8.3 - Mikroorganisma dan Virus

Seperti yang diketahui, mikroorganisma merupakan organisma kecil yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar. Mikroskop diperlukan untuk mengkaji struktur mikroorganisma. Mikroorganisma boleh dikategorikan kepada 4 jenis utama iaitu bakteria, virus, protozoa, alga dan kulat.

Ciri Utama Mikroorganisma dan Virus

Bakteria

• Tiada nukleus yang nyata kerana tidak mempunyai nukleus membran. DNA terkandung dalam nukleoid. Sesetengah bakteria mempunyai gen tambahan dalam plasmid.
• Saiz kecil antara 1 hingga 10 µm panjang.
• Biasanya wujud sebagai sel tunggal, berpasangan, berfilamen, berantai atau berkelompok.
• Wujud dalam pelbagai bentuk seperti kokus (sfera), vibrio (koma), basilus (rod/silinder) dan spirilum (pilin).
• Contoh bakteria termasuk Lactobacillus sp., Streptococcus sp. dan Staphylococcus aureus.

Protozoa

• Mikroorganisma unisel yang mempunyai ciri seperti haiwan.
• Bergerak menggunakan pseudopodium, silia atau flagelum.
• Kebanyakannya dijumpai di habitat berair.
• Nutrisi secara heterotrof atau autotrof.
• Contoh protozoa autotrof ialah Euglena sp.
• Hidup secara bebas atau sebagai parasit.

Alga

• Mikroorganisma unisel seperti Chlamydomonas sp. dan mikroorganisma multisel seperti Fucus sp.
• Sesetengah alga mempunyai flagelum untuk pergerakan di dalam air.
• Alga ialah organisma autotrof kerana mempunyai kloroplas. Namun, alga tidak mempunyai daun, batang dan akar sebenar seperti tumbuhan.
• Alga boleh dijumpai di kolam, tasik dan laut.

Kulat

• Mikroorganisma unisel atau multisel.
• Organisma heterotrof yang merupakan parasit atau saprofit. Tiada klorofil.
• Tiada akar, batang dan daun.
• Dinding sel terdiri daripada kitin.
• Badan kulat wujud sebagai miselium yang terdiri daripada hifa.
• Contohnya Saccharomyces cerevisiae (yis) dan Mucor sp.
• Dijumpai di tempat yang gelap atau lembap, dan di atas organisma reput atau mati.

Virus

• Tidak dikategorikan ke dalam alam kerana bukan organisma bersel.
• Perlu organisma hidup lain untuk membiak.
• Mempunyai DNA atau RNA dan kapsid yang terdiri daripada protein.
• Saiz sangat kecil (20 nm hingga 400 nm). Hanya dapat dilihat melalui mikroskop elektron.
• Contoh virus termasuk virus mozek tembakau, bakteriofaj T4 dan HIV.

Peranan Mikroorganisma dalam Kitar Nitrogen

Unsur nitrogen merupakan mikronutrien yang sangat penting untuk pertumbuhan tumbuh-tumbuhan. Nitrogen dalam bentuk ion ammonium (NH4+) atau ion nitrat (NO3-) membantu proses sintesis protein dalam tumbuhan. Kitar nitrogen merupakan kitar semula jadi yang melibatkan penukaran nitrogen di udara kepada sebatian nitrat oleh tumbuhan dan haiwan.

Rajah 4 - Kitar nitrogen.

1. Bakteria pengikat nitrogen yang hidup di nodul akar tumbuhan legum dan hidup bebas di dalam tanah seperti Rhizobium sp. dan Azobacter sp. akan mengikat nitrogen daripada atmosfera dan menukarkannya kepada NH 4+ melalui proses pengikatan nitrogen.

2. Nitrogen dioksidakan kepada nitrogen dioksida (NO2) oleh kilat yang kemudiannya larut ke dalam air hujan untuk membentuk asid nitrus dan asid nitrik. Kedua-dua asid akan membentuk garam nitrat di dalam tanah. Baja bernitrogen dari kilang baja juga membekalkan baja ammonium dan nitrat ke tanah.

3. Apabila haiwan dan tumbuhan mati, mikroorganisma pengurai seperti bakteria dan kulat saprofit akan menjalankan pereputan. Sebatian protein dalam tisu akan diuraikan menjadi NH4+ melalui proses ammonifikasi.

