7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 1/10

PENGARUH Mg TERHADAP BAKTERI

Semua bentuk kehidupan mempunyai persamaan dalam hal persyaratan

nutrisi berupa zat–zat kimiawi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan aktivitas

lainnya. Nutrisi bagi pertumbuhan bakteri, seperti halnya nutrisi untuk organisme

lain mempunyai kebutuhan akan sumber nutrisi, yaitu:

1. Bakteri membutuhkan sumber energi yang berasal dari energi cahaya

!ototro!" dan senyawa kimiakemotro!".

#. Bakteri membutuhkan sumber karbon berupa karbon anorganik karbon

dioksida" dan karbon organik seperti karbohidrat".

$. Bakteri membutuhkan sumber nitrogen dalam bentukm garam nitrogen

anorganik seperti kalium nitrat" dan nitrogen organik berupa protein dan

asam amino".

%. Bakteri membutuhkan beberapa unsur logam seperti kalium, natrium,

magnesium, besi, tembaga dsb".

&. Bakteri membutuhkan air untuk !ungsi – !ungsi metabolik dan

 pertumbuhannya

'aktor nutrisi salah satunya adalah unsur logam berupa ion anorganik.

Se(umlah kecil ion anorganik dibutuhkan oleh semua bakteri. Selain nitrogen,

sul!ur dan !os!or yang terdapat sebagai unsur dalam senyawa biologik , kalium,

magnesium dan kalsium pada bakteri !ungsinya berhubungan dengan polimer 

anionik tertentu. )agnesium ber!ungsi menstabilkan ribosom, membran sel, asam

nukleat, dan dibutuhkan untuk aktivitas se(umlah enzim.

)agnesium merupakan elemen penting dalam sistem biologi. )agnesium

 biasanya ditemukan dalam bentuk ion )g# *. )agnesium ini merupakan mineral

 penting yaitu, unsur" untuk hidup +dan hadir dalam setiap (enis sel dalam setiap

organisme. )g#* merupakan ion logam keempat yang paling melimpah di sel per 

mol" dan paling banyak hasilnya dalam bentuk kation divalen bebas. )g# * 

enzim bergantung muncul di hampir setiap (alur metabolik: Spesi!ik mengikat

)g# *  membran, )g# *  (uga digunakan sebagai molekul sinyal, dan banyak 

 biokimia asam nukleat membutuhkan )g# *, termasuk semua reaksi yang

memerlukan pelepasan energi dari -/. 0alam nukleotida, yang bagian triple

!os!at dari senyawa ini selalu stabil oleh asosiasi dengan )g# *  dalam semua

 proses enzimatik.

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 2/10

)embran sel biologi dan dinding sel memiliki permukaan polyanionic.

al ini mempunyai implikasi penting untuk pengangkutan ion, khususnya karena

telah menun(ukkan bahwa membran yang berbeda secara istimewa mengikat ion

yang berbeda. Baik )g#*  dan 2a#*  secara teratur menstabilkan membran oleh

hubungan silang kelompok kepala terkarboksilasi dan ter!os!orilasi lipid. Namun,

membran amplop  E. coli (uga telah menun(ukkan pengikatan pada ion Na  *, 3 *,

)n# * dan 'e$*. ransportasi ion tergantung pada kedua gradien konsentrasi ion

dan potensial listrik 45" melintasi membran, yang akan terpengaruh oleh muatan

 pada permukaan membran. Sebagai contoh, pengikatan spesi!ik )g#* ke amplop

kloroplas telah terlibat dalam hilangnya e!isiensi !otosintesis oleh penyumbatan

3 * serapan dan pengasaman berikutnya dari stroma kloroplas.

Berbicara tentang pengaruh )g terhadap bakteri, maka akan dika(i

mengenai transport )g pada Bakteri. ranspor )g ini melalui )g ransporter 

ransporter magnesium", ransporter magnesium adalah protein yang

mengangkut magnesium melintasi membran sel. /ada bakteri, )g# * mungkin

terutama dipasok oleh protein 2or- dan, ketika protein 2ora tidak ada, maka

digantikan oleh protein )gt6.

