GENETIKA MIKROBAMAKALAHUNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAHMIKROBIOLOGIYang dibina oleh Drs. HM. Noviar Darkuni, M.Kes

Oleh :Kelompok 9Offering B

Atika Nurlailika 130341614795Immas Siva Fauzia130341603377Sri Wahyuni Umar Lepaleng130341603398

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMJURUSAN BIOLOGIMaret 2014

BAB IPENDAHULUANI. LATAR BELAKANG

Genetika adalah suatu cabang ilmu yang dinamis dan berkembang dengan cepat. Penelaahannya dilakukan oleh beribu-ribu ilmuwan di seluruh dunia. (Pelczar, 2005) Genetika ialah telaah mengenai pewarisan dan keragaman ciri-ciri suatu organisme, baik organisme itu uniseluler maupun multiseluler.Sering kali ketika kita mengembangbiakkan bakteri dalam suatu medium kita menemukan berbagai macam koloni bakteri dengan spesifikasinya masing-masing. Ada yang berwarna kuning, putih, dan sebagainya. Kemudian, semakin lama medium tersebut diinkubasi, diameter koloni bakteri bertambah lebar yang menunjukkan bahwa bakteri telah mengalami perkembangbiakan. Setelah diamati di bawah mikroskop, ternyata hanya terdapat satu jenis bakteri saja, misalnya kokus saja atau batang saja. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi pewarisan sifat dalam koloni bakteri tersebut berdasarkan ciri-ciri spesifik yang dimiliki oleh induknya. Warna koloni serta bentuk morfologi dapat kita amati secara langsung. Sifat tersebut disebut fenotipe. Fenotipe berasal dari ekspresi genotipe atau ciri-ciri potensial total suatu sel yang bersifat temurun dari induknya.Namun, sesekali dalam kehidupan sehari-hari kita juga dapat menemukan anomali-anomali, misalnya ada hewan yang albino atau biji kacang polong yang berwarna kuning diantara biji kacang polong yang berwarna hijau. Hal tersubut juga terjadi dalam mikroba. Fenomena tersebut dikenal dengan mutasi. Mutasi merupakan akibat penambahan atau kehilangan satu atau lebih nukleotida di dalam suatu gen. (Pelczar, 2005) Menurut Kusnadi dkk (2003), mutasi mengarah pada suatu perubahan senyawa kimia pada DNA. Beberapa mutasi tidak pernah dideteksi karena tergantung pada mutan yang mempengaruhi suatu fungsi yang dapat dikenali, contohnya adalah penyebab resistensi antibiotik. Selain antibiotik, faktor penyebab terjadinya mutasi bisa juga dikarenakan oleh radiasi dan zat kimia lainnya. Oleh karena itu, dalam makalah ini, selain gambaran tentang genetika bakteri, kami juga membahas tentang mutasi, mutagen serta tipe mutan guna menambah pengetahuan kita tentang mutasi, hal penyebabnya, serta faktornya secara terperinci.

II. RUMUSAN MASALAH

Bagaimana pengertian genetika mikroba? Bagaimana pewarisan ciri dan keragaman mikroba? Bagaimana genotipe dan fenotipe bakteri? Bagaimana proses rekombinasi bakteri? Bagaimana pengertian mutasi dan mutagen? Bagaimana tipe-tipe mutan pada mikroba?

III. TUJUAN

Mengetahui pengertian genetika mikroba. Mengetahui pewarisan ciri dan keragaman mikroba. Mengetahui genotipe dan fenotipe mikroba. Mengetahui proses rekombinasi bakteri. Mengetahui mutasi, mutagen serta tipe-tipe mutan.

