Inaktivasi bakteri dengan cara iradiasi sinar gamma akan mengubah konfigurasi molekuler dari sel bakteri, salah satunya adalah molekul protein yang
diasumsikan bahwa konfigurasi 3 dimensinya berubah menjadi terbuka dan siap melakukan suatu reaksi Darussalam, 1996. Namun demikian, untuk mendukung
hal tersebut perlu dilakukan analisis profil protein sebelum dan sesudah diiradiasi. Analisa tersebut dapat dilakukan melalui elektroforesis SDS-PAGE Sodium
dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis , sehingga dapat diketahui
apakah protein bakteri tersebut mengalami perubahan yang signifikan atau tidak setelah proses iradiasi.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Dari uraian latar belakang di atas, maka masalah penelitian yang dapat dirumuskan adalah bagaimana kecenderungan profil protein isolat E. coli S1 hasil
iradiasi sinar gamma sebagai bahan vaksin mastitis inaktif?
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk: 1.
Mengetahui dosis iradiasi sinar gamma yang dapat menginaktivasi sel bakteri E. coli.
2. Mengetahui pengaruh dosis iradiasi sinar gamma terhadap profil protein
yang dihasilkan pada sel bakteri E. coli.
1.4 HIPOTESIS
Hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut: H
= Ada pengaruh yang signifikan antara dosis iradiasi terhadap profil protein yang dihasilkan.
H
1
= Tidak ada pengaruh yang signifikan antara dosis iradiasi terhadap profil protein yang dihasilkan.
1.5 MANFAAT PENELITIAN
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai dosis iradiasi sinar gamma yang maksimal untuk inaktivasi bakteri E. coli S1
sebagai bahan vaksin mastitis
.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bakteri Escherischia coli
Klasifikasi Ilmiah Filum
: Proteobacteria Kelas
: Gamma Proteobacteria Ordo
: Enterobacteriales
Familia : Enterobacteriaceae
Genus : Escherichia
Spesies : E. coli
Gambar.1. Morfologi Bakteri E. coli Feng, et. al, 2002
Escherichia coli , atau biasa disingkat E. coli, adalah salah satu jenis spesies
utama bakteri Gram-negatif fakultatif anaerobik dan tidak berspora, dengan ukuran panjang 2
μm dan tebal 0,8 μm. Dinding sel dari Gram-negatif secara khas terdiri dari tiga lapisan, yaitu 1 Membran sitoplasmik membran yang
menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein, 2 Lapisan peptidoglikan gabungan protein dan polisakarida, 3 membran bagian luar
terdiri atas fosfolipid, protein dan lipopolisakarida. Sedangkan di dalam sitoplasma terdapat beberapa substansi, yaitu:
1. Ribosom, merupakan partikel kecil yang tersebar dalam sitoplasma terdiri
dari 35 protein dan 65 asam ribonukleat RNA, berfungsi sebagai tempat sintesis protein.
2. Granul, merupakan tempat penyimpanan makanan berupa polisakarida,
lipida, polifosfat, metafosfat, sulfur, dan poli beta hidroksi asam butirat PBH.
3. Bahan Nukleus, merupakan untaian ganda DNA mencapai 1,2 mm, tetapi
terlipat menjadi diameter 2 nm, berfungsi sebagai pembawa informasi genetik.
4. Mesosom, merupakan lipatan membran sitoplasma kedalam sitoplasma.
Bakteri gram negatif mempunyai alat gerak berupa flagel yang tersusun dari sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah
dengan ukuran diameter 12-18 nm dan panjang lebih dari 20 nm, serta terdapat pili mirip flagel tetapi lebih pendek dengan panjang 12 nm, kaku dan berdiameter
lebih kecil dan tersusun dari protein, pili dapat berfungsi sebagai jalan pemindahan DNA saat konjugasi. Selain itu, mempunyai kapsul atau lapisan
lendir yang merupakan polisakarida tebal dan air yang melapisi permukaan luar sel.
a Flagel b Pili
Gambar 2. Bagian permukaan membran luar yang terdapat pada bakteri gram negatif
Pada E. coli terdapat tiga jenis antigen, yaitu O-antigen yang merupakan inti lipopolisakarida dan unit-unit polisakarida, K-antigen yang merupakan kapsul,
dan H-antigen yang merupakan flagel Lehtolainen, 2004. Dalam sitoplasma sel E. coli dijumpai adanya ribosom yang berfungsi untuk
sintesis protein. E. coli merupakan bakteri yang mudah untuk dikultivasi dalam media cair yang mengandung glukosa dan ion-ion anorganik Mg, Ca, Fe, Co, Zn,
Cu, Mn, atau Ni. Bakteri ini akan membelah dalam waktu 60 menit waktu generasi = 60 menit . Waktu generasi pada bakteri ini dapat diperpendek menjadi
20 menit apabila dalam media ditambahkan basa purin dan basa pirimidin yang merupakan bahan pokok pembentukan asam nukleat dan asam amino Juwono
dan Zulfa, 2000.
Gambar 3. Skema ilustrasi komponen-komponen bakteri gram negatif
Pada mulanya E. coli dianggap makhluk hidup terkecil yang dapat dibiakkan secara in-vitro, tetapi ternyata terdapat makhluk hidup lain yang mempunyai
ukuran lebih kecil yang juga dapat dibiakkan secara in-vitro yaitu PPLO Pleuropneumonia Like Organism yang merupakan penyebab penyakit pada
binatang maupun manusia, PPLO ini mempunyai ukuran diameter 0,1-0,25 mikron berarti jauh lebih kecil daripada bakteri apalagi sel-sel manusia Juwono
dan Zulfa, 2000. Terdapat 3 tiga jenis bakteri E. coli, yaitu 1 Enteric - termasuk jenis yang
paling umum. Tanda klinis utama yang ditimbulkan pada inangnya adalah diare hebat. Apabila Pedet anak sapi terserang bakteri ini, maka akan cepat menjadi
lemas dan mengalami dehidrasi. Biasanya diawali dulu dengan demam yang kemudian dengan cepat kembali normal, atau mendekati normal, dan dapat
Peptidoglikan Lipopolisakarida
O antigen Membran
luar Gel
periplasmik Membran
sitoplasmik Lipoprotein
Protein Fosfolipid
menyebabkan kematian. 2 Enterotoxigenic - Disebabkan oleh bakteri E. coli dari jenis K-99. Infeksi dari strain ini berakibat fatal. Racun menyebabkan cairan yang
dipompa ke dalam usus sedemikian banyak sehingga pedet anak sapi biasanya mati bahkan sebelum gejala diare mencret muncul. Diare seperti ini adalah salah
satu diare yang dapat muncul pada umur pedet anak sapi di bawah 3 hari. 3 Septicemic
- Jenis ini bekerja mirip bakteri Salmonella. Metodanya adalah dengan menginfeksi aliran darah dan masuk ke dalam jaringan tubuh sehingga
menyebabkan infeksi global. Luka dan jejak dari infeksi bakteri jenis ini biasanya tidak tampak secara jelas. Ini merupakan jenis E. coli yang ganas, seringkali
menyebabkan kematian tanpa gejala klinis diare terlebih dahulu. Pedet anak sapi yang tidak mendapat atau dihentikan pemberian kolostrum, biasanya mati karena
jenis septisemik ini Manglayang, 2006.
Infeksi Bakteri
Bakteri E. coli menginfeksi pada masa laktasi hari ke-60. Ada 3 tiga faktor penyebab yang mempermudah terjadinya mastitis, yaitu kondisi sapi sebagai inang, kondisi lingkungan yang buruk dan mikroorganisme sebagai agen
penyebab penyakit Gambar 4.
Lingkungan Sapi
Mikroorganisme
Gambar 4. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya mastitis.
Kondisi sapi yang sakit karena infeksi alat reproduksi radang rahim, infeksi saluran pencernaan mencret, radang kuku, dan penyakit kulit kutil, eksim, dan
cacar akan mempermudah terinfeksi mastitis. Selain itu bentuk ambing, pakan, umur dan stadium laktasi pun dapat mempengaruhi, ambing yang bergantung
sangat rendah akan mudah kontak dengan lantai kandang sehingga beresiko terserang mastitis. Kuantitas dan kualitas pakan yang tidak memadai kurang gizi
menyebabkan hewan menjadi kurus, kelemahan dan terganggunya metabolisme. Makin tua sapi maka semakin peka, di mana mekanisme penutupan lubang puting
susu semakin menurun dan proses penyembuhan semakin lama. Stadium laktasi, terutama pada minggu pertama dan minggu terakhir beresiko pula terinfeksi
mastitis Fuad, 2006.
Luka atau lecet pada ambing atau puting susu yang diakibatkan oleh lantai kandang yang kasar, kuku panjang atau tajam, sikat yang keras, memerah susu dengan cara kasar, memerah dengan cara menarik puting dapat menyebabkan
mastitis di mana luka akan mendatangkan lalat Tetriana dan Sugoro, 2007.
Kondisi lingkungan yang mempermudah kejadian mastitis adalah kondisi kandang ternak yang basah dan kotor dan peternakpemerahpekerja tidak
memelihara tubuh seperti kuku yang panjang, memakai pakaian kotor dan lain sebagainya Sugiwaka, 2005.
Pada umumnya mastitis disebabkan oleh bakteri seperti Streptococcus agalactiae, Staphylococcus aureus, Streptococcus dysgalactiae, Streptococcus.
uberis, Streptococcus bovis, Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis,
Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, dan Enterobacter
aerogenes. Kerugian yang diakibatkan mastitis adalah berkurangnya produksi susu hingga
25-30 atau berhenti sama sekali, kualitas susu menjadi turun sehingga tidak dapat dijual atau dikonsumsi, biaya perawatan meningkat, dan sapi dapat diafkir
lebih awal Fuad, 2006. Mastitis terjadi karena masuknya bakteri melalui saluran puting dan
berkembang biak dengan cara pembelahan di dalam susu yang diproduksi jaringan sehingga menimbulkan radang Gambar 5. Mikroorganisme akan menembus
saluran puting dengan berbagai cara diantaranya pemerahan, di mana mikroorganisme masuk melalui saluran puting atau hasil perpindahan secara fisik
dari ujung puting yang ditekan akibat pergerakan sapi. Selama pemerahan dengan mesin, mikroorganisme mungkin terdorong masuk atau melalui saluran puting
masuk ke dalam puting. Penularan dari ambing yang terinfeksi mastitis ke ambing sehat dapat terjadi melalui kain lap ambing yang digunakan untuk seluruh ternak,
tangan pemerah yang kotor, urutan pemerahan yang salah dan peralatan pemerahan yang kotor Tetriana dan Sugoro, 2007.
Mikroba masuk ke dalam ambing melalui lubang puting
Mikroba berkembang di dalam ambing
Gambar 5. Proses infeksi mastitis pada ambing sapi
2.2 Protein