/ada tahun 1789, usk menggambarkan keterbatasan bakteri 6scherichia

coli" pertumbuhan pada media )iskin )g# *  , menun(ukkan hasil bahwa bakteri

diperlukan )g# * dan kemungkinan besar untuk secara akti! mengambil ion ini dari

lingkungan. ahun berikutnya, kelompok yang sama dan kelompok lain, Silver,

secara independen menggambarkan penyerapan dan penghabisan dari )g # * dalam

sel E. coli akti! secara metabolik menggunakan #9)g#*. /ada akhir tahun 17;1,

dua makalah telah dipublikasikan menggambarkan gangguan 2o# *, Ni# * dan )n# *

 pada transportasi )g

#*

  di  E. coli  dan di  Enterobacter aerogenes dan  Bacillusmegaterium. 0alam perkembangan besar terakhir sebelum kloning gen yang

mengkode transporter, ditemukan bahwa ada sistem penyerapan )g # * kedua yang

menun(ukkan a!initas dan transportasi kinetika mirip dengan sistem pertama,

tetapi memiliki rentang yang berbeda dari sensitivitas untuk mengganggu kation.

Sistem ini (uga direpresi oleh konsentrasi ekstraseluler tinggi )g# *.

<en 2or- merupakan gen yang mengkode protein untuk transport )g#*,

gen ini diidenti!ikasi dalam 6. coli oleh /ark. )g# * diangkut ke dalam sel yang

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 3/10

hanya berisi sistem transportasi 2ora dengan kinetika serupa dan kepekaan kation

sebagai serapan )g# *. )g# * transporter domain 2or- mengandung 2or-,

-=seperti dan )rs# seperti" memiliki susunan yang serupa tetapi tidak identik 

dalam a!initas untuk kation divalen. Bahkan, pengamatan ini dapat diperluas

untuk semua transporter )g# * diidenti!ikasi se(auh ini. 3esamaan ini

menun(ukkan bahwa si!at dasar )g# * sangat mempengaruhi kemungkinan

mekanisme pengenalan dan transportasi. Namun, pengamatan ini (uga

menun(ukkan bahwa menggunakan ion logam lain sebagai pelacak untuk )g# *

yang diserapan tidak akan selalu menghasilkan hasil yang sebanding dengan

kemampuan transporter untuk mengangkut )g# *. >dealnya, )g# * harus diukur 

secara langsung.

<ambar : /rotein 2or-

)gt- dan )gtB, 3ehadiran dua gen tersebut pertama kali dicurigai ketika

 Nelson dan 3ennedy 17;#" menun(ukkan bahwa ada )g# * repressible dan

nondirepresi sistem serapan )g# * dalam E. coli. /enyerapan nondirepresi dari

)g# * dimediasi oleh protein 2or-. 0alam S. typhimurium penyerapan )g# *

direpresi akhirnya terbukti melalui )gt- dan )gtB protein.

he )gt- dan )gtB protein -/ase, menggunakan satu molekul -/ per 

siklus transportasi, sedangkan serapan )g# * melalui 2or- hanya merupakan

 proses elektrokimia menguntungkan.

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 4/10

<ambar : ) topologi dari protein )gtB

)gt6, protein serapan )g# * keempat bakteri yang tidak terkait dengan

)gt- ? B atau 2or-. <en ini telah diurutkan dan protein, $1# asam amino dalam

ukuran, diperkirakan mengandung empat atau lima ) mencakup domain yang

diatur erat di bagian 2terminal dari protein lihat gambar". >ni wilayah protein

telah diidenti!ikasi dalam database /!am sebagai domain protein dilestarikan

/'@1;87" dan spesies yang mengandung protein yang memiliki domain protein

ini secara kasar merata di seluruh 6ubacteria dan -rchaea, meskipun cukup (arang

dibandingkan dengan distribusi 2or-.