4. Bakteria nitrifikasi, Nitrosomonas sp. akan menukar NH4+ kepada ion nitrit (NO2-) melalui proses nitrifikasi. NO2- akan ditukar kepada ion nitrat (NO3-) oleh bakteria nitrifikasi, Nitrobacter sp. Kemudian, NO3- akan diserap oleh tumbuhan dan digunakan untuk sintesis protein.

5. Apabila tumbuhan dimakan oleh organisma lain, sebatian nitrogen akan dipindahkan ke tisu organisma tersebut. Bakteria pendenitritan menukar nitrat dalam tanah ke gas nitrogen melalui proses pendenitritan.

Peranan Mikroorganisma

Pengeluar

• Fitoplankton bertindak sebagai pengeluar dalam rantai makanan di ekosistem akuatik.
• Fitoplankton mempunyai klorofil dan boleh menjalankan fotosintesis.
• Fitoplankton sering dijumpai terapung di permukaan kolam, tasik atau air laut.
• Contoh fitoplankton ialah alga hijau, alga biru-hijau (sianobakteria), dinoflagelat dan diatom.

Pengurai

• Kulat saprofit dan bakteria saprofit merupakan mikroorganisma pengurai utama dalam ekosistem.
• Bahan organik kompleks seperti najis haiwan, bangkai haiwan dan pokok reput akan diurai kepada sebatian ringkas seperti ammonium.
• Semasa proses penguraian, pengurai akan merembes enzim pencernaan dan menyerap hasil pencernaan.
• Hasil proses pereputan mengembalikan unsur-unsur seperti karbon, nitrogen dan sulfur kepada tanah untuk digunakan oleh tumbuh-tumbuhan.

Simbion

• Organisma yang berhubung rapat dengan perumahnya.
• Dua jenis simbion iaitu ektosimbion dan endosimbion.
• Ektosimbion hidup di luar sel perumahnya. Misalnya, kulat yang tinggal di sekeliling akar tumbuhan ektomikoriza.
• Endosimbion pula hidup di dalam sel perumahnya. Sebagai contoh, protozoa Trichonympha sp. hidup di salur alimentari anai-anai.

Rajah 6 - Simbiosis mutualisme antara badak dengan burung tiung (Buphagus erythrorhynchus).

Parasit

• Parasit mendapat faedah dan bekalan nutrien daripada perumahnya manakala perumahnya akan mengalami kerugian dan mungkin kematian.
• Namun, kebanyakan parasit tidak membunuh perumahnya.
• Contohnya Plasmodium sp. yang merupakan sejenis protozoa hidup di dalam perut nyamuk Anopheles sp. Protozoa ini akan dipindahkan ke sistem peredaran darah seseorang apabila nyamuk tersebut mengigit manusia.

Rajah 7 - Kutu hidup menumpang di badan haiwan seperti kucing, anjing dan sebagainya serta menghisap darah mereka untuk mendapatkan nutrien.

Definisi Patogen dan Vektor

• Patogen
  • Organisma yang boleh menyebabkan penyakit berjangkit. Contoh-contoh patogen termasuk virus, bakteria, protozoa dan kulat.
  • Patogen akan menyerang, memasuki dan membiak dalam badan seseorang individu serta merosakkan sel-sel dalam badan.
• Vektor
  • Organisma yang menjadi pembawa patogen dan menyebabkan penyakit tertentu.
  • Contoh-contoh vektor ialah nyamuk, lalat dan lipas.

Rajah 8 - Nyamuk Aedes aegypti merupakan vecktor untuk virus denggi. Lalat pula ialah vektor untuk bakteria Vibrio cholerae yang boleh menyebabkan penyakit kolera. Lipas boleh membawa bakteria Salmonella typhi kepada manusia melalui makanan dan air yang dicemarinya.

Kesan Patogen terhadap Kesihatan Manusia

Patogen yang berlainan akan mengakibatkan penyakit yang berbeza.

Bakteria

• Penyakit: Tuberkulosis (tibi)
• Simptom-simptom penyakit:
  • Berat badan menurun
  • Batuk berdarah
  • Sesak nafas

Virus

• Penyakit: Hepatitis B
• Simptom-simptom penyakit:
  • Radang (sirosis hati)
  • Abdomen membengkak
  • Kulit dan warna lapisan sklera mata menjadi kuning
  • Kemungkinan kematian

Protozoa

• Penyakit: Disentri
• Simptom-simptom penyakit:
  • Sakit perut
  • Cirit-birit
  • Muntah

Kulat

• Penyakit: Panau
• Simptom-simptom penyakit:
  • Tompok-tompok putih atau merah jambu pada kulit