BAB IIPEMBAHASANA. GENETIKA MIKROBA

1. Pengertian Genetika MikrobaGenetika mikroba adalah studi tentang gen dan fungsi gen pada bakteri, archaea, dan mikroorganisme lainnya. Sering digunakan dalam penelitian di bidang bioremediasi, energi alternatif, dan pencegahan penyakit.Penelaahan tentang genetika pertama kali dilakukan oleh seorang ahli botani bangsa Austria, Gregor Mendel pada tanaman kacang polongnya. Pada tahun 1860-an ia menyilangkan galur-galur kacang polong dan mempelajari akibat-akibatnya. Hasilnya antara lain terjadi perubahan-perubahan pada warna,bentuk, ukuran, dan siat-sifat lain dari kacang polong tersebut.penelitian inilah ia mengembangkan hukum-hukum dasar kebakaan. Hukum kebakaan berlaku umum bagi semua bentuk kehidupan. Hukum-hukum mendel berlaku manusia dan juga organisme percobaan dahulu amat populer dalam genetika, yakni lalat buahDrosophila. Namun sekarang, percobaan-percobaan ilmu kebakaan dengan menggunakan bakteriEscherichia coli.Bakteri ini di pilih karena paling mudah di pelajari pada taraf molekuler sehingga merupakan organisme pilihan bagi banyak ahli genetika. Hal ini membantu perkembangan bidang genetika mikroba. Jasad renik yang di pelajari dalam bidang genetika mikroba meliputi bakteri, khamir, kapang, dan virus (Waluyo, 2005).Genetika mikrobia telah mengungkapkan bahwa gen terdiri dari DNA, suatu pengamatan yang melekat dasar bagi biologi molekuler. Penemuan selanjutnya dari bakteri telah mengungkapkan adanyarestriction enzymes(enzim restriksi) yang memotong DNA pada tempat spesifik, menghasilkan fragmen potongan DNA. Plasmida diidentifikasikan sebagai elemen genetika kecil yang mampu melakukan replikasi diri pada bakteri dan ragi. Pengenalan dari sebuah fragmen potongan DNA kedalam suatu plasmid memungkinkan fragmen di perbanyak (teramplifikasi). Amplifikasi regio DNA spesifik dapat di capai oleh enzim bakteri menggunakan polymerase chain reaction (PCR) atau metode amplifikasi nukleotida berdasar enzim yang lain (misalnya amplifikasi berdasar transkripsi). DNA yang di masukkan kedalam plasmid dapat di kontrol oleh promoter ekspresi pada bakteri yang mengamati protein, di ekspresi pada tingkat tinggi. Genetika bakteri mendasari perkembangan rekayasa genetika, suatu teknologi yang bertanggung jawab terhadap perkembangan di bidang kedokteran.(Jewetz, 2001)Kromosom bakteri yang terdiri dari DNA mempunyai berat lebih kurang2-3% dari berat kering satu sel. Dengan mikroskop elektron, DNA tampak sebagai benang-benang fibriler yang menempati sebagian besar dari volume sel. Molekul DNA bila diekstraksi dari sel bakteri biasanya mempunyai bentuk yang sirkuler, dengan panjang kira-kira 1 mm. DNA ini mempunyai berat molekul yang tinggi karena terdiri dari heteropolimer dari deoksiribonukleotida purin yaitu Adenin dan Guanin dan deoksiribonukleotida pirimidin yaitu Sitosin dan Timin. (Haffandi, 2011)Watson dan Crick, dengan sinar X menemukan bahwa struktur DNA terdiri dari dua rantai poliribonukleotida yang dihubungkan satu sama lain oleh ikatan hidrogen antara purin di satu rantai dengan pirimidin di rantai lain, dalam keadaan antiparalel, dan disebut sebagai strukturdouble helix. Ikatan hidrogen ini hanya dapat menghubungkan Adenin (6 aminopurin) dengan Timin (2,4 dioksi 5 metil pirimidin) dan antara Guanin (2 amino 6 oksipurin) dengan Sitosin (2 oksi 4 amino pirimidin). Singkatnya pasangan basa pada suatu sekuens DNA adalah A-T dan S-G. Karena adanya sistem berpasangan demikian, maka setiap rantai DNA dapat dijadikan cetakan/templateuntuk membangun rantai DNA yang komplementer. Waktu terjadinya proses replikasi DNA dalam pembelahan sel, molekul DNA dari sel anaknya terdiri dari satu rantai DNA yang komplememter tapi dibuat baru, dengan kata lain, pemindahan materi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya adalah dengan cara semikonservatif. (Haffandi, 2011)Fungsi primer DNA pada hakikatnya adalah sebagai sumber perbekalan informasi genetik yang dimiliki oleh sel induk. Proses replikasi di kerjakan dengan amat lengkap sehingga sel anaknya mendapatkan pula informasi genetik yang lengkap, sehingga terjadi kesetabilan genetik dalam suatu populasi mikroorganisme. Satu benang kromosom biasanya terdiri darilimajuta pasangan basa dan terbagi atas segmen atau sekuens asam amino tertentuyangakanmembentuk stuktur protein. Protein ini kemudian menjadi enzim-enzim, komponen membran sel dan struktur sel yang lain yang secara keseluruhan menentukan karakter dari sel itu. (Haffandi, 2011)2. Pewarisan Ciri dan KeragamanMenurut Pelczar (2005), dengan mudah kita amati dalam spesies kita sendiri, bahwa beberapa keluarga secara teratur mempunyai rambut hitam, mata coklat, bentuk hidung serta dagu tertentu, sedangkan keluarga lain mempunyai rambut pirang, mata biru, dan struktur muka yang berbeda. Dengan cara yang sama sekalipun ukurannya kecil, bakteri dan protista lain juga meneruskan ciri-cirinya kepada keturunannya. Kenyataan bahwa kita dapat mengidentifikasi spesies dan bahkan galur bakteri menunjukkan bahwa jasad renik tersebut mampu meneruskan informasi genetis dari generasi ke generasi dengan amat tepat.Tetapi, disamping pewarisan ciri-ciri, yang menyebabkan adanya sifat-sifat yang tetapi sebagaimana diperlihatkan oleh spesies-spesies biologis yang mengekspresikan keragaman atau perubahan. Perubahan-perubahan ini berkaitan dengan dua sifat asasi sel atau organisme, yaitu genotipe dan fenotipe. Genotipe mengacu pada komposisi genetis sel. Fenotipe ialah ekspresi genotipe dalam bentuk sifat-sifat yang dapat diamati yang khas bagi sel atau organisme yang bersangkutan.Genotipe suatu biakan sel relatif konstan selama pertumbuhan tetapi dapat berubah melali mutasi. Perubahan ini dapa mengakibatkan berubahnya sifat-sifat yang dapat diamati, atau fenotipe sel. Jadi, genotipe merupakan ciri-ciri potensial total suatu sel yang bersifat temurun, sedangkan fenotipe adalah ciri-ciri yang diekspresikan. Misalnya, bentuk bakteri berdasarkan morfologi ada yang berbentuk batang/basil, bulat/kokus, spiral, spiroket/uliran, dan bercabang. (Kusnadi, 2003)

