedakan menjadi mutasi titik berupa( substitusi, insersi, delesi )dan mutasi kromosom berupa perubahan susunan kromosom yang berupa( delesi, duplikasi, inverse dan translokasi) sedangkan perubahan jumlah kromosom berupa(euploid dan aneuploid). B. SARAN 1. Dalam penyusunan makalah ini masih banyak kekurangan-kekurangannya, maka dari itu kritik dan saran kami harapkan dari para pembaca. 2. Di harapkan mahasiswa mampu menganalisa apa saja yang terkait di dalam makalah ini serta mampu membuat makalah jauh lebih sempurna. Daftar Pustaka Prof dr. D. Dwijseputro. Dasar- dasar mikrobiologi.1994. Jakarta : Penerbit Djambatan Arthur G Johnson Ph.D. (mikrobiologi dan imunologi) alih bahasaDr, Yulius E.S. 1994 jakarta binarupa aksara Pusat Pendidikan Tenaga Kesehatan Departemen Kesehatan RI.1989.Bakteriologi Umum.Jakarta.hal55-57 Staf Pengajar Fakultas KedokteranUniversitas Indonesia,1994:Buku ajar Mikrobiologi Kedokteran