Nutrisi dan Nutrien
Habitat adalah tempat hidup yang
cocok untuk makhluk hidup. Di alam, makhluk hidup, termasuk bakteri, terpapar
berbagai kondisi alam yang beragam dan mempengaruhi kelangsungan hidupnya.
Faktor lingkungan yang sangat mempengaruhi makhluk hidup terutama bakteri
adalah nutrisi, sumber energi, suhu, kandungan gas, air, garam, pH, radiasi dan
organisme lain.
Untuk dapat hidup di alam atau
lingkungan, bakteri melakukan proses adaptasi. Adaptasi adalah mekanisme
penyesuaian anatomi dan fisiologi makhluk hidup termasuk bakteri untuk dapat
bertahan hidup di lingkungan.
Salah satu kebutuhan bakteri yang
harus didapatkan dari alam adalah nutrisi. Nutrisi adalah adalah
komponen-komponen atau senyawa-senyawa kimia yang dibutuhkan oleh bakteri untuk
bertahan hidup. Senyawa-senyawa kimia tersebut dinamakan dengan nutrient.
Secara umum, semua makhluk hidup
juga membutukan bioelement. Bioelement tersebut adalah karbon, hidrogen,
oksigen, fosfor, kalium, nitrogen, belerang, kalsium, besi, natrium, klor,
magnesium, dan beberapa elemen lainnya.
Ada nutrient yang disebut dengan
nutrisi essensial. Nutrisi essensial adalah nutrisi atau bioelement yang
dibutuhkan oleh makhluk hidup dan harus didapat dari luar selnya / dari alam.
Nutrisi essensial dikatagorikan
menjadi 2 jenis, yaitu makronutrien dan mikronutrien.
Makronutrien adalah nutrisi
essensial yang dibutuhkan dalam jumlah yang relatif besar dan mempunyai
peran penting dalam metabolisme serta struktur sel. Contoh dari makronutrien
adalah gula dan asam amino. Kedua senyawa tersebut tersusun dari unsur
karbon, hidrogen, oksigen.
Mikronutrien atau yang
disebut dengan trace elemen adalah nutrisi essensial atau
senyawa yang dibutuhkan dalam jumlah yang lebih sedikit. Mikronutrien biasanya
terlibat dalam berbagai reaksi enzimatis dan menjaga struktur protein. Contoh
dari mikronutrien adalah mangan,
zinc, nikel dll
Kebutuhan akan mikronutrien tiap-tiap
spesies bakteri berbeda-beda. Kebutuhan mikronutrien tiap-tiap spesies tersebut
dalam ditentukan atau dipelajari di laboratorium. Di laboratorium, bakteri
ditumbuhkan dalam suatu media tanpa ditambahkan mikronutrien tertentu
dan dilihat apakah bakteri tersebut dapat hidup tanpa mikronutrien
tersebut.
Berdasarkan kandungan karbon,
nutrient juga dikelompokkan menjadi dua, yaitu nutrien organik dan nutrient
anorganik.
Nutrien organik adalah nutrien yang tersusun dari unsur
karbon (O) dan hidrogen (H). Nutrien organik tersebut bervariasi dari
bentuk yang paling sederhana, contohnya metana (NH4), hingga ke
bentuk polimer kompleks seperti karbohidrat, lemak, protein, dan asam amino.
Nutrien anorganik adalah nutrien
yang tersusun tanpa unsur karbon (O) dan hidrogen (H). Nutrien anorganik
berasal dari tanah, terkandung dalam air, dan di air. Contoh dari nutrien
anorganik diantaranya adalah logam dan garamnya (magnesium sulfate, ferric
nitrate,sodium phosphate), gas (oksigen, karbondioksida) dan air.
Kandungan Nutrien pada Sel
Sebelum mengetahui dan
menyimpulkan kebutuhan nutrien dari makhluk hidup, termasuk bakteri, perlu
dipahami kandungan senyawa-senyawa atau unsur-unsur yang terkandung dalam sel.
Berikut adalah kandungan nutrien yang berada dalam bakteri Escherichia coli
:
- Air merupakan penyusun
terbesar, yaitu sekitar 70 % dari sel bakteri Escherichia coli dan
sekitar 97 % dari berat kering sel tersusun dari senyawa organik.
- Hampir seluruh senyawa organik
penyusun sel adalah protein
- Sekitar 96 % penyusun sel adalah
unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfat dan sulfur
- Unsur-unsur yang diserap maupun
yang dibutuhkan oleh sel hampir semuanya bukan merupakan bentuk murni.
- Pada sebuah sel sederhana,
yaitu sel bakteri Escherichia coli, terdapat sekitar 5.000 senyawa yang
berbeda. Senyawa-senyawa tersebut hanya berasal dari beberapa macam nutrien
yang diserap oleh sel, diantaranya (NH4)SO4, FeCl2,
NaCl, mikronutrien, glukosa, KH2PO4, MgSO4,
CaHPO4, dan air.
Sumber dan Fungsi nutrisi
essensial serta trace elemen
1. Karbon
Di alam, unsur karbon berbentuk
gas karbondioksida (CO2), karbonat (CO32-) dan
senyawa organik. Unsur karbon berasal dari udara, tanah / sedimen, makhluk
hidup.
Fungsi =
Gas karbondioksida (CO2)
merupakan hasil dari proses respirasi dan digunakan oleh tanaman untuk proses
fotosintesis.
karbonat (CO32-)
merupakan senyawa penyusun dindin sel dan kerangka.