B. GENOTIP DAN FENOTIP BAKTERIBakteri mempunyai bentuk berbeda berdasarkan morfologinya yaitu : bulat / kokus, dan batang / basil. Karena bakteri cukup kecil, sifat genetik sel bakteri jarang diteliti secara individual. Namun , koloni bakteri cukup besar untuk percobaan secara makroskopik dan sering memperlihatkan variasi dalam ukuran, bentuk, atau kebiasaan pertumbuhan, tekstur, warna, dan respon terhadap nutrien, pewarnaan, obat, antibodi, dan virus patogen (bakteriofaga/virus pada bakteri). Beberapa bakteri dapat tumbuh pada medium minimal yang berisi suatu karbon dan sumber energi (contoh, glukosa), sejumlah garam anorganik, dan air. Bakteri yang dapat tumbuh pada medium unsupplemented disebut prototrofik. Jika sejumlah bahan organik ditambahkan pada medium minimal tersebut untuk mendapatkan pertumbuhan, bakteri tersebut dinamakan auksotrofik. Suatu medium yang mengandung semua nutrien organik (asam amino, nukleotida, dan lain-lain) yang dibutuhkan oleh beberapa sel auksotrofik disebut medium lengkap.

Lima tipe utama perubahan fenotipik yang dapat dihasilkan melalui mutasi, yaitu:

1). Suatu perubahan dari prototrofik menjadi auksotrofik atau sebaliknya, contohnya, kehilangan atau memperoleh kembali kemampuan untuk menghasilkan produk dari jalur biosintetik. Sebagai contoh, suatu mutasi yang menghasilkan kerusakan/cacat pada gen yang menghasilkan enzim khusus untuk merubah glutamat menjadi glutamin menyebabkan sel menjadi tergantung pada lingkungan untuk glutamin.

2). Kehilangan atau memperoleh kembali kemampuan untuk menggunakan nutrienpengganti. Sebagai contoh, suatu mutasi pada gen untuk merubah laktosa menjadiglukosa dan galaktosa membuat sel tidak mampu tumbuh pada medium dimana laktosa merupakan satu-satunya sumber karbon. Macam mutasi ini yang dilibatkan dalam reaksi katabolik (degradatif) tidak tergantung pada prototrofik atau auksotrofik.

3). Suatu perubahan dari sensitifitas obat menjadi resistensi obat atau sebaliknya. Sebagai contoh, sebagian besar bakteri sensitif terhadap antibiotik streptomisin, tetapi strain resisten dapat dihasilkan melalui mutasi.

4). Suatu perubahan dari sensitifitas faga menjadi resistensi faga atau sebaliknya. Sebagai contoh, suatu mutasi pada reseptor bakteri untuk faga akan membuat sel resisten terhadap infeksi.