<ambar : Struktur kristal magnesium transporter )gt6.

0iatas telah dibahas tentang proses )g transporter atau protein

 pentranspor )g. Antuk prosesnya )g masuk ke dalam sel dapat melalui

membrane sel dengan cara baik transport pasi! maupun akti!. )g pada umumnya

merupakan zat yang dapat melewati membrane karena bersi!at permeable

sehingga proses perpindahannya ke dalam sel dapat melalui transport pasi! secara

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 5/10

di!usi dimana zatzat berdi!usi secara spontan menuruni gradient konsentrasinya,

memlintasi membrane tanpa menggunakan energy karena )g bersi!at hidro!ob

sehingga dapat berdi!usi melalui lapisan ganda lipid. adi, ketika bakteri

ditempatkan kedalam lingkungan dengan kadar )g yang lebih tinggi

dibandingkan didalam selnya hipertonik" menyebabkan )g akan bergerak masuk 

ke dalam sel bakteri yang menyebabkan selnya mati akibat tingginya kadar )g,

hal ini bergantung lagi dari kemampuan toleransi bakteri terhadap kadar )g. /ada

 bakteri darat ketika diberikan terlalu banyak )g maka akan menyebabkan

kematian pada selnya akibat ketidak mampuan selnya dalam mentolerir kadar 

garam garam mineral diantaranya )g".

3ebanyakan halo!ilik dan semua organisme halotoleran mengeluarkan

energi untuk mengecualikan garam dari sitoplasma mereka untuk menghindari

agregasi protein Csalting outC". 0alam rangka untuk bertahan hidup salinitas

tinggi, halophiles menggunakan dua strategi berbeda untuk mencegah

 pengeringan melalui gerakan osmotik air dari sitoplasma mereka. 3edua strategi

 beker(a dengan meningkatkan osmolaritas internal sel. /ada bagian pertama yang

digunakan oleh mayoritas bakteri, beberapa archaea, ragi, alga dan (amur",

senyawa organik yang terakumulasi dalam sitoplasma osmoprotectants ini

dikenal sebagai zat terlarut kompatibel. >ni dapat disintesis atau akumulasi dari

lingkungan.

Dang kedua, yang lebih radikal, adaptasi melibatkan masuknya selekti! 

kalium 3 *" ion ke dalam sitoplasma. -daptasi ini terbatas pada cukup halo!ilik 

 bakteri Erde alanerobiales, yang sangat halo!ilik archaea 3eluarga

alobacteriaceae dan sangat halo!ilik bakteri Salinibacter ruber . 3ehadiran

adaptasi ini dalam tiga garis keturunan evolusi yang berbeda menun(ukkan evolusikonvergen strategi ini, itu men(adi tidak mungkin karakteristik kuno

dipertahankan dalam kelompok hanya tersebar atau melalui trans!er gen lateral

 besar. -lasan utama untuk ini adalah bahwa seluruh intraseluler mesin enzim,

 protein struktural, dll" harus disesuaikan dengan kadar garam yang tinggi,

sedangkan di adaptasi zat terlarut kompatibel sedikit atau tidak ada penyesuaian

yang diperlukan untuk makromolekul intraseluler pada kenyataannya, zat

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 6/10

terlarut kompatibel sering bertindak sebagai protectants stres yang lebih umum

serta hanya osmoprotectants.

Salah satu yang dibahas dalam strategi bakteri halopil yakni melibatkanselekti! kalium ke dalam sitoplasma. )ekanisme ini dilakukan melaui transport

akti!. /ompa natrium ? kalium pada membran sel mempertahankan konsentrasi

tinggi kalium seluler oleh transportasi akti! terhadap gradien yang cukup. /ompa

diakti!kan oleh magnesium. Berdasarkan kekurangan magnesium !ungsi pompa

terganggu, karena membran -/ase, enzim yang bertanggung (awab, sekarang

menun(ukkan penurunan aktivitas, Substrat energi untuk aktivitas transportasi dari

 pompa natrium ? kalium diwakili oleh -/ dalam bentuk kompleks magnesium.

