FUNGI (MIKOLOGI)

AGAR BLOG INI DAPAT TERUS MEMBANTU ANDA MENDAPATKAN INFORMASI-INFORMASI LAINNYA. MOHON BANTU KAMI DENGAN MENGKLIK IKLAN YANG TERSEDIA. TERIMAKASIH ATAS BANTUANNYA

2.1 Deskripsi Fungi

     Mikologi adalah ilmu mengenai jamur berasal dari bahasa Yunani yakni mykes yaitu jamur, logos  yaitu ilmu. Fungi dalam bahasa latin juga berarti jamur. Fungi sudah lama sekali dikenal manusia karena dalam kehidupan sehari-hari ia ada hubungan dengan jamur. Jamur atau fungi adalah sel eukariotik tidak memiliki klorofil, tumbuh sebagai hifa, memiliki dinding sel yang mengandung kitin,  bersifat heterotrof, menyerap nutrien melalui dinding selnya, dan mengekskresikan enzim-enzim ekstraselular ke lingkungan melalui spora, melakukan reproduksi seksual dan aseksual. Fungi makroskopik yang memiliki tubuh buah besar, dikenal sebagai makrofungi. Penemuan mikroskop telah mengungkap lebih banyak dari  bagian-bagian yang semula tidak terlihat sama sekali, akan tetapi merupakan bagian  penting dari makrofungi tersebut.

Bagian yang cukup penting dari sel jamur benang adalah hifa. Kumpulan hifa membentuk struktur yang bernama miselium dan bisa dilihat mata telanjang. Hifa memiliki fungsi untuk menyerap nutrien dari lingkungan serta membentuk struktur untuk reproduksi. Hifa adalah suatu struktur fungus berbentuk tabung menyerupai seuntai benang panjang yang terbentuk dari pertumbuhan spora atau konidium (Gandjar dkk., 2006).  Bagian yang mencolok dari jamur benang adalah miselium yang terbentuk  dari kumpulan hifa yang bercabang-cabang membentuk suatu jala. Hifa berisi  protoplasma  yang dikelilingi oleh suatu dinding yang kuat. Pertumbuhan hifa berlangsung  terus-menerus  di  bagian  apikal,  sehingga  panjangnya  tidak  dapat

ditentukan secara pasti.

     Bagian yang mencolok dari jamur benang adalah miselium yang terbentuk dari kumpulan hifa yang bercabang-cabang membentuk suatu jala. Hifa berisi protoplasma  yang dikelilingi oleh suatu dinding yang kuat. Pertumbuhan hifa berlangsung  terus-menerus  di  bagian  apikal,  sehingga  panjangnya  tidak  dapat ditentukan secara pasti. Diameter hifa umumnya tetap, yaitu berkisar 3-30 µm.

2.2 Pengertian Metabolisme

      Metabolisme atau pertukaran zat pada makhluk hidup, mencakup semua reaksi kimiawi yang terjadi di dalam sel yang menghasilkan energi dan menggunakan energi untuk sintesis komponen-komponen sel dan untuk kegiatan-kegiatan seluler yang menghasilkan zat sisa (Tarigan.1988).

      Dalam tubuh mikroorganisme reaksi-reaksi kimia dipercepat oleh enzim yaitu katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan oleh sel. Setelah reaksi berlangsung enzim tidak mengalami perubahan jumlah sehingga jumlah enzim sebelum dan setelah reaksi adalah tetap. Enzim mempunyai spesifitas yang tinggi terhadap reaktan yang direaksikan dan jenis reaksi yang dikatalisis. Enzim melakukan berbagai aktifitas fisiologik seperti penyusunan bahan organik, pencernaan, dan pembongkaran zat yang memerlukan aktivator berupa biokatalisator (Dwidjoseputro, 1978). 

            Reaksi metabolisme dibagi menjadi anabolisme dan katabolisme.

1.      Anabolisme

Proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi  tinggi. Proses ini sering disebut peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi  senyawa kompleks.

2.      Katabolisme

Katabolisme adalah reaksi pemecahan/pembongkaran senyawa kimia kompleks yang  mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih  rendah.