5). Kehilangan atau memperoleh kembali komponen struktural permukaan sel. Sebagai contoh, satu strain Pneumococcus yang dapat menghasilkan kapsul polisakarida, sedangkan strain lain tidak memiliki kapsul. Simbol yang digunakan untuk mewakili fenotip dan genotip bakteri menggunakan peraturan sebagai berikut:1). Simbol fenotipik terdiri dari tiga huruf romawi (huruf pertama ditulis huruf besar) dengan tanda yang ditulis di atas + atau - untuk menandai ada atau tidaknya sifat yang ditunjukan, dan s atau r untuk sensitifitas dan resistensi.2). Simbol genotipik merupakan huruf kecil dengan semua komponen simboldimiringkan. Contoh, jika sel tersebut dapat mensintesis leusin miliknya, fenotipenya disimbolkan Leu+. Bahan yang memberi sifat fenotip dalam hal ini adalah leusin disimbolkan Leu. Genotip untuk leusin auksotrofik tersebut adalah leu atau leu-, dan fenotipe dalam hal ini adalah Leu- (tidak mampu tumbuh tanpa suplementasi leusin). Jika lebih dari satu gen yang dibutuhkan untuk menghasilkan substansi, simbol tiga-huruf dapat diikuti oleh huruf dimiringkan, seperti leuA, leuB, dan sebagainya. Genotipe untukresistensi terhadap antibiotik obat penisilin adalah penr atau pen-r; Penr menandakan fenotip. Pada sebagian diploid, 2 rangkai haploid dipisahkan dengan garis miring leu+/leuA-.

Secara genetik perbedaan pada anggota dari spesies bakteri yang sama kadang kadang dikenal sebagai perbedaan strain jika perbedaan tersebut kecil, atau sebagaiperbedaan varietas juka perbedaan tersebut substansial. Contoh, sebagian besar penelitian mengenai spesies E. coli. Strain ditandai dengan penambahan suatu huruf besar yang tidak miring atau nomor sesudah nama spesies, jadi E. coli B, E. coli S, dan seterusnya. Tiga besar yang terdapat pada strain E. coli ialah: E. coli B (inang untuk faga seri T), E. coli C (inang untuk faga ( x 174 DNA rantai-tunggal), dan E. coli K12 (mengandung profaga lambda). Catatan tentang perbedaan dalam suatu strain ditandai dengan penambahan nomor sesudah huruf strain.

C. REKOMENDASI BAKTERI

Rekombinasi genetis ialah pembentukan suatu genotip baru melalui pemilihan kembali gen-gen setelah terjadinya pertukaran genetis antara dua kromosom yang berbeda dan mempunyai gen-gen serupa. Kromosom semacam ini disebut kromosom homolog. Pertukaran ini tentu saja mengubah urutan nukleotida sehingga mengubah informasi genetis yang dikandungnya. Pada bakteri , rekombinasi genetis dihasilkan dari tiga tipe pemindahan gen yang menimbulkan variasi genetik yaitu : konjugasi, transduksi, transformasi.

1. KonjugasiMerupakan pemindahan bahan genetik dari suatu sel bakteri yang bertindak sebagai donor kepada sel bakteri yang bertindak sebagai resipien. Pemindahan ini dikode oleh plasmid. Plasmid adalah unsur genetis ekstrakromosomal (diluar kromosom) dan dapat melangsungkan replikasi didalam sitoplasma sel bakteri. Plasmid adalah potongan bundar DNA yang merupakan gen tambahan. Bila unsur ekstrakromosomal dapat bereplikasi dan terpadu kedalam kromosom bakteri disebut episom. Hal ini yang membedakan episom dari plasmid karena plasmid tidak terpadu kedalam kromosom. Pada bakteri gram negatif misalnya E.colli, konjugasi terjadi dengan cara perlekatan antara sel donor dengan sel resipien melalui pili seks atau faktor F (factor kesuburan ). Pada bakteri gram positif misalnya Streptococcus faecalis, perlekatan antara sel donor dan resipien tidak melalui pili.

2. TransduksiMerupakan proses pemindahan bahan genetik dari suatu bakteri ke bakteri lain melalui bakteriofage. Bila bakteriofage menyerang bakteri maka DNA bakteriofage diinjeksikan kedalam sel bakteri. ada dua kemungkinan terjadi yaitu : DNA bakteriofage akan mengambil alih fungsi metabolisme bakteri untuk memproduksi DNA dan protein bakteriofage kemudian terjadi perakitan partikel virus dan akhirnya virus yang utuh akan keluar dari sel bakteri ketika sel mengalami lisis DNA bakteriofage akan berinteraksi dengan DNA bakteri sehingga terbentuklah bakteri yang bersifat lisogenik. Karena suatu sebab yang belum diketahui maka bakteri yang bersifat lisogenik dapat mengalami fasi litik. Dalam keadaan demikian, DNA bakteriofage akan melepaskan diri dari DNA bakteri dan mengambil alih fungsi metabolime untuk menghasilkan partikel virus yang baru seperti halnya pada kemungkinan pertama.Proses transduksi dipergunakan untuk mengembangkan galur--galur bakteri baru, memetakan kromosom bakteri dan untuk banyak percobaan genetis lainnya.

