Pendahuluan

Taksonomi adalah ilmu klasifikasi biologis

Klasifikasi adalah penataan organisme ke dalam kelompok-kelompok (taksa)

Nomenklatur adalah pemberian nama untuk kelompok-kelompok taksonomi

Identifikasi adalah  penentuan isolat tertentu pada takson tertentu

Peranan taksonomi mikroba:

1

Memungkinkan ilmuwan mengorganisasikan sejumlah besar pengetahuaannya

2

Memungkinkan ilmuwan membuat prediksi dan kerangka hipotesis tentang organisme

3

Menempatkan organisme dalam kelompok-kelompok bermakna dengan memberi nama secara tepat, jadi akan mempermudah komunikasi ilmiah.

4

Penting untuk identifikasi mikroorganisme secara tepat.

Sistematik adalah kajian ilmiah organisme dengan tujuan akhir untuk mengkarakterisasi dan menempatkan organisme dengan cara yang teratur

Taksonomi mikroba saat ini sedang memasuki perode perubahan besar yang disebabkan oleh penggunaan teknik molekuler

Evolusi dan Keragaman Mikroba

Bumi berumur kira-kira 4,6 milyar tahun dan sisa-sisa fosil sel prokariotik berumur 3,5-3,8 milyar tahun terdapat dalam stromatolit dan batuan sedimen

Stromatolit adalah batuan berlapis yang dibentuk dari penggabungan sedimen mineral menjadi hamparan mikroba (microbial mats)

Prokariot pertama mungkin bersifat anaerob.

Sianobakteri aerobik mungkin muncul 2,5-3,0 milyar tahun yang lalu.

Hasil penelitan Carl Woese dan kawan-kawan menyarankan bahwa organisme dibagi dalam tiga domain:

1

Eukaria-meliputi seluruh organisme eukariotik

2

Bakteria-terdiri dari organisme prokariotik yang mempunyai rRNA bakterial and lipid membran terutama berupa diasil gliserol eter

3

Archaea-terdiri dari organisme prokariotik yang mempunyai rRNA archaeal dan lipid membran terutama berupada isoprenoid gliseral dieter atau turunan diglesrol tetraeter.

Sel eukariotik modern yang muncul kurang lebih 1,4 milyar tahun yang lalu berasal dari prokariot

Hipotesis I: perkembangan kloroplast dan mitokondria merupakan pelipatan (invaginasi) membran plasma dan kemudian membentuk ruang- ruang (compartmentalization) dengan fungsi tertentu

Hipotesis II (hipotesis endosimbiotik) menyarankan sebagai berikut:

Proses pertama pembentukan sel eukariot adalah pembentuk nukleus (mungkin fusi bakteri dan archaea  purba)

Kloroplast dibentuk ketika bakteri fotosintetik yang hidup bebas bersimbiosis dengan sel eukariotik primitif (sianobakteria dan proklron disarankan sebagai kandidat yang paling kuat)

Mitokondria mungkin terbentuk melalui proses yang sama (tetua Agrobacterium, Rhizobium, dan riketsia menjadi kandidatnya)

Hopotesis endosimbiotik mendapat dukungan kuat dari penemuan sianobakterium yang berendosimbiotik dengan protista biflagelata (Cyanophora paradoxa); sianobakterium berfungsi sebagai chloroplast Cyanophora paradoxa; endosimbiotik ini kernal sebagai sianel (cyanelle)

Tingkatan Taksonomi (Taxonomic Ranks)

Tingkatan taksonomi (dari bawah ke atas) adalah: spesies, genus, famili, ordo, klas, dan kerajaan (kingdom); Namun, ahli mikrobiologi seringkali menggunakan nama seksi (suatu pengelompokan yang kurang formal) yang bersifat deskriptif untuk kelompok-kelompok organisme tertentu, seperti metanogen, purple bacteria, bakteri asam laktat, dan lain-lain.

Kelompok taksonomi dasar adalah spesies

1

Spesies prokariotik tidak didefinikan atas dasar kecocokan (compatibility) reproduktif seksual (sebagaimana pada organisme tingkat tinggi) tetapi didasarkan atas perbedaan fenotipik dan genotipik; spesien prokariotik adalah koleksi galur (strain) yang mempunyai banyak kesamaan sifat yang stabil dan berbeda secara nyata dengan sekurang-kurang beberapa kelompok galur lain.