Fungsi metabolisme Metabolisme memikili empat fungsi spesifik yaitu :

a.   Untuk memperoleh energi kimia dari degradasi zat makanan yang kaya energi.

b.   Untuk mengubah moleku nutrient menjadi precursor unit pembangun bagi makromolekul sel.

c.   Untuk menggabungkan unit‐unit pembangun ini menjadi protein, asam nukleat, lipida, polisakarida dan komponen sel lainya. 

d.   Untuk membentuk dan mendegradasi biomolekul yang diperlukan di dalam fungsi khusus sel (Palczar, 2008).

2.3 Proses Metabolisme Karbon Pada Fungi

Berdasarkan kemampuan untuk memperoleh energi dari sumber karbon organisme dibedakan atas:

A. Autotrof

Organisme yang memiliki kemampuan mengasimilasi karbon anorganik (missal CO₂, CO₃), atau senyawa dengan satu karbon (misalnya CH₄) karbon organik.

•     Dengan bantuan cahaya matahari : Fotoautotrof

•     Dengan bantuan oksidasi senyawa anorganik : Kemoautotrof

B.  Heterotrof :

Organisme yang memiliki kemampuan mengasimilasi karbon organik karbon organik lain.

•     Dengan bantuan cahaya matahari : Fotoheterotrof

•     Dengan bantuan oksidasi senyawa organik : Kemoheterotrof.

Fungi merupakan mikroorganisme heterotrof karena tidak memiliki kemampuan untuk mengoksidasi senyawa karbon anorganik, atau senyawa karbon yang memiliki satu karbon.

Fungi dapat menghidrolisis senyawa-senyawa toksik yang sulit diuraikan menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme itu sendiri atau lainnya. Contoh : Fenol dan derivatnya dapat dimanfaatkan sebagai sumber karbon dan energi oleh :

·      Aspergillus Candida

·      Cladosporium Fusarium

·      Monicillium Trichoderma

·      Penicillium Pleurotus

·      Phanerochaete

2.3.1 Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat dan derivatnya merupakan substrat utama dalam proses metabolisme karbon pada fungi. Peran penting dari metabolisme karbohidrat adalah (i)    Menghasilkan ATP

(ii)  Menyediakan hampir semua karbon untuk kebutuhan sel fungi yang mengandung karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat.

Metabolisme karbohidrat pada fungi secara umum menggunakan glikolisis, DOAP, siklus Krebs, dan transfer electron.

Fermentasi

Fermentasi adalah memanen energi kimia tanpa menggunakan oksigen maupun rantai transport elektron dan merupakan pengembangan glikolisis yang memungkinkan pembentukan ATP terus-menerus melalui fosforilasi tingkat substrat pada glikolisis. Fermentasi terdiri atas glikolisis ditambah dengan reaksi-reaksi yang meregenerasi NAD⁺ dengan mentransfer elektron dari NADH ke piruvat. NAD⁺ kemudian dapat digunakan kembali untuk mengoksidasi gula melalui glikolisis (Campbell, 2008).

      Khamir merupakan salah satu mikroorganisme yang dapat memfermentasikan gula. Kemampuan ini ditunjukkan dengan adanya sistem transpor untuk gula dan sistem enzim yang dapat menghidrolisis gula dengan akseptor elektron alternatif selain oksigen pada keadaan anaerob fakultatif. Gula tersebut diasimiliasi melalui jalur glikolisis (Embden-Meyerhof-Parnas) untuk menghasilkan asam piruvat. Asam piruvat dalam kondisi anerob akan mengalami penguraian oleh piruvat dekarboksilase menjadi etanol dan karbondioksida. Sel khamir selama proses fermentasi menjalani tahap adaptasi pada lingkungan baru (fase lag), tahap pembelahan sel yang sangat aktif (fase log), dan tahap menurunnya aktivitas sel (fase stasioner). Pada proses fermentasi, substrat akan dikonversi menjadi karbondioksida dan etanol, dan berlangsung asimilasi asam amino, lipid, asam nukleat, serta senyawa untuk aroma/rasa (Gandjar, 2006).

Berdasarkan hasil fermentasinya. Fermentasi terbagi menjadi dua yakni fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.

