8.3 - Mikroorganisma dan Virus

Jenis Mikroorganisma dan Virus

Mikroorganisma ialah organisma seni atau halus yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar dan hanya boleh diperhatikan di bawah mikroskop. Virus pula bukan organisma bersel tetapi dikaji dalam bidang mikrobiologi.

Bakteria

Struktur: Organisma prokariot unisel. Tiada membran nukleus, oleh itu bahan genetik (DNA) mereka terapung bebas di dalam sitoplasma sebagai nukleoid. Sesetengahnya mempunyai plasmid.
Saiz: Sangat kecil, biasanya antara $1 μ m$ hingga $10 μ m$ panjang.
Dinding Sel: Diperbuat daripada peptidoglikan (murein).
Pembiakan: Membiak secara aseks melalui belahan dedua, atau memindahkan bahan genetik melalui konjugasi.
Nutrisi: Autotrof (fotoautotrof atau kemoautotrof) atau heterotrof (saprofit atau parasit).
Bentuk: Kokus, basilus, spirilum, dan vibrio.
Contoh: Lactobacillus sp., Streptococcus sp., Staphylococcus aureus.

Protozoa

Struktur: Mikroorganisma eukariot unisel yang mempunyai ciri seumpama haiwan.
Pergerakan: Bergerak aktif menggunakan pseudopodium (kaki palsu), silia atau flagelum.
Nutrisi: Kebanyakannya heterotrof (menelan organisma kecil lain/bahan organik). Sesetengahnya seperti Euglena sp. bersifat autotrof kerana mempunyai kloroplas.
Habitat: Habitat berair (air tawar atau air laut) atau tanah yang lembap. Hidup secara bebas atau sebagai parasit.
Contoh: Amoeba sp., Paramecium sp., Euglena sp., Plasmodium sp.

Alga

Struktur: Eukariot unisel (contoh: Chlamydomonas sp.) atau multisel (contoh: Fucus sp., Spirogyra sp.).
Dinding Sel: Diperbuat daripada selulosa.
Nutrisi: Autotrof (fotoautotrof) kerana mempunyai kloroplas yang mengandungi klorofil.
Habitat: Habitat berair (kolam, tasik, laut) dan kawasan yang lembap.
Perincian Struktur: Tidak mempunyai akar, batang atau daun sebenar seperti tumbuhan darat.
Contoh: Chlamydomonas sp., Spirogyra sp., Fucus sp.

Kulat

Struktur: Eukariot. Boleh berupa unisel (contoh: yis) atau multisel (contoh: kulapuk, cendawan).
Dinding Sel: Diperbuat daripada kitin.
Bentuk Badan: Kulat multisel wujud sebagai jaringan bebenang halus yang dikenali sebagai hifa, membentuk miselium.
Nutrisi: Heterotrof (saprofit yang menyerap nutrien daripada bahan reput, atau parasit pada perumah yang hidup). Tiada klorofil.
Habitat: Kawasan yang gelap, hangat dan lembap.
Contoh: Saccharomyces cerevisiae (yis), Mucor sp. (kulapuk), Agaricus sp. (cendawan).

Virus

Pengelasan: Tidak dikelaskan ke dalam mana-mana sistem enam alam kerana merupakan entiti bukan sel (bukan hidup).
Proses Hidup: Tidak menjalankan sebarang proses hidup metabolisme di luar sel perumah. Wujud sebagai hablur tidak aktif di luar sel.
Pembiakan: Hanya boleh membiak di dalam sel perumah yang hidup dengan menyuntik bahan genetiknya.
Struktur: Terdiri daripada bahan genetik (sama ada DNA atau RNA, tetapi bukan kedua-duanya) yang diselaputi oleh lapisan protein yang dikenali sebagai kapsid.
Saiz: Sangat seni ( $20 nm$ hingga $400 nm$ ). Hanya boleh dilihat di bawah mikroskop elektron.
Contoh: Virus Mozek Tembakau (TMV), bakteriofaj T4, Virus Kurang Daya Tahan Melawan Penyakit (HIV).

Peranan Mikroorganisma dalam Ekologi

Mikroorganisma memainkan peranan yang amat penting dalam mengekalkan keseimbangan ekologi, kitaran nutrien dan interaksi biologi.

Mikroorganisma sebagai Pengeluar

Fitoplankton (organisma fotosintetik mikroskopik termasuk alga unisel dan sianobakteria) terapung di permukaan air.
Mempunyai klorofil untuk menjalankan fotosintesis, bertindak sebagai pengeluar utama dalam rantai makanan ekosistem akuatik.
Menghasilkan oksigen dan molekul organik yang menyokong pelbagai aras trofik dalam air.

Mikroorganisma sebagai Pengurai

Bakteria dan kulat saprofit menguraikan sebatian organik kompleks dalam organisma mati, bahan buangan dan najis kepada bahan tidak organik yang lebih ringkas.
Proses penguraian ini mengembalikan nutrien penting (seperti karbon, nitrogen dan fosforus) ke dalam tanah, air dan udara untuk diserap semula oleh tumbuhan.

Mikroorganisma sebagai Parasit

Mikroorganisma parasit hidup pada atau di dalam badan organisma perumah, memperoleh nutrien di samping mendatangkan kemudaratan atau penyakit (patogen) kepada perumah.
Contoh: Plasmodium sp. ialah protozoa parasit yang hidup di dalam sel darah merah dan hati manusia, menyebabkan penyakit malaria.

Mikroorganisma sebagai Simbion

Simbion ialah organisma yang mempunyai hubungan fizikal yang sangat rapat dengan organisma lain yang digelar perumah.
Ektosimbion: Hidup di bahagian luar permukaan badan perumah.
- Contoh: Trichodina sp. (sejenis protozoa) hidup pada insang atau permukaan badan ikan, memakan bakteria dan sel mati tanpa membahayakan ikan dalam jumlah yang kecil.
Endosimbion: Hidup di dalam sel atau di dalam badan perumah.
- Contoh: Zooxanthellae (alga unisel) hidup di dalam tisu polip karang, membekalkan produk fotosintesis kepada karang sambil mendapat perlindungan dan karbon dioksida.
- Contoh: Bakteria Rhizobium sp. hidup di dalam nodul akar tumbuhan kekacang.

Kitar Nitrogen

Kitar nitrogen ialah kitar biokimia yang menukarkan nitrogen kepada pelbagai bentuk kimia semasa ia berkitar antara atmosfera, daratan dan ekosistem marin. Tumbuhan tidak boleh menyerap gas nitrogen ( $N_{2}$ ) atmosfera secara langsung; ia mesti ditukarkan kepada sebatian terlarut seperti ion amonium ( $NH_{4}^{+}$ ) dan ion nitrat ( $NO_{3}^{-}$ ).

Langkah dan Peranan Bakteria dalam Kitar Nitrogen

Pengikatan Nitrogen:
- Gas nitrogen atmosfera ( $N_{2}$ ) ditukarkan kepada ion amonium ( $NH_{4}^{+}$ ) oleh bakteria pengikat nitrogen seperti Rhizobium sp. (hidup secara simbiosis dalam nodul akar kekacang) and Azotobacter sp. (hidup bebas di dalam tanah).
- Gas nitrogen juga boleh dioksidakan semasa panahan kilat untuk membentuk gas nitrogen dioksida ( $N O_{2}$ ) yang larut dalam air hujan membentuk asid nitrus dan asid nitrik, seterusnya memasuki tanah sebagai garam nitrat.
Penguraian dan Amonifikasi:
- Apabila tumbuhan dan haiwan mati, pengurai (bakteria dan kulat saprofit) menguraikan sebatian nitrogen organik (protein, asid nukleik, urea) kepada ion amonium ( $NH_{4}^{+}$ ). Proses ini dikenali sebagai amonifikasi.
Penitritan:
- Ion amonium ( $NH_{4}^{+}$ ) di dalam tanah ditukarkan kepada ion nitrit ( $NO_{2}^{-}$ ) oleh bakteria penitritan yang dinamakan Nitrosomonas sp.
- Ion nitrit ( $NO_{2}^{-}$ ) kemudiannya dioksidakan kepada ion nitrat ( $NO_{3}^{-}$ ) oleh satu lagi jenis bakteria penitritan yang dinamakan Nitrobacter sp.
- Proses penukaran ammonium kepada nitrit dan seterusnya kepada nitrat dipanggil penitritan.
Asimilasi:
- Tumbuhan menyerap ion nitrat ( $NO_{3}^{-}$ ) yang terlarut di dalam tanah melalui akar dan mengasimilasikan nutrien tersebut untuk mensintesis protein tumbuhan dan asid nukleik.
- Haiwan memperoleh sebatian nitrogen dengan memakan tumbuhan tersebut.
Pendenitritan:
- Dalam keadaan tanah anaerob (seperti tanah yang ditakungi air), bakteria pendenitritan (seperti Pseudomonas denitrificans) menukarkan ion nitrat ( $NO_{3}^{-}$ ) di dalam tanah kembali kepada gas nitrogen ( $N_{2}$ ) yang dilepaskan ke atmosfera. Proses ini dipanggil pendenitritan.

Patogen dan Vektor

Patogen: Sebarang mikroorganisma (virus, bakteria, protozoa atau kulat) yang membawa penyakit berjangkit. Patogen menyerang badan perumah, membiak, merosakkan tisu badan perumah dan mengganggu fungsi fisiologi normal.
Vektor: Organisma (biasanya serangga atau haiwan) yang tidak menyebabkan penyakit secara langsung tetapi bertindak memindahkan patogen daripada individu yang dijangkiti kepada perumah yang baharu.

Jadual Patogen, Penyakit dan Vektor

Jenis Patogen	Nama Patogen	Penyakit	Vektor
Virus	Virus denggi	Demam denggi	Nyamuk Aedes aegypti
Virus	Virus Zika	Demam Zika	Nyamuk Aedes aegypti
Bakteria	Vibrio cholerae	Kolera (Muntah cirit)	Lalat rumah (Musca domestica)
Protozoa	Plasmodium sp.	Malaria	Nyamuk Anopheles betina
Kulat	Tinea pedis	Kaki atlet (Ulat air)	Tiada vektor (sentuhan terus/fomit)