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 7/10

>ni -/)g ** kompleks dibagi oleh -/ase memberikan energi transportasi dan

karena itu dikatakan bahwa -/ase mengarahkan pompa natrium ? kalium.

3ekurangan magnesium, namun berarti e!ektivitas gangguan pompanatrium ? kalium, dimana cukup kalium dapat dipompa ke dalam sel, meskipun

 pasokan kalium mungkin cukup besar. Eleh karena itu pernyataan tampak 

 paradoks dapat dipahami, bahwa kekurangan magnesium akan men(adi penyebab

kekurangan kalium, Selan(utnya, di bawah kekurangan magnesium tidak ada

cukup substrat energi yang tersedia untuk pompa natrium ? kalium. )embran sel

sekarang menun(ukkan peningkatan permeablilty dan gradien, terutama gradien

kalium, tidak dapat dipertahankan. 3alium meninggalkan sel dan kompensasi

masuknya natrium dan hidrogen ion akan berlangsung secara pasi!. uga,

magnesium meninggalkan sel, (ika tidak cukup -/ hadir untuk membentuk -/

)g kompleks dan masuknya kalsium akan mengikuti.

-da dua kemungkinan penghapusan kalsium keluar dari sel, tapi

sayangnya keduanya terganggu oleh kekurangan magnesium: ini adalah pompa

kalsium dan pertukaran natrium ? kalsium. Setelah ion kalsium kontraksi otot akan

diangkut kembali lagi dari sitosol ke tokotoko dari retikulum sarcoplasmatic oleh

 pompa kalsium. <radien konsentrasi di tindakan ini melebihi beberapa dekade dan

membutuhkan biaya tinggi energi: satu -/ selama dua ion kalsium. 3alsium

transportasi-/ase ada tergantung magnesium, namun akan diarahkan oleh

kalsium. 3ompensasi ion ter(adi mungkin oleh salah satu magnesium dan dua ion

kalium.

3emungkinan lain adalah pertukaran natrium ? kalsium. Selama aksi

 potensial masuknya kalsium ter(adi di sepan(ang saluran kalsium lambat ke dalam

sel dan menginduksi prosedur kontraksi. 3alsium masuknya akan dikompensasi

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 8/10

lagi dengan pertukaran tiga ion natrium ke dalam sel. 6nergi untuk pertukaran

 berasal dari konsentrasi natrium ekstraseluler yang tinggi, tapiion natrium tiga

harus dikeluarkan lagi dari sel oleh pompa natrium ? kalium. Selama tiga ion

natrium satu -/ diperlukan dan akhirnya untuk menghapus salah satu kalsium

keluar dari sel dengan pertukaran natrium ? kalsium, salah satu -/.

ika kiner(a pompa natrium ? kalium terganggu, natrium seluler akan

meningkat dan menghambat natrium ? pertukaran kalsium. al ini disebabkan

kekurangan -/, iskemia, reper!usi miokard, kekurangan kalium dan magnesium,

hipotermia atau overdosis glikosida (antung. 0alam semua kasus dua pompa

gangguan bersama dengan pertukaran natrium ? kalsium akan menyebabkan

akumulasi kalsium dalam sel, yang disebut kalsium yang berlebihan. )agnesium

menghambat pertukaran natrium ? kalsium hanya dengan konsentrasi

unphysiological sangat tinggi, tetapi memiliki pengaruh penting di atasnya.

/eningkatan ekstra serta magnesium intraseluler mampu menghambat kompetiti! 

lambat kalsiummasuknya melalui saluran kalsium dari membran sarcolemmal

dalam sel miokard. etapi menurun intra serta magnesium ekstraseluler 

memungkinkan masuknya kalsium meningkat. >ni akan membebani natrium ?

 pertukaran kalsium dan (uga permintaan energi dari pompa natrium ? kalium.

3etika )g meningkat maka meningkat pula proses masuknya 3 kalium"

ke dalam sel, apalagi kalium lebih cepat masuk ke dalam sel secara pasi! 

dibandingkan )g sehingga kemungkinan saat )g banyak maka akan ter(adi

ke(enuhan ion di dalam sel sehingga sel men(adi hipertonik, seperti yang diketahui

 bahwa bakteri laut tinggal dilingkungan laut yang hipertenik sehingga kondisi ini

menguntungkan bagi bakteri laut karena ter(adi kondisi isotonis antara sel dan

lingkungan, namun beda halnya dengan bakteri darat yang tinggal di kondisiisotonic maupun hipotonik, kelebihan kadar )g hanya akan membuat kondisi sel

 bakteri men(adi lebih hipertonik daripada lingkungannya sehingga menyebabkan

air dari lingkungan akan masuk secara osmosis ke dalam sel yang menyebabkan

sel men(adi lisis.

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 9/10

<ambar : Esmosis

<ambar : 3ondisi sel pada keadaan hipotonik, hipertonik dan isotonis

-dapula cara lain yang dapat dilakukan bakteri halopil maupun

halotoleran terhadap tingginya kadar )g adalah dengan memompa )g keluar dari

dalam sel melalui mekanisme transport akti!.

7/23/2019 Pengaruh Mg Terhadap Bakteri

http://slidepdf.com/reader/full/pengaruh-mg-terhadap-bakteri 10/10

DAFTAR PUSTAKA

3amal, )eithasya. #@1%. )ekanisme ranspor ewat )embran Sel secara /asi!.

https:??www.academia.edu?9##$%11?)ekanismeFtransporFlewatFmembran FselFsecaraFpasi! . 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$$ G>-.

3usnadi. #@1@. )icrobiology. http:??!ile.upi.edu?0irektori?'/)>/-?A=.F/6N0.B>EE<>?1789@&@7177%@$13ASN-0>?BA3AF2E))ENF6HF)>3 

=EB>EE<>,F3usnadi,dkk?B-BF>IF/6=A)B.B-36=>.pd! . 0iakses

 pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$% G>-.

/u(i, =izki. #@1%. ranspor Jat )elalui )embran. http:??so!tilmu.blogspot.

com?#@1%?@9?pengertiandanmacammacamtransporzat.html. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$# G>-.

Sango, Ekinawa. #@1@. -/ases reKuire -/ magnesium. http:??www.okinawa

coral.com?eFcenturian.html. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$@G>-.

Schroll, -rmin. #@@#. >mportance o! magnesium !or the electrolyte homeostasis.http:??www.mgwater.com?schroll.shtml. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1&

 pukul @7.$1 G>-.

Sridianti. #@1$. ranspor -kti!. http:??www.sridianti.com?pengertiantransporakti!

sel.html. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$8 G>-.

Gikipedia. #@1&. alophile. http:??en.wikipedia.org?wiki?alophileL2lassi!ication.0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$; G>-.

Gikipedia. #@1&. alotolerance.  http:??en.wikipedia.org?wiki?alotoleranceL-pplications. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$9 G>-.

Gikipedia. #@1&. )agnesium in Biology. http:??en.wikipedia.org?wiki?)agnesium FinFbiologyL6ssentialFroleFinFtheFbiologicalFactivityFo!F-/.   0iakses

 pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$& G>-.

Gikipedia. #@1&. )agnesium ransporter. http:??en.wikipedia.org?wiki?)agnesium

 FtransporterLBacteria. 0iakses pada 1% 'ebruari #@1& pukul @7.$7 G>-.