1. Fermentasi alkohol

Fermentasi alkohol adalah fermentasi pengubahan piruvat menjadi etanol (etil alkohol) dalam dua langkah. Langkah pertama adalah melepasakan karbondioksida dari piruvat, yang diubah menjadi senyawa asetildehida. Langkah kedua adalah, asetildehida direduksi menjadi etanol oleh NADH (Campbell, 2008). Khamir dari genus Issatchekia, Kluyveromyces, Saccharomyces, dan Zygsaccharomyces merupakan contoh khamir yang dapat melakukan fermentasi alkohol dengan memfermentasi glukosa. S. cerevisia,  kapang Neurospora crassa, khamir genus Candila, dan Debaryomyces juga dapat melakukan fermentasi alkohol dengan cara memfermentasi sukrosa dengan bantuan kerja enzim invertase (sakarase) yang berguna untuk menghidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa (Gandjar, 2006).

2. Fermentasi asam laktat

Fermentasi asam laktat adalah fermentasi pengubahan piruvat menjadi laktat secara langsung direduksi oleh NADH tanpa pelepasan oksigen (Campbell, 2008). Fermentasi asam laktat ini terbagi atas dua jenis, yakni homofermentatif dan heterofermentatif. Jenis-jenis homofermentatif hanya menghasilkan asam laktat dari metabolisme gula, sedangkan jenis-jenis heterofermentatif menghasilkan karbondioksida dan sedikit asam-asam volatil lainnya, alkohol, dan ester disamping asam lakta (Suprihatin, 2010). Contoh heterofermentatif adalah proses fermentasi yang terjadi dalam pembuatan tempe yakni jamur Rhizopus oryzae. Rhizopus oryzae dapat menghasilkan 1,5 mol asam laktat dari 1 mol glukosa dalam kondisi aerobik dan sisanya diubah menjadi miselia, glycerol, fumarate atau etanol (Skory dalam Manfaati, 2010) selain itu juga menghasilkan asam tartrat, asam format, dan asam asetat.

Biosintesis Kitin

Kitin adalah polimer linier yang tersusun oleh monomer β-1,4-N-asetil-Dglukosamin (GlcNac) dan termasuk golongan polisakarida (Cabib, 1987). Khitin pada jamur memiliki bentuk fibril dengan ukuran dan kandungan yang berbeda tergantung pada strain atau spesiesnya. Kandungan kitin berkisar antara 4 – 9 % berat kering sel (Rajarathnam et al., 1998). Khitin merupakan komponen utama Jalur metabolisme homofermentative lactic acid dan heterofermentative lactic acid.

Penyusun dinding sel jamur kelas Ascomycetes, Basidiomycetes, dan Deuteromycetes (Griffin, 1981).  Petumbuhan hifa pada jamur merupakan penyebab biosintesis yang terjadi pada jamur. Langkah biosintesis diawali dengan perubahan glukosa-6-fosfat menjadi uridin difosfat N-asetilglukosamin (UDP-GlcNAc) sebagai prekursor khitin. Enzim yang berperan dalam mengubah UDP-GlcNAc menjadi molekul khitin adalah khitin sintetase yang terdapat dalam vesikel sitoplasmik (sitosom) (Carlile dan Watkinson, 1994).  Khitin dibuat in-situ yaitu pebentukannya terjadi di luar sitoplasma oleh enzim yang dibawa oleh sitosom. Khitin sintetase yang ada dalam sitosom adalah enzim yang tidak aktif (zimogen) dan protease yang ada di permukaan sel (periplasma) akan mengaktivkan zimogen ini dan dimulai lagi pembentukan mikrofibril khitin (Bartnicki-Garcia, 1989).

Jalur  Utama    Metabolisme    Pemecahan Glukosa bisa dilakukan lewat dua jalur, yaitu:

1. Embden-Meyerhof  (EM) dan Siklus Tca

      Digunakan sebagai jalur utama penghasil energi. Ada dua jalur utama metabolisme pemecahan glukosa

Digunakan sebagai sumber energi utama. Terdiri dari beberapa tahap, masing -masing dikatalis oleh enzim tertentu. Jalur tersebut ditandai dengan pembentukan fruktosa disfosfat, dilanjutkan dengan pemecahan fruktosa difosfat menjadi dua molekul gliseraldehida fosfat. Reaksi ini dikatalis oleh enzim aldolase. Kemudian terjadi reaksi dehidrogenasi gliseraldehida fosfat (fosfogliseraldehida) yang merupakan reaksi oksidasi yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Reaksi ini dikatalis oleh enzimgli seraldehida fosfat dehidrogenase, hidrogen yang terlepas akan ditangkap oleh nikotinamida-adenin-dinukleotida (NAD), membentuk NADH₂. Proses fermentasi dapat berlangsung terus jika NADH₂ dapat dioksidasi kembali pada tahap kedua fermentasi sehingga melepaskan atom hidrogen kembali. Jadi NAD berfungsi sebagai pembawa hidrogen dalam proses fermentasi.

Energi yang dilepaskan selama oksidasi gliseraldehida fosfat cukup untuk membentuk dua molekul ATP. Karena satu molekul glukosa menghasilkan dua molekul gliseraldehida fosfat, maka seluruhnya dibentuk empat molekul ATP, tetapi karena dua molekul ATP dibutuhkan untuk mengubah glukosa menjadi fruktosa difosfat, hanya tinggal dua molekul ATP yang dapat digunakan untuk pertumbuhan setiap molekul glukosa yang dipecah.

2.  Jalur pentosa- phosphat ( PP )

Digunakan sebagai menghasilkan senyawa untuk sintesis asam nukleat.

Langkah-langkah dalam Jalur Pentosa Fosfat

Ada tiga langkah utama dalam jalur pentosa fosfat, pertama adalah fase oksidasi, dilanjutkan dengan fase isomerasi dan terakhir adalah fase penataan ulang molekul.

1.      Fase Oksidasi pada Jalur Pentosa Fosfat

·       Molekul pertama yang masuk dalam jalur pentose fosfat adalah intermediet glikolisis, 3 buah molekul Glu-6-P. Molekul tersebut dioksidasi oleh Glu-6-P dehydrogenase dengan memanfaatkan 3 NADP+ menghasilkan 3 molekul NADPH dan 3 molekul 6-fosfoglukonat

·       6-fosfoglukonat selanjutnya didekarboksilasi secara oksidatif oleh NADP+ dengan bantuan 6-fosfoglukonat dehydrogenase menghasilkan NADPH, CO2 dan ribulosa-5-fosfat

2.   Fase Isomerasi

Pada fase ini, ribulosa-6-fosfat diubah menjadi isomernya yakni xylosa-5-fosfat atau ribosa-5-fosfat.

2. Phentosa Phosphat  (PP)

Digunakan sebagai menghasilkan senyawa untuk sintesis asam nukleat

2.3.2  Metabolisme Protein

Proses metabolisme protein pada fungi sama dengan organisme eukariotik lainnya, yaitu pada sintesis protein menggunakan proses transkripsi dan translasi. Protein pada fungi berisi 20 jenis asam amino yang terhubung dengan ikatan peptida. Sebagian besar bersifat asam karena proporsi asam amino bersifat asam lebih banyak daripada asam amino bersifat basa. Protein digunakan sebagai enzim, komponen struktural, dan metabolit sekunder. Enzim berfungsi sebagai katalis dalam setiap langkah metabolisme (Griffin, 1981).

Pemecahan molekul protein dilakukan oleh enzim protease. Tujuan katabolisme protein adalah untuk mendapatkan nitrogen dan karbohidrat yang digunakan untuk proses metabolisme yang lain. Fungi mensekresikan enzim protease ke lingkungan. Selanjutnya protein akan diubah menjadi asam amino dan diangkut oleh permease asam amino spesifik maupun permease asam amino nonspesifik (Griffin, 1981).

2.3.3. Metabolisme Lipid

Fungi dapat menggunakan lipid (triasilgliserol/ trigliserida) dalam bentuk lemak dan minyak sebagai sumber karbon. Hidrolisis lipid memerlukan kerja enzim lipase dan mengubahnya menjadi diasilgliserol, monoasilgliserol, gliserol atau asam lemak. Lipase diketahui dapat dibedakan atas dua kelompok berdasarkan lokasi pemutusan ikatan gliserol pada triasilgliserol yaitu lipase non spesifik dan lipase spesifik. Lipase non-spesifik memutus ikatan gliserol dari triasilgliserol pada tiga posisi sehingga menghasilkan diasilgliserol, monoasilgliserol, atau tiga molekul asam lemak dan gliserol. Lipase spesifik memutus ikatan gliserol dari triasilgliserol pada posisi satu dan tiga sehingga menghasilkan 1,2-diasilgliserol dan 2-monoasilgliserol (Ratledge & Tan., 1986).

Fungi diketahui dapat menggunakan berbagai lipid dengan memanfaatkan kerja lipase antara lain C. cylindracea, C. deformans, C. curvata, C.rugosa, P. caseicolum, P. chrysogenum, P. citrinum, P. cyclopium, P. simplicissimum, P .roquefortii, Mucor miehei, Rhizopus delemar, Rh.japonicus, Rh. oligosporus.

2.4 Proses Metabolisme Nitrogen Pada Fungi

Menurut Slaughter (1988) : “Semua mikroorganisme yang telah diteliti tampaknya dapat menggunakan ammonia sebagai sumber nitrogen anorganik. Asimilasi nitrat pada khamir dan kapang menggunakan proses yang sama : nitrat ditranspor ke dalam sel diubah menjadi amonium oleh enzim nitrat reduktase dan nitrit reduktase. Nitrat reduktase : protein yang memerlukan kofaktor molibdopterin, haem-Fe dan FAD.

Contoh fungi yang dapat menggunakan nitrat sebagai sumber nitrogen:

·         Aspergillus nidulans

·         Candida utilis

·         Hansenula anomala

·         Hansenula polymorpha

Nitrit bersifat toksik bagi sebagian besar fungi, tetapi beberapa fungi dapat menggunakannya sebagai sumber nitrogen selama konsentrasi yang digunakan cukup rendah. Enzim nitrit reduktase mereduksi nitrit menjadi amonium dan memiliki ferredoksin, 2 kelompok protetik dan FAD. Contoh fungi yang dapat menggunakan nitrit sebagai sumber nitrogen:

Aspergillus nidulans dan Hansenula polymorpha

Sedangkan contoh fungi yang tidak dapat menggunakan nitrat dan nitrit sebagai sumber nitrogennya yaitu Saccharomyces dan Zygosaccharomyces. Semua strain S. cerevisiae  dapat memanfaatkan amonia dan urea sebagai satu-satunya sumber nitrogen, tetapi tidak dapat memanfaatkan nitrat, karena mereka tidak toleran terhadap ion ammonium.  Mereka juga dapat memanfaatkan sebagian besar asam amino, peptida rantai pendek, dan basa nitrogen sebagai sumber nitrogen. Histidin, glisin, sistin, dan lisin merupakan asam amino yang tidak mereka butuhkan. S. cerevisiae tidak mengeluarkan protease sehingga protein ekstraseluler tidak dapat dimetabolisme.

BAB III

PENUTUP

3.1  Kesimpulan

Jamur atau fungi adalah sel eukariotik tidak memiliki klorofil, tumbuh sebagai hifa, memiliki dinding sel yang mengandung kitin,  bersifat heterotrof, menyerap nutrien melalui dinding selnya, dan mengekskresikan enzim-enzim ekstraselular ke lingkungan melalui spora. Metabolisme atau pertukaran zat pada makhluk hidup, mencakup semua reaksi kimiawi yang terjadi di dalam sel yang menghasilkan energi. Metabolisme karbon pada fungi terdiri dari metabolime karbohidrat, protein, dan lipid. Sedangkan metabolisme nitrogen menggunakan ammonia sebagai sumber nitrogen anorganik.

3.2  Saran

Penyusun menyadari banyaknya kekurangan dalam makalah ini, oleh karena itu sebaiknya adanya saran dari pembaca guna melengkapi dan memperbaiki makalah ini serta menambah wawasan penulis.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad cece. 2012. Metabolisme Karbon Dalam Simbiosis Fungi Mikoriza Arbuskula.  Jurnal Agribisnis dan Pengembangan wilayah. 4(1):

Ahmad Mujiyarto. 2010. Metabolisme Mikrobiologi (Bakteri Dan Fungi). Online :  https://ahmadmujiyarto.wordpress.com/2010/08/23/metabolisme-mikrobiologibakteri-dan-fungi/. Diakses tanggal 09 Februari 2019

Cecep Hidayat. 2012. Metabolisme Karbon Dalam Simbiosis Fungi  Mikoriz Arbuskula. Jurnal Agribisnis dan Pengembangan Wilayah. 4(1): 24-35

Dwidjoseputro, D. 2005. Pengantar Mikologi Edisi Kedua.Bandung: Alumni.

Komar. 2012. Metabolisme Glukosa Pada Fungi. Online : http://komarbiologi.blogspot.com/2012/11/metabolisme-glukosa-pada-fungi.html. Diakses tanggal 09 Februari 2019

 Pelczar, Michael J & E. C. S. Chan. 2008. Dasar-dasar Mikrobiologi I. Jakarta: UI Press.