Senyawa organik merupakan penyusun
struktur semua makhluk hidup dan virus.
2. Nitrogen
Unsur nitrogen tersedia di alam
dalam bentuk gas N2, nitrate (NO3-), nitrit
(NO2-), ammonium (NH3), nitogen organik
(protein, asam amino). Unsur nitrogen dapat diperoleh dari udara, tanah, air,
dan makhluk hidup. Sekitar 79% penyusun gas di atmosfer adalah unsur nitrogen.
Nitrogen dapat dimanfaatkan oleh
organisme oleh alga, tanaman dan beberapa bakteri dalam bentuk nitrate (NO3-),
nitrit (NO2-), ammonium (NH3). Hewan dan
protozoa memperoleh nitrogen dari nitrogen organik. Semua organisme menggunakan
NH3 untuk membentuk asam amino dan asam nukleat.
3. Oksigen
Di alam, oksigen tersedia dalam
bentuk gas O2, oksida, dan air (H2O). Oksigen dapat
diperoleh dari air, tanah, dan merupakan hasil dari proses fotosintesis. Gas
oksigen dibutuhkan organisme yang bersifat aerob untuk proses metabolismenya.
4. Hidrogen
Unsur tersedia di alam dalam
bentuk gas H2, H2O, hidrogen sulfida (H2S),
metana (CH4) dan senyawa organik. Hidrogen dapat diperoleh dari
perairan, rawa, lumpur
gunung berapi, organisme
Fungsi =
Air merupakan senyawa yang paling
mendominasi dalam sel dan merupakan pelarut untuk berbagai reaksi metabolik.
Gas H2, hidrogen sulfida (H2S) adalah gas yang dapat
dihasilkan dan dipergunakan oleh bakteri dan archaebakteria. Ion H+ sangat
penting untuk tranfer energi dalam sel dan sangat penting untuk menjaga
kestabilan pH dalam sel.
5. Fosfor
Fosfat (PO43-)
merupakan bentuk fosfor yang ada di alam. Fosfor dapat diperoleh dari bebatuan,
deposit mineral, dan tanah. Fosfat merupakan komponen penyusun DNA dan RNA yang
merupakan materi genetik bagi semua organisme. Fosfat ditemukan dalam ATP dan
NAD yang berperan dalam berbagai reaksi metabolisme. Selain itu, fosfat itu
juga ditemukan dalam fosfolipid yang berperan penyusun membran sel.
6. Sulfur
Sulfur tersedia di alam bentuk
sulfur murni, sulfat (SO42-) dan sulfydril (SH). Sulfur
dapat diperoleh dari deposit mineral, sedimen vulkanik dan tanah.
Sulfur dapat dioksidasi oleh
beberapa bakteri untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi. Unsur sulfur
merupakan penyusun dari vitamin B1 dan gugus sulfidril. Gugus sulfidril
tersebut merupakan penyusun dari ikatan disulfide pada beberapa asam amino.
7. Potassium dan Sodium
Potassium dan sodium dapat
dimanfaatkan oleh organisme dalam pentuk ion, yaitu ion K+ dan ion Na+.
Di alam, sumber dari kedua unsur tersebut dari deposit mineral, tanah, dan air
laut. Potassium berperan dalam sintesis protein dan transportasi senyawa
melewati membran sel. Sodium berperan memelihara tekanan osmotik dari sel.
8. Kalsium
Kalsium dapat dimanfaatkan
bakteri dalam bentuk ion Ca+. Di alam, kalsium berasal dari sedimen
laut, bebatuan dan tanah. Kalsium merupakan penyusun dari cangkang (CaCO3),
menstabilkan dinding sel, menambah resistensi dari endospore bakteri.
9. Magnesium
Di alam, Magnesium bisa didapati
dan dimanfaatkan oleh organisme dalam bentuk ion magnesium (Mg2+).
Sumber dari magnesium adalah sedimen geologi, bebatuan dan tanah. Magnsium
merupakan atom pusat pada klorofil, diperlukan untuk fungsi membran, ribosom
dan beberapa enzim.
10. Klorida
Klorida dapat dimanfaatkan oleh
organisme dalam bentuk ion klorida (Cl-). Sumber klorida adalah air
laut dan garam di danau. Ion klorida (Cl-) berperan dalam transport membran
dan sangat dibutuhkan oleh bakteri halofilik untuk menjaga tekanan osmotiknya.
11. Zink
Unsur zink dapat dimanfaatkan
oleh organisme dalam bentuk ion (Zn2+). Sumber zink adalah bebatuan
dan tanah. Zink berperan sebagai kofaktor enzim dan mengatur gen eukariotik.
12. Besi
Besi dapat dimanfaatkan oleh
organisme dalam bentuk ion (Fe2+). Sumber besi di alam adalah
bebatuan dan tanah. Besi berperan penting dalam fungsi sitokrom.
13. Mikronutrien
Beberapa mikronutrien yang
dibutuhkan oleh organisme diantaranya adalah tembaga, kobalt, nikel, molibdenum,
mangan, yodium. Sumber mikronutrien di alam adalah sedimen geologi dan tanah. Mikronutrien
diperlukan organisme dalam jumlah sedikit sebagai kofaktor reaksi enzimatis.
Demikian postingan tentang Sumber dan Bentuk Nutrisi Bakteri, Semoga Bermanfaat
0 komentar