BAB I PENDAHULUAN
Siklus Nitrogen menguraikan bergeraknya nitrogen dari atmosfer, ke dalam tanah dan makhluk makhluk hidup, hidup, dan kembali ke dalam atmosfer.P atmosfer.Pada ada langkah-lan langkah-langkah gkah dalam siklus siklus ini, peranan bakteri sangat besar. Bakteri yang berperan adalah bakteri kemolitotrof. Terdapat Terdapat berbagai jenis bakteri kemolitotrof yang telah dikenal, keberagaman tersebut secara fisiologis dipersatukan oleh kemampuan masing-masing bakteri untuk menggunakan donor elektron dari senyawa anorganik sebagai sumber energy. energy. Bakteri Bakteri kemoli kemolitot totrof rof yang yang dipela dipelajari jari adalah adalah bakter bakterii yang yang mampu mampu mengok mengoksid sidasiasimeredu mereduksi ksi senyawa senyawa nitrog nitrogen. en. Bakteri Bakteri yang yang mampu mampu tumbuh tumbuh secara secara kemoli kemolitot totrof rof dengan dengan mereduksi mereduksi senyawa senyawa anorganik anorganik berupa nitrogen disebut nitrifying nitrifying bacteria bacteria bakteri penghasil nitrogen!. nitrogen!. Bakteri ini mengubah mengubah material organik organik yang telah terdegradasi terdegradasi ke lingkungan lingkungan berupa amonia N"#! menjadi senyawa N$ %- dan senyawa N$ #-. Proses inilah yang kemudian disebut disebut sebagai sebagai nitrifikasi. nitrifikasi. Senyawa nitrat ini kemudian direduksi direduksi menjadi menjadi gas nitrogen. Proses ini disebut sebagai denitrifikasi. Berdas Berdasark arkan an latar latar belaka belakang ng diatas, diatas, maka maka dalam dalam makalah makalah ini dibaha dibahass bagaim bagaimana ana meknisme bakteri kemolitotrof mendapatkan energy, serta fungsi dan bakteri kemolitotrof dialam. .
BAB II PEMBAHASAN A. MEKANISM MEKANISME E PEROLEH PEROLEHAN AN SUMBER SUMBER ENERGI ENERGI
Bakteri Bakteri kemolitotro kemolitotroff adalah bakteri yang mendapatkan mendapatkan energi dari oksidasi oksidasi elemen atau senyawa senyawa anorg anorgani anik, k, seperti seperti ammoni ammonia, a, nitrit nitrit,, sulfit sulfit,, hidtro hidtrogen gen,, dan lain-l lain-lain ain.. Bakteri Bakteri kemolitotro kemolitotroff mengoksida mengoksidasi si senyawa senyawa anorganik anorganik ammonia menjadi nitrit dan nitrat dalam proses nitrifikasi. Proses Biokimia Nitrifikasi
$ksige $ksigen n molek molekula ularr diperlu diperlukan kan untuk untuk mengok mengoksida sidasi si amonia, amonia, langka langkah h awal awal dalam dalam proses ini menyertakan monoo&ygenase monoo&ygenase yang merupakan en'im yang terlibat dalam proses ini en'im ini bernama lain (monia (monia monoo&yg monoo&ygenase enase ()$!. *alam proses ini digunakan digunakan N(*" sebagai donor elektron. Terdapat Terdapat pula en'im lain yang ikut andil dalam proses ini yaitu hydro&ylamine o&idoreductase "($! Produk awal oksidasi amonia adalah hydro&ylamine, N" %$", dan tidak ada energi yang dihasilkan dalam langkah ini energi benar-benar habis digunakan untuk mengoksidasi N(*"!. "ydro&ylamine kemudian mengoksidasi ke nitrit dan terdapat pembentukan (TP pada saat transfer elektron dimana terjadi fosforilasi melalui suatu sistem sitokrom. (da beberapa beberapa persamaan persamaan menarik menarik antara bakteri bakteri pengok pengoksidasi sidasi amonia amonia dan bakteri bakteri pengoksidasi metana. *i dalam proses serupa, bakteri pengoksidasi amonia mampu untuk mengoksidasi metana dan dapat menyertakan metana ke dalam material sel. Namun, metana
tidak bertindak sebagai sumber karbon dan donor elektron untuk proses oksidasi amoniak. ,sedangkan nitrit tidak mengoksidasi metana."al tersebut dikarenakan nitrit tidak memiliki kesamaan struktural dengan metana. +ain halnya dengan, amonia dan metana mempunyai beberapa persamaan struktural, dengan demikian suatu en'im dapat mengenali struktur yang hampir sama dan dapat juga berkombinasi ataupun tidak. Persamaan lain antara bakteri pengoksidasi amonia dan bakteri pengoksidasi metana adalah bahwa kelompok kedua-duanya mengetahui sistem membran internal )eincke, %#!. Proses selanjutnya adalah oksidasi nitrit menjadi nitrat. "anya langkah tunggal yang terjadi ketika proses oksidasi nitrit menjadi nitrat. Pembentukan nitrit dapat dilakukan lebih lanjut oleh bakteri nitrifying yang lain , Nitrobacter . )ikroba ini mengoksidasi nitrit ke nitrat yang menggunakan oksigen sebagai penerima elektron, dibantu oleh en'im nitrito&idase. Suatu gradient proton yang dibentuk dengan sintesis resultan (TP. Nitrobacter sering ditemukan di dalam tandem bersama dengan Nitrosomonas karena hasil akhir metabolism Nitrosomonas adalah substrat untuk Nitrobacter . (sosiasi lepas jenis ini umum terjadi di lingkungan dan hal ini bermanfaat bagi kedua.organisma Nitrobacter mendapatkan substrat dan Nitrosomonas dibantu metabolismenya. nergi yang dihasilkan dari oksidasi nitrit ke nitrat hanya / kj0mol,dimana cukup untuk pembentukan dua (TPS. Berdasarkan hasil tersebut, menyatakan bahwa hanya satu (TP diproduksi tiap masing-masing N$% yang dioksidasi ke N$#. Proses mengurangi energi N(*P"! untuk pengurangan 1$ % ke senyawa organik berasal dari (TP-*234N memngembalikan reaksi transfer elektron sebab N$ #0N$% berpotensi untuk mengurangi N(*P secara langsung. Proses tersebut dapat dilihat dalam bagan berikut ini 5
Sumber5 4oytek , % Berikut adalah tahapan reaksi untuk menghasilkan senyawa nitrat 5 Nitrosifying akteri !. NH " # O $ # $e % # $H # & NH $ OH # H $ O $. NH $ OH # !'$ O $ & NO $ % # H $ O # H #
B. (UNGSI BAK)ERI KEMOLI)O)RO( a. Sebagai pemisah logam dari bijinya, misalnya bakteri Thiobacillus ferrooxidans. b. *apat digunakan untuk mengekstraksi berbagai jenis logam, misalnya tembaga dan besi. c. )ampu mengikat ion-ion logam dari batuan, memisahkannya, kemudian membawanya dalam larutan hingga diperoleh logam murni d. *apat mengambil dan mengumpulkan ion-ion logam beracun sehingga bermanfaat untuk memindahkan polutan dari air limbah. bioremidiasi!. e. 3ndustri pertambangan menggunakan bakteri khemolitotrof untuk menghasilkan logam lain seperti uranium dan mangan. *. *ON)OH BAK)ERI KEMOLI)O)RO(
1ontoh dari bakteri 6emolitotrop adalah adalah bakteri yang mampu mengoksidasi-mereduksi senyawa nitrogen. Bakteri yang mampu tumbuh secara kemolitotrof dengan mereduksi senyawa anorganik berupa nitrogen disebut nitrifying bacteria bakteri penghasil nitrogen!. Bakteri ini mengubah material organik yang telah terdegradasi ke lingkungan berupa amonia N"#! menjadi senyawa N$%- dan senyawa N$#-. Proses inilah yang kemudian disebut sebagai nitrifikasi. Beberapa genera telah diketahui berdasarkan morfologi dan bagaimana langkahlangkahnya dalam rangkaian peristiwa oksidasi nitrifikasi!. Tidak ada bakteri kemolitotrof yang menyelesaikan oksidasi secara lengkap, akan tetapi terpisah ke dalam dua kelompok organisme. Proses ini dilakukan oleh kedua kelompok bakteri tersebut. Bakteri ini memperoleh energi dari okasidasi amoniak ke nitrit dan dari nitrit ke nitrat. 7ntuk langkah yang pertama yaitu oksidasi amoniak ke nitrit disebut dengan nitrosifikasi atau pembentukan formasi! nitrit. Selanjutnya, oksidasi nitrit ke nitrat disebut pembentukan formasi! nitrat. Bakteri pembentuk nitrit disebut dengan 8nitrosobacter9 sedangkan bakteri pembentuk nitrat disebut dengan 8nitrobacter9. Bakteri nitrifikasi tumbuh dengan memanfaatkan senyawa nitrogen anorganik. Banyak spesies bakteri ini memiliki sistem membran internal dimana terdapat en'im kunci dalam proses nitrifikasi. n'im tersebut antara lain ammonia monooksigenase mengoksidasi ammonia menjadi hidroksilamin! dan nitrit oksireduktase mengoksidasi nitrit menjadi nitrat!. Sehingga bakteri penghasil senyawa nitrogen nitrifying bacteria! merupakan suatu kelompok kecil yang terdiri dari : genera bakteri yang terbagi ke dalam dua kelompok yaitu5 Nitrosoa+teria Nitroa+teria Nitrosomonas Nitrobacter Nitrosopira Nitrospina Nitrosolobus Nitrococcus Nitroso;ibrio Nitrospira
(dapun reaksinya adalah sebagai berikut5
Bakteri nitritasi ,gen-s Nitrosomonas <. N"# = $% = %e- = %"= > N"%$" = "%$ %. N"%$" = "%$ = <0% $ % > N$%- =% "%$ = "= Bakteri nitratasi ,gen-s Nitrobacter N$%- = <0% $% > N$#-
Secara umum bakteri ini berukuran kecil, merupakan kelompok gram-negatif, bentuknya dapat berupa tongkat0batang ataupun berbentuk bola. Pertumbuhan lambat, untuk memperbanyak diri membutuhkan waktu <-<% jam. 1ontoh lainnya adalah Thiobacillus ferrooxidan . Thiobacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat logam berkualitas tinggi. Sebagai contoh pada tembaga 1u! dengan reaksi berikut5 •
*-(eS$ # $ (e$,SO/" # $ H$O # " O$ 0akti1itas02 *-SO/ # 3 (eSO/ #
•
$ H$SO/ # Energi *-SO/ # $ (e# # H$SO/ # Energi 00akti1itas02 $ (eSO/ # *-$# # $ H#
Bakteri kemolitrotrop berperan dalam beberapa siklus biogeokemis dari logam tertentu ?e, manganese! dan metaloid arsenik!.
BAB III PENU)UP KESIMPULAN
Bakteri kemolitotrof adalah bakteri yang mendapatkan energi dari oksidasi elemen atau senyawa anorganik, seperti ammonia, nitrit, sulfit, hidtrogen, dan lain-lain. Bakteri kemolitotrof mengoksidasi senyawa anorganik ammonia menjadi nitrit dan nitrat dalam proses nitrifikasi. ?ungsi bakteri kemolitotrof 5 a. Sebagai pemisah logam dari bijinya, misalnya bakteri Thiobacillus ferroo&idans. b.*apat digunakan untuk mengekstraksi berbagai jenis logam, misalnya tembaga dan besi. c. )ampu mengikat ion-ion logam dari batuan, memisahkannya, kemudian membawanya dalam larutan hingga diperoleh logam murni d.*apat mengambil dan mengumpulkan ion-ion logam beracun sehingga bermanfaat untuk memindahkan polutan dari air limbah. bioremidiasi!. f. 3ndustri pertambangan menggunakan bakteri khemolitotrof untuk menghasilkan logam lain seperti uranium dan mangan. *(?T(2 P7ST(6(
Hakim, N., M. Yusuf, N., A. M. Lubis, Sutopo, G. H., M. Amin, D., Go, B. H., dan H. H. Bailey. 19!.
Dasar-dasar Ilmu Tanah .
"ene#bit $ni%e#sitas Lampun&. Lampun&.
). )eincke, ). @inkler, 6. Aobmann %#!5 Aedem sein ?unknet' - ?le&ible )ultihop-(d"oc-Net'e, NT - eitschrift fCr 6ommunikationsmanagement, (usgabe #0%#, Seite #/#: