Mikrobiologi
adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari
mikroorganisme. Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang
perlu dilihat dengan mikroskop, khususnya bakteri, fungi, alga mikroskopik,
protozoa, dan Archaea. Virus sering juga dimasukkan walaupun
sebenarnya tidak sepenuhnya dapat dianggap sebagai makhluk hidup.
Mikrobiologi dimulai sejak
ditemukannya mikroskop dan menjadi bidang yang sangat penting dalam biologi
setelah Louis Pasteur dapat menjelaskan proses fermentasi anggur (wine) dan
membuat serum rabies Perkembangan biologi yang pesat pada abad ke-19 terutama
dialami pada bidang ini dan memberikan landasan bagi terbukanya bidang penting
lain: biokimia.
Penerapan mikrobiologi pada
masa kini masuk berbagai bidang dan tidak dapat dipisahkan dari cabang lain
karena diperlukan juga dalam bidang farmasi, kedokteran, pertanian, ilmu gizi,
teknik kimia, bahkan hingga astrobiologi dan arkeologi.
DEFINISI
BIOKIMIA
Biokimia berasal
dari kata bio artinya organisme
hidup, sedangkan kimia adalah satu cabang ilmu pengetahuan yang
mempelajari tentang perilaku dari bahan-bahan kimia. Ilmu Kimia juga
menitikberatkan terhadap komposisi bahan dan sifat-sifat yang berhubungan
dengan komposisi. Juga mengkonsentrasikan perbedaan interaksi senyawa satu
dengan senyawa lainnya dalam reaksi kimia untuk membentuk zat-zat baru (Brady
dan Humiston, 1986). Dengan demikian dapat digabungkan dua pengertian diatas
bahwa Biokimia meliputi studi tentang susunan kimia sel, sifat senyawa serta reaksi
yang terjadi di dalam sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas organisme
hidup serta energi yang diperlukan atau dihasilkan (Poedjiadi,
1994).
Ilmu Biokimia bertujuan mempelajari sifat zat kimia yang terdapat di
dalam jasad hidup dan senyawa yang diproduksinya, mempelajari fungsi dan
transformasi zat kimia serta menelaah transformasi tersebut sehubungan dengan
aktivitas kehidupan (Girindra, 1993). Dari dua definisi Biokimia di atas, dapat
disimpulkan bahwa ada, dua aspek, yaitu struktur senyawa dan reaksi antara
senyawa di dalam organisme hidup. Dengan mempelajari struktur senyawa dan
reaksi yang terjadi, sifat-sifat umum organisme hidup dapat dijelaskan secara
rinci. Demikian pula faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi aktivitas
kehidupan dapat diketahui, sehingga dapat dihindari terjadinya dampak
lingkungan negatif. Jasad hidup (benda hidup) adalah sekumpulan zat tak hidup
yang dapat berbaur dan bereaksi serta berinteraksi satu sama lain dengan cara
dan susunan yang sangat rumit, namun teratur dengan baik (Girindra,
1993). Contohnya, protein dan asam nukleat merupakan komponen utama
penyusun sel. Dengan mengetahui susunan kimia, struktur, sifat senyawa serta
proses metabolisme yang terjadi di dalam sel, dapat dijelaskan beberapa sifat
umum sel, misalnya yang berhubungan dengan faktor genetik pertumbuhan sel,
penyediaan dan penggunaan energi bagi proses metabolisme di dalam sel, dan
aktivitas enzim sebagai biokatalis dalam proses metabolisme. Jasad hidup (benda
hidup) tersusun darl molekul-molekul yang tidak bernyawa. Bila komponen jasad
hidup (benda hidup) diisolasi dan diteliti, molekul-molekul ini tidak
bertentangan dengan hukum fisika dan kimia, yang berlaku juga bagi benda-benda
mati. Walaupun demikian, organisme hidup mempunyai ciri-ciri hidup yang tidak
diperlihatkan oleh benda-benda mati.
Menurut para ahli ada tiga ciri hidup
yang dapat diidentifikasi bahwa sel hidup:
(1) sangat terorganisasi dan
sangat komplek, tiap komponen mempunyai fungsi yang sangat spesifik;
(2) mempunyai kemampuan untuk
mengektrak energi dari sekelilingnya, dan
(3) dapat menurunkan sifat
atau merepleksikan dirinya sendiri dengan tepat dan terencana.
Ciri
hidup pertama, menunjukkan bahwa tidak hanya berlaku untuk struktur
mikroskopik, seperti jantung, paru-paru, dan otak, tetapi juga bagi struktur
intraseluler mikroskopik, seperti inti sel. Demikian pula, senyawa kimia di
dalam sel, seperti protein dan lemak mempunyai fungsi khusus. Contoh lainnya,
tanaman mempunyai 3 tiga organ, seperti daun, batang dan akar. Ketiganya
mempunyai fungsi yang khusus dan sama-sama melaksanakan tugas agar tumbuhan
dapat hidup. Ciri hidup kedua, memperlihatkan organisme hidup mempunyai
kemampuan untuk mengektrak, mengubah dan menggunakan energi lingkungannya dalam
bentuk zat organik atau energi sinar matahari. Dengan energi ini memungkinkan
organisme hidup membangun dan struktur kompleknya, yang diperlukannya untuk
melangsungkan kerja mekanis pada pergerakan, dan untuk memindahkan senyawa
kimia melalui membran. Organisme hidup tidak pernah berada dalam keadaan
seimbang di dalam dirinya atau dengan lingkungannya. sedangkan benda mati tidak
menggunakan energi secara terencana untuk mempertahankan strukturnya dan untuk
melakukan kerja. Jika terus dibiarkan, benda mati cenderung terurai menuju
keseimbangan dengan lingkungannya. Ciri hidup ketiga merupakan sifat sel hidup
yang paling menonjol karena kemampuannya untuk berproduksi hampir sempurna
selama ratusan bahkan ribuan generasi, Eschericia coli bentuk dan ukurannya tidak
mengalami perubahan, bahkan struktural penyusunnya pun tidak mengalami
perubahan menyolok. Informasi genetik semua sel jasad hidup, semuanya terdapat
di dalam DNA (deoxyribonucleic acid).