2

Galur adalah populasi organisme yang dapat dibedakan dari sekurang-kurang beberapa pupulasi lain dalam suatu kategori taksonomik, galur dianggap berasal dari organisme tunggal atau isolat kultur tunggal.

  

Biovar – berbeda secara biokimiawi atau fisiologisMorfovar – berbeda secara morfologi Serovar – berbeda sifat antigenik

3

Galur tipe (Type strain) adalah galur suatu spesies yang dikaji pertama kali (yang paling rinci dikarakterisasi), galur ini tidak harus anggota yang paling mewakil.

4

Genus adalah kelompok spesies (satu atau lebih) yang telah ditentukan dengan sangat baik yang secara jelas terpisah (berbeda) dari genera lain

Dalam sistem nomenklatur binomial yang diajukan oleh Carl von Linne (Carolus Linnaeus), huruf pertama nama genus ditulis dengan huruf besar dan epitet spesifik ditulis dengan huruf kecil pada huruf pertamanya (e.g., Escherichia coli); dalam artikel ilmiah, huruf pertama genus dapat disingkat penulisan penulisan setelah digunakan setelah ditulis lengkap pada penulisan sebelumnya. (contoh, E. coli):

1

Eukaria-meliputi seluruh organisme eukariotik

2

Bakteria-terdiri dari organisme prokariotik yang mempunyai rRNA bakterial and lipid membran terutama berupa diasil gliserol eter

3

Archaea-terdiri dari organisme prokariotik yang mempunyai rRNA archaeal dan lipid membran terutama berupada isoprenoid gliseral dieter atau turunan diglesrol tetraeter.

Sel eukariotik modern yang muncul kurang lebih 1,4 milyar tahun yang lalu berasal dari prokariot

1

Hipotesis I: perkembangan kloroplast dan mitokondria merupakan pelipatan (invaginasi) membran plasma dan kemudian membentuk ruang- ruang (compartmentalization) dengan fungsi tertentu

2

Hipotesis II (hipotesis endosimbiotik) menyarankan sebagai berikut:

  

a

Proses pertama pembentukan sel eukariot adalah pembentuk nukleus (mungkin fusi bakteri dan archaea  purba)

  

b

Kloroplast dibentuk ketika bakteri fotosintetik yang hidup bebas bersimbiosis dengan sel eukariotik primitif (sianobakteria dan proklron disarankan sebagai kandidat yang paling kuat)

  

c

Mitokondria mungkin terbentuk melalui proses yang sama (tetua Agrobacterium, Rhizobium, dan riketsia menjadi kandidatnya)

  

Hopotesis endosimbiotik mendapat dukungan kuat dari penemuan sianobakterium yang berendosimbiotik dengan protista biflagelata (Cyanophora paradoxa); sianobakterium berfungsi sebagai chloroplast Cyanophora paradoxa; endosimbiotik ini dikenal sebagai sianel (cyanelle)

Taksonomi mikroba saat ini sedang memasuki perode perubahan besar yang disebabkan oleh penggunaan teknik molekuler

Sistem Klasifikasi

Klasifikasi Alami (Natural classification) –

penataan organisme ke dalam kelompok-kelompok yang anggota-anggotanya mempnyai banyak kesamaan sifat dan mencerminkan sebanyak mungkin sifat biologis organsme.

Sistem (Phenetic systems) adalah mengelompokkan organisme didasarkan atas kesamaan secara keseluruhan

Seringkali berupa suatu sistem alami yang didasarkan atas kesamaan karakter

Tidak tergantung pada analisis filogenetik

Menggunakan “unweighted traits

Sistem terbaik jika membandingkan sebanyak mungkin sifat (attributes)

Taksomi Numerik (Numerical taxonomy)

Informasi sifat suatu organisme dikonversikan ke bentuk yang sesuai untuk analisis numerk dan dibandingkan menggunakan komputer.