3. TransformasiMerupakan proses pemindahan DNA telanjang yang mengandung sejumlah terbatas informasi DNA dari satu sel ke sel yang lain. DNA tersebut diperoleh dari sel donor melalui lisis secara alamiah atau dengan cara ekstraksi kimiawi, begitu DNA diambil oleh sel resipien maka terjadilah rekombinasi. Gejala transformasi ini pertama kali pada Streptococcus pneumoniae oleh F.Griffith pada tahun 1928. Pengamatannya menunjukan bahwa ada dua macam tipe koloni pada bakteri tersebut yaitu koloni halus yang bersifat patogen dan koloni kasar yang nonpatogen. Dalam percobaannya ditemukan jika campuran tipe bakteri tipe halus yang telah dimatikan dengan pemanasan dan sel tipe kasar hidup disuntikan pada tikus maka tikus akan mati dan dari bangkai tikus dapat diisolasi bakteri tipe haalus yang masih hidup. Griffith mengatakan bahwa ada substansi yang berasal dari bakteri tipe halus diambil oleh bakteri tipe kasar sehingga tipe kasar ini berubah menjadi tipe halus yang patogen. Perubahan dari tipe kasar ke tipe halus ini disebut transformasi.

Rekombinasi melibatkan pemutusan DNA resepien dan pengabungan DNA donor ke DNA induk menghasilkan hibrida (molekul rekombinan). Enzim khusus yang berperan dalam rekombinasi DNA adalah eksonuklease, endonuklease, polimerase, dan ligase. Rekombinasi umum (generalized recombination) melibatkan DNA donor dan resepien yang memiliki urutan homolog. Perubahan resiprokal dapat terjadi pada rekombinasi umum. Produk gen recA sangat penting dalam rekombinasi umum, tetapi produk gen lainnya juga berperan. Rekombinasi lokasi khusus (site-specific recombination) hanya dapat terjadi pada lokasi khusus pada DNA donor dan resepien. Produk gen recA tidak berperan dalam rekombinasi lokasi khusus. Integrasi molekul DNA bakteriofag 1 ke kromosom E. coli pada lokasi khusus (attachment site; att) merupakan contoh rekombinasi lokasi khusus.

Gambar : Rekombinasi lokasi khusus yang menghasilkan rekombinasi resiprokal

D. MUTASI DAN MUTAGEN

Mutasi ialah perubahan didalam rangkaian nukleotida suatu gen yang menimbulkan ciri genetis yang baru atau genotipe yang berubah. Suatu sel atau organisme yang memperlihatkan efek suatu mutasi disebut mutan. Mutasi adalah suatu peristiwa yang jarang, terjadi secara acak dan timbul secara spontan tanpa memperhatikan persyaratan lingkungan. Mutasi pada bakteri secara spontan dapat terjadi pada laju satu mutasi saja didalam satu juta bakteri sampai kepada laju mutasi didalam sepuluh milyar sel bakteri. Biasanya mutan-mutan didalam suatu populasi sel tertutupi oleh sel-sel yang tidak mengalami mutasi yang jumlahnya lebih besar. Mengisolasi sel mutan cukup sulit namun para ilmuwan telah mengembangkan tehnik yang mempermudah isolasi mutan yang hanya sedikit jumlahnya dari suatu populasi besar sel yang tidak bermutasi.Mutagen adalah senyawa kimia atau faktor fisikawi yang dapat menyebabkan mutasi. Misalnya sinar ultraviolet merupakan mutagen karena UV dapat menembus sel dan diabsorpsi dengan kuat oleh timin dan sitosin. Absorpsi UV oleh timin menyebabkan terbentuknya dimer timin yang berdekatan sehingga dapat mengubah DNA yang akan mengganggu replikasi. Senyawa kimia yang menyebabkan mutasi misalnya HNO2, karena asam ini menimbulkan deaminasi pada basa nitrogen nukleotida. Asam nitrit dapat mengubah adenin menjadi hipoxantin, sitosin menjadi urasil dan guanin menjadi xantin. Senyawa kimia mutagen yang lain ialah analog basa. ini adalah senyawa kimia yang strukturnya cukup menyamai basa DNA yang normal sehingga dapat menggantikannya selama berlangsungnya replikasi DNA. Meskipun strukturnya mirip, analog basa tidak mempunyai sifat ikatan hidrogen yang sama seperti basa normal. Karena iru dapat menyebabkan terjadinya kesalahan dalam replikasi yang menyebabkan mutasi. Misalnya 2-aminopurin adalah analog adenin dan dapat berpasangan dengan timin atau sitosin. 5-bromourasil adalah analog timin dan dapat berpasangan dengan adenin atau guanin. Selain itu sinar x, sinar y dan partikel energi tinggi sangat berpotensi sebagai mutagen.Tipe mutasiPada taraf molekuler perubahan dalam rangkaian basa purin-pirimidin dapat terjadi dengan beberapa cara sehingga mengakobatkan mutasi. Dua tipe mutasi adalah mutasi titik dan mutasi pergeseran angka.

1. Mutasi titik.Mutasi ini terjadi akibat tersubstitusinya satu nukleotida oleh yang lain didalam rangkaian nukleotida tertentu suatu gen. Substitusi satu purin oleh purin yang lain atas satu pirimidin oleh pirimidin yang lain disebut : mutasi tipe transisi. Sedangkan penggantian suatu suatu purin oleh pirimidin atau sebaliknya disebut tranversi.Substitusi pasangan basa ini dapat mengakibatkan salah satu dari tiga macam mutasi yang mempengaruhi proses translasi : Triplet gen yang berubah itu menghasilkan sebuah kodon pada mRNA yang menetapkan asam amino yang berbeda dari yang ada didalam protein normal. Mutasi ini disebut mutasi salah arti (missense mutation). Protein semacam ini dapat menjadi tidak berfungsi atau kurang aktif dibanding protein normal. Triplet gen yang berubah menghasilkan sebuah kodon pada mRNA yang mengakhiri rantai yang mengakibatkan berakhirnya pembentukan protein sebelum waktunya selama translasi. Hal ini disebut mutasi nonsense. Hasilnya suatu polipeptida tidak lengkap yang tidak berfungsi. Triplet gen yang berubah menghasilkan sebuah kodon pada mRNA yang menetapkan asam amino yang sama karena kodon yang dihasilkan dari mutasi merupakan sinonim dari kodon aslinya. Hal ini disebut mutasi netral.

2. Mutasi pergeseran kerangkaMutasi ini akibat penambahan atau kehilangan satu atau lebih nukleotida didalam suatu gen. Hal ini mengakibatkan bergesernya kerangkan pembacaan. Mutasi ini menyebabkan terbentuknya protein yang tidak berfungsi sebagai akibat disintesisnya rangkaian asam amino yang sama sekali baru dari pembacaan rangkaian bukleotida mRNA yang telah bergeser kerangkanya.

Faktor faktor penyebab mutasi pada bakteri, yaitu :a. Faktor fisika (radiasi)Mutagen Fisik adalah mutagen berupa bahan fisik. Misalnya, berupa suhu, sinar ultraviolet (UV), sinar-X, sinar gamma, partikel a dan b, neutron, radiasi kosmis, pancaran netron ion-ion berat, dan sinar-sinar lain yang mempunyai daya ionisasi. Contohnya antara lain : Sinar Ultraviolet (UV), sinar ini akan melepaskan energi sehingga menyebabkan aksitasi elektron sehingga ion-ion menjadi reaktif dan memungkinkan perubahan susunan kimia DNA. Sinar Kosmis, mempunyai pengaruh kurang lebih dengan sinar UV. Alat Nuklir, dapat melepaskan energi yang besar sehingga menimbulkan energi pengionisasi. Yang menyebabkan ada beberapa senyawa kimia penyusun DNA menjadi tidak aktif sehingga terjadi perubahan struktur DNA. Radiasi Sinar X, , yang di pancarkan oleh isotop radioaktif berpengaruh terhadap beberapa senyawa kimia penyusun DNA menjadi tidak aktif sehingga terjadi perubahan struktur DNA. Sinar Kosmis berasal dari angkasa luar, meradiasi bumi dalam bentuk partikel yang berenergi tinggi, yaitu foton, positron, meson dan proton. Sebagian sinar kosmis memiliki daya tembus tinggi masuk ke sel sampai pada DNA. Sinar radioaktif seperti Thorium, Uranium dan Radium. Memiliki daya tembus tinggi masuk ke sel sampai pada DNA.b. Faktor kimia1. Pestisida DDT : insektisida di pertanian dan rumah tangga. DDVP : insektisida, fumigam, helminteik ternak. Aziridine : dipakai pada industri tekstil, kayu dan kertas untuk membasmi lalat rumah. Mutagen pada tawon, mencit, Neurospora, E. coli dan bakteriofage T4. TEM : dipakai dalam teskstil dan medis (agen antineoplastik). Membasmi lalat rumah. Mutagen pada mencit dan serangga, jamur, aberasi pada memcit, allium, E. coli dan lekosit.2. Industri Formalin (formaldehid), zat ini digunakan pada pabrik resin, tekstil, kertas, dll. Banyak dijumpai pada asap mobil dan mesin. Mutagen terjadi pada Drosophylla, Neurospora. Glycikol, zat ini banyak digunakan untuk membuat zat kimia seperti eter, ester, amin, untuk farmasi dan teksil. Zat ini bersifat anti bakteri dan anti jamur pada makanan, zat mutagen bagi mencit, Drosophylla dan Neuspora. DEB, zat ini digunakan untuk mencegah mikroba pada tekstil dan farmasi. Zat ini mutagen pada Drosophylla, Neurospora, E.Colli, dll. Hidroxikamine, zat ini digunakan dalam industri kimia dan pabrik tekstil. Mutagen pada sel struktur manusia, mencit dan bakteri. Urethran, zat ini digunakan dalam pabrik plastik dan pertanian. Mutagen pada bakteri dan Neurospora.3. Makanan dan minuman Caffein. Banyak didapatkan pada minuman, kopi, teh, cokelat, dan limun yang mengandung cola. Pada bidang medis untuk antihistamin dan obat pusing, pengembang pembuluh darah, koroner. Mutagen lemah pada Drosophila, mutagen letal dan aberasi pada bakteri, bakteriofage, dan kultur sel manusia. Natrium Nitrit dan Asam Nitrit, zat ini digunakan mengawetkan daging, ikan dan keju. Mutagen pada bakteri dan jamur dan virus: menghalangi replikasi ADN. Asam Nitrat (HNO3). Sifat: 1). Deaminasi basa nitrogen adenin dan guanin sehingga mengacaukan proses replikasi dan transkripsi. 2). Mutagen terhadap bakteri, jamur, dan virus. Brom-Urasil (Bu). Pada saat transkripsi Bu akan mencetak guanin, bukan adenin. Sifat: 1). mirip basa nitrogen timin sehingga jika melekat pada pita DNA akan berpasangan dengan adenin. 2). mengacaukan proses replikasi dan transkripsi. Hidroksilamin (NH2OH). Sifat: 1). menyebabkan mutasi dan aberasi pada kultur sel manusia, tikus, bakteri, dan jamur. 2). mengacaukan proses replikasi dan transkripsi karena mampu berpasangan.4. Obat Siklofosfamid. Pelawan berbagai jenis tumor. Toragen pada tikus, mutagen pada drosophila, mencit. Aberasi pada kultur jaringan manusia. Metil dikloroetil amin. Banyak digunakan diklinik. Mutagen pada mencit, drosophila, aberasi pada Allium. Antibiotik. Sebagian berasal dari streptomyces, seperti mitomysin C, azaserine, streptonigrin, phleomycin. Anti neoplasma. Penghalang replikasi DNA. Mutagen pada drosophila. Aberasi pada kultur lekosit manusia.

E. TIPE MUTAN

Karena semua sifat sel-sel hidup pada akhirnya dikendalikan oleh gen maka ciri sel yang manapun dapat berubah karena mutasi. Berbagai ragam mutan bakteri telah diisolasi dan dipelajari secara intensif. Beberapa dari tipe-tipe utama mutan adalah sebagai berikut:1. Mutan yang memperlihatkan toleransi yang meningkat terhadap unsur-unsur penghambat, terutama antibiotik (mutan yang resisten terhadap antibiotik atau obat-obatan)2. Mutan yang menunjukkan kemampuan fermentasi yang berubah atau meningkatnya atau berkurangnya kapasitas untuk menghasilkan beberapa produk akhir.3. Mutan yang mempunyai defisiensi akan nutrisi, yaitu membutuhkan medium yang lebih kompleks untuk tumbuhnya ketimbang biakan aslinya.4. Mutan yang memperlihatkan perubahan dalam bentuk koloni atau kemampuan untuk menghasilkan pigmen.5. Mutan yang menunjukkan perubahan pada struktur permukaan dan komposisi selnya (mutan antigenik).6. Mutan yang resisten terhadap aksi bakteriofage.7. Mutan yang memperlihatkan beberapa perubahan pada ciri-ciri morfologis, misalnya hilangnya kemampuan untuk menghasilkan spora, kapsul atau flagella.

Ada banyak implikasi praktis yang berkaitan dengan terjadinya mutan mikrobia. Hal ini digambarkan leh contoh-contoh berikut:

1. Diketahui ada beberapa mikroorganisme yang menggambarkan resistensi terhadap antibiotik-antibiotik tertentu akibat mutasi. Kenyataan ini sangat penting dalam pengobatan penyakit, karena antibiotik yang pada mulanya efektif untuk mengendalikan suatu infeksi bacterial menjadi kurang atau tidak lagi efektif ketika muncul mutan-mutan yang resisten terhadap antibiotik yang bersangkutan.2. Dapat diisolasi mutan biokimiawi yang mampu menghasilkan suatu produk akhir dalam jumlah besar. Hal ini penting dalam industri. Sebagai contoh, jumlah penisilin yang dihasilkan dalam produksi komersial meningkat secara dramatis melalui seleksi galur-galur mutan Penicillium.3. Pemeliharaan biakan murni spesies-spesies jasad renik yang tipikal mensyaratkan tercegahnya mutasi, kalau tidak maka biakan tersebut tidak akan tipikal lagi.4. Mutan mikroba telah digunakan secara meluas di dalam penyelidikan berbagai proses biokimiawi, terutama reaksi-reaksi bio-sintetik. Sebagai contoh, mutan-mutan yang terhalang atau rusak pada langkah-langkah enzimatik yang berbeda-beda telah digunakan untuk menyingkap seluk beluk rangkaian metabolik

Banyak mutan, mungkin sebagian besar dapat balik ke kondisi liar melalui mutasi balik, yaitu kembalinya sel-sel mutan ke fenotipe asalnya. Akan tetapi, hal ini tidak mesti disebabkan oleh pembalikan mutasi aslinya secara tepat. Kadang-kadang, pengaruh mutasi asli dapat ditekan sebagian atau seluruhnya oleh mutasi kedua pada situs yang berbeda pada kromosom.

BAB IIIPENUTUPI. KESIMPULAN

Genetika mikroba adalah studi tentang gen dan fungsi gen pada bakteri, archaea, dan mikroorganisme lainnya. Sering digunakan dalam penelitian di bidang bioremediasi, energi alternatif, dan pencegahan penyakit. Rekombinasi genetis ialah pembentukan suatu genotip baru melalui pemilihan kembali gen-gen setelah terjadinya pertukaran genetis antara dua kromosom yang berbeda dan mempunyai gen-gen serupa.Mutasi ialah perubahan didalam rangkaian nukleotida suatu gen yang menimbulkan ciri genetis yang baru atau genotipe yang berubah. Suatu sel atau organisme yang memperlihatkan efek suatu mutasi disebut mutan. Mutasi pada bakteri secara spontan dapat terjadi pada laju satu mutasi saja didalam satu juta bakteri sampai kepada laju mutasi didalam sepuluh milyar sel bakteri. Mutagen adalah senyawa kimia atau faktor fisikawi yang dapat menyebabkan mutasi. Karena semua sifat sel-sel hidup pada akhirnya dikendalikan oleh gen maka ciri sel yang manapun dapat berubah karena mutasi. Berbagai ragam mutan bakteri telah diisolasi dan dipelajari secara intensif.

TINJAUAN PUSTAKA

Ajuz, Yayan. 2012. Berbagai Tipe tipe Mutasi pada Bakteri. (online). (http:// MUTASI BAKTERI/berbagai-tipe-tipe-mutasi-pada-bakteri.html), 15 Maret 2014

Dwidjoseputro, D.2005.Dasar Dasar Mikrobiologi. Jakarta:Djambatan.

Haffandi, Linda. 2011. Genetika Mikroba. Makalah Jurusan Pendidikan Biologi Pascasarjana Universitas Negeri Malang.

Irmawan,Purnawan.2012.GenetikaBakteri.(online). (http://file.upi.edu/Direktori/.../BAB_VI_GENETIKA_BAKTERI.pdf), 15 Maret 2014.

Kusnadi, dkk. 2003. Mikrobiologi. IMSTEP JICA.

Pelczar, Michael. 2005. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta : Universitas Indonesia.Schlegel, Hans. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi Keenam. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.Wibawa, Bhima. 2010. Mutasi Bakteri.( online), (http://MIKROBIOLOGI/MATERI/MUTASI%20BAKTERI/mutasi-bakteri.html), 15 Maret 2014.