Ada atau tidaknya sekuran-kurangnya 50 (sebaiknya beberapa ratus) karakater dibandingkan; karakter tersebut di antaranya karakter morfologi, biokimiawi, dan fisiologi)

Koefisien asosiasi ditentukan di antara karakter-karakter yang dimiliki oleh dua organisme

Koefisien kesesuaian sederhana (Simple matching coefficient) – proporsi yang sesuai (match) baik untuk karakter yang ada maupun tidak ada

Koefisien Jaccard (Jaccard coefficient) – mengabaikan karakter-karakter yang tidak ada pada kedua organisme

Nilai-nilai tersebut diatur untuk membentuk matriks kesamaan  (similarity matrix); organisme dengan kesamaan tinggi dikelompokkan bersama dalam fenon (phenons)

Perbedaan (significance) fenon tidak selalu jelas terlihat tetapi fenon dengan kesamaan 80% seringkali dianggap satu spesies (bakteri)

Menggunakan  unweighted traits

Sistem terbaik jika membandingkan sebanyak mungkin karakter  (attributes)

Sistem filogeneti (filetik) {Phylogenetic (phyletic)-pengelompokan organisme didasarkan pada hubungan evolusioner

Untuk prokariot adalah sulit untuk mengetahui hubungan evolusi karena kekurangan catatan fosil yang baik

Pembandingan langsung materi genetik dan produk gen seperti rRNA dan protein dapat digunakan untuk mengatasi kesulitan tersebut di atas

Karakter utama yang digunakan dalam taksonomi

Karakter klasik (Classical characteristics)

1

Karakter morfologis (Morphological characteristics)- mudah untuk dianalisis, stabil secara genetis, variasi tidak besar terhadap perubahan lingkungan; seringkali menjadi indikasi yang baik untuk hubungan filogenetik

2

Karakter fisiologis dan metabolik (Physiological and metabolic characteristics)- berkaitan langsung dengan enzim dan protein transport (produk gen) dan oleh karenanya secara tidak langsung menunjukkan perbandingan genom mikroba

3

Karakter ekologis (Ecological characteristics) – meliputi pola siklus hidup, hubungan simbiotik, patogenitas,  preferensi habitat, dan kebutuhan pertumbuhan

4

Analisis genetik (Genetic analysis) – meliputi kajian pertukaran gen kromosomal melalui konjugasi dan transformasi; proses ini jarang terjadi antar genera; harus hati-hati untuk mengindari kesalahan yang disebabkan adanya karakter dari plasmid

Karakter Molekuler (Molecular characteristics)

1

Pembandingan protein (Comparison of proteins)-berguna sebab merefleksikan informasi genetik organisme, analisisnya melalui

  

a

Penentuan urutan asam amino protein

  

b

Perbandingan mobilitas elektroforesis

  

c

Penentuan reaktivitas silang imunologis (immunological cross-reactivity)

  

d

Perbandingan sifat enzimatis

2

Komposisi basa asam nukleat

  

a

Kandungan G+C dapat ditentukan atas dasar suhu leleh (Tm) –suhu (panas) yang mengakibatkan untai ganda molekul DNA memisah)

  

b

Secara taksomi berguna karena variasi dalam genus biasanya kurang dari 10% tetapi variasi di antara genera jauh lebih besar, berkisar 25-80%

3

Hibridisasi asam nukleat (Nucleic acid hybridization)

  

a

Menentukan tingkat homologi urutan

  

b

Suhu inkubasi mempengaruhi tingkat homologi urutan yang diperlukan untuk membentuk hibrid stabil

4

Penentuan urutan asam nukleat (Nucleic acid sequencing)

  

a

Gen rRNA adalah paling ideal untuk perbandingan sebab urutan basa gennya mengandung urutan yang stabil secara evolusioner (lestari) dan urutan bervariasi

  

b

Sekarang ini, genom prokariotik lengkap telah ditentukan; perbandingan langsung urutan genom lengkap akan menjadi sangat penting dapam taksonomi prokariotik

Penilaian filogeni mikroba (Assessing Microbial Phylogeny)
Kronometer molekuler (Molecular chronometers)- asumsi bahwa laju perubahan adalah konstan merupakan asumsi yang tidak tepat; mungkin asumsi yang tepat, laju perubahan gen tertentu adalah konstan
Pohon filogenetik (Phylogenetic trees)

membuat percabangan yang menghubungkan titik (nodes), yang merupakn unit taksonomi, seperti spesies atau gen; akar pohon merupakan titik yang bertindak sebagai tetua (nenek moyang) untuk seluruh organisme yang sedang dianalisis

dibuat dengan membandingkan urutan molekuler dan perbedaan dinyatakan sebagai jarak evolusioner; kemudian organisme dikelompokkan untuk menentukan tingkat hubungan; atau tingkat hubungan dapat diduga dengan analisis parsimony yang mengasumsikan bahwa perubahan evolusioner organisme tertentu terjadi sepanjang jalur terpendek dengan perubahan paling sedikit terhadap tetuanya
rRNA, DNA, dan protein sebagai indikator filogeni

Koefisien asosiasi (Association coefficients) dari kajian rRNA adalah suatu ukuran tingkat hubungan (relatedness)

Urutan penanda oligonukleotida (Oligonucleotide signature sequences) terdapat di sebagian besar atau seluruh anggota kelompok filogenetik tertentu dan jarang atau tidak pernah ada di dalam kelompok lain bahkan yang dekat sekali pun; berguna pada tingkat kingdom atau domain

Kajian kesamaan DNA jauh lebih efektif pada tingkat genus dan spesies

Urutan protein kurang dipengaruhi oleh perbedaan kandung G+C pada organisme tertentu

Analisis tiga tipe molekult tidak selalu menghasilkan pohon evolusi yang sama
Taksonomi polifasik (Polyphasic taxonomy)

Menggunakan kisaran luas informasi fenotipik dan genotipik untuk mengembangkan skema taksonomi

Teknik dan informasi yang digunakan tergantung pada tingkat resolusi taksonomi yang diinginkan (contoh, teknik serologis baik untuk mengidentifikasi galur, tetapi tidak baik untuk tingkat genera atau spesies.

Penggolongan utama kehidupan

Domain

Woese dan kawan-kawan menggunakan kajian rRNA untuk mengelompokkan seluruh organisme ke dalam tiga domain

1

Bakteri – meliputi sebagian besar prokariot; dinding sel mengandung asam muramik; lipid membran mengandung asam lemak rantai lurus yang diikatkan oleh ikatan ESTER

2

Archaea – prokariot yang kekurangan asam muramik, mempunyai lipid yang mengandung rantai alifatik bercabang yang dihubungkan oleh ikatan ETER, kekurangan timidin pada tangan T molekul tRNA, mempunyai RNA polimerase jelas (distinctive), dan mempunyai ribosom dengan komposisi dan bentuk berbeda dengan yang terdapat di bakteri

3

Eukaria – mempunyai yang struktur organ yang dilapisi oleh membran yang lebih kompleks

Beberapa pohon filogenetik berbeda telah diusulkan yang menghubungkan domain utama; beberapa pohon yang diusulkan tidak medukung pola tiga domain.

Salah satu kesulitan dalam mengkonstruksi suatu pohon filogenetik adalah transfer gen horisontal yang sering terjadi secara luas; pohon yang lebih benar, mungkin menyerupai jejaring dengan banyak percabangan lateral yang menghubungan bermacam-macam anak cabang (trunks)

Kingdom

Sistem lima kingdom yang diusulkan oleh Whittaker, yang pada awal diterima secara luas, adalah:

1

Hewan-eukariot multiseluer dan tidak berdinding sel dan  nutrisi ingestive

2

Tumbuhan-eukariot multiseluler berdinding sel dan nutrisi fotoautotropik (photoautotrophic nutrition)

3

Jamur (Fungi)-eukariot multiseluler dan uniseluler berdinding sel dan nutrisi absorptif (absorptive nutrition)

4

Protista-eukariot uniseluler dengan bermacam-macam mekanisme nutrisi

5

Monera (Prokariot)-seluruh organisme prokariotik

Banyak ahli biologi tidak menerima sistem Whittaker system, terutama disebabkan sistem tersebut tidak membedakan bakteri dan archaea

Beberapa sistem alternatif telah disarankan, seperti sistem enam kingdom dan dua kerajaan (empire), delapan kingdom

Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology

Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology edisi pertama- terutama adalah fenetik (phenetic)

Terdiri dari 33 seksi (sections) dalam empat volume

Masing-masing seksi terdiri dari bakteri yang mempunyai kesamaan karakter yang secara mudah dapat ditentukan (contoh, morfologi, reaksi gram, hubungan oksigen) dan memuat judul yang menggambarkan sifat-sifat atau memberikan nama daerah bakteri

Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology edisi kedua

Lebih banyak filogenetik daripada fenetik

Terdiri dari lima volume

Survei filogenetik dan keragaman prokariot

Volume 1 (of 2nd edition of Bergey’s Manual): The Archaea, Genera bakteri fototropik dan dekat percabangan dengan archaea

Archaea-dibagi dua phyla

1

Crenarchaeota– phylum yang beragam terdiri dari organisme termofilik dan hipertermofilik dan juga beberapa organisme yang tumbuh di laut pada suhu rendah sebagai picoplankton

2

Euryarchaeota– terdiri dari terutama prokariot metanogenik dan halofilik dan uga prokariot termofilik, pereduksi sulfur

Bakteri

1

Aquificae – phylum yang terdiri dari bakteri autotropik yang menggunakan hidrogen sebagai sumber energi; sebagian besar adalah bakteri termofilik

2

Thermatogae – phylum yang terdiri dari bakteri gram negatip, fermentatif termofilik, anaerobik.; mempunyai asam lemak yang tidak umum

3

Deinococcus-Thermus – phylum ini meliputi bakteri dengan resistensi luar biasa terhadap radiasi dan organisme termofili

4

Chloroflexi – phylum ini terdiri dari bakteri yang seringkali disebut bakteri nonsulfur hijau; beberapa melakukan fotosintesis anoksigenik (anoxygenic), sedangkan yang lain bakteri respiratori dan bergerak secara gliding; mempunyai peptidoglikan yang tidak biasa dan tidak mempunyai liposakarida dalam membran luarnya

5

Chloroflexi – phylum ini terdiri dari bakteri yang seringkali disebut bakteri nonsulfur hijau; beberapa melakukan fotosintesis anoksigenik (anoxygenic), sedangkan yang lain bakteri respiratori dan bergerak secara gliding; mempunyai peptidoglikan yang tidak biasa dan tidak mempunyai liposakarida dalam membran luarny

6

Cyanobacteria-phylum yang terdiri dari bakteri fotosintetik oksigenik

7

Chlorobi– phylum ini terdiri dari bakteri fotosintetik anoksigenik yang dikenal sebagai bakteri sulfur hijau

Volume 2:

Proteobacteria – hanya satu phylum disebut Proteobacteria, yang terdiri dari banyak ragam bakteri gram negatip

Volume 3:

Bakteri gram positip dengan kandung G+C rendah – hanya satu philum disebut Firmicutes; seluruhnya mempunyai kandungan G+C 50%; kecuali mycoplasma, yang tidak mempunyai dinding sel, seluruhnya adalah gram positip; meliputi genera yang menghasilkan endospora

Volume 4:

Bakteri gram positip dengan kandungan G+C tinggi – mencakup phylum Actinobacteria; mempunyai kandungan G+C 50-55%; meliputi bakteri  filamentous (actinomycetes) and bakteri dengan dinding sel yang tidak biasa (mycobacteria)

Volume 5:

Planctomycetes, Spriocheates, Fibrobacteres, Bacteroidetes, dan Fusobacteria- campuran dari berbagai jenis kelompok filogenetik dengan percabangan dekat yang tidak harus berhubungan satu sama lain walaupun seluruhnya gram negatip

1

Planctomycetes

  

phylum terdiri dari bakteri dengan sifat tidak biasa, termasuk dinding sel yang tidak mempunyai peptidoglika dan sel dengan nukleoid yang diselimuti membran;

  

membelah dengan bertunas dan membentuk tonjolan (appendages) yang disebut stalks

2

Chlamydiae

  

phylum terdiri dari patogen intraseluler

  

obligat yang mempunyai siklus hidup unik; patogen ini tidak mempunyai peptidoglikan

3

Spirochaetes

  

phylum terdiri dari bakteri berbentuk heliks dengan morfologi dan motilitas unik

4

Bacteroides

  

phylum yang terdiri dari sejumlah bakteri penting secara ekologis

Sumber :http://01mikrobiolunsoed.wordpress.com/


 

One response to this post.

  1. Posted by citra on 19 November 2010 at 8:37 pm

    thanks, blognya bermanfaat bgt…, over all thats good

    